梁 治 國(guó)

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司錄井公司)

0 引 言

蘇10區(qū)塊位于蘇里格氣田西北部、長(zhǎng)慶靖邊氣田西北側(cè)的蘇里格廟地區(qū)，區(qū)域構(gòu)造上屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部中帶。2006年該區(qū)塊以600 m×1 200 m菱形井網(wǎng)、一套層系投入開發(fā)，經(jīng)過(guò)對(duì)該井區(qū)進(jìn)行不斷地加密調(diào)整，目前形成600 m×600 m井網(wǎng)，采用井間接替的方式保持穩(wěn)產(chǎn)[1-2]。

經(jīng)過(guò)幾年的試采開發(fā)評(píng)價(jià)，蘇10區(qū)塊表現(xiàn)出低滲氣藏的開發(fā)特點(diǎn)：直井單井控制儲(chǔ)量低，氣井初期壓力、產(chǎn)量下降快，穩(wěn)產(chǎn)能力較差，地層壓力下降快且后期壓力恢復(fù)緩慢[3]。本文通過(guò)分析蘇10區(qū)塊生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料，了解氣井生產(chǎn)變化規(guī)律，確定氣井合理工作制度，以期為蘇10區(qū)塊氣藏合理高效開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 氣田生產(chǎn)運(yùn)行狀況

1.1 日產(chǎn)氣量特征

截至2019年6月蘇10區(qū)塊先后共有417口井投入生產(chǎn)，在產(chǎn)井382口，占總井?dāng)?shù)的91.6%。蘇10區(qū)塊所有井累產(chǎn)氣量67×108m3，水平井20口總共生產(chǎn)7.2×108m3天然氣。單井平均累產(chǎn)氣量0.161×108m3，水平井平均累產(chǎn)氣量0.36×108m3，氣田采出程度6.9%。進(jìn)一步對(duì)全區(qū)2019年半年的平均日產(chǎn)氣量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(圖1)，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，2019年蘇10區(qū)塊生產(chǎn)井平均日產(chǎn)氣量是0.494×104m3，平均日產(chǎn)氣量小于0.5×104m3的生產(chǎn)井有267口，占到總井?dāng)?shù)的64.03%，產(chǎn)量在0.15×104～0.5×104m3的井有155口，占總井?dāng)?shù)的37.17%；產(chǎn)量在0.5×104～1.0×104m3的井有95口，占總井?dāng)?shù)的22.78%；產(chǎn)量大于1×104m3的井有53口，占總井?dāng)?shù)的12.71%。

圖1 蘇10區(qū)塊2019年日產(chǎn)氣量分類統(tǒng)計(jì)

1.2 總壓降特征

蘇里格氣田氣井井口套壓變化普遍表現(xiàn)為：隨著開采時(shí)間的延長(zhǎng)，單位套壓壓降采氣量不斷增加；在井口套壓一定時(shí)，控壓生產(chǎn)比放壓生產(chǎn)能采出更多天然氣。對(duì)蘇10區(qū)塊的各井從投產(chǎn)至2019年6月的套壓降落進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(圖2)，可看出蘇10區(qū)塊單井總壓降普遍大于10 MPa，氣田原始地層壓力為28 MPa，現(xiàn)階段處于明顯的低壓開采狀態(tài)。

圖2 蘇10區(qū)塊單井總套壓降展布

為進(jìn)一步分析套壓降落與生產(chǎn)時(shí)間的關(guān)系，選取了累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間分別為1至4年的20口氣井進(jìn)行壓降速率分析，見表1?？梢钥闯鐾懂a(chǎn)初期壓降速率大，投產(chǎn)4年后，壓降速率相比投產(chǎn)初期下降了近2.72倍；累計(jì)投產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，壓降速率越低，后期逐漸趨于平緩，與蘇里格氣田低滲氣藏開發(fā)特征一致。

表1 蘇10區(qū)塊部分井累計(jì)投產(chǎn)時(shí)間與套壓壓降速率關(guān)系統(tǒng)計(jì)

2 氣井分類

對(duì)氣井進(jìn)行分類可以總結(jié)出不同類氣井在不同生產(chǎn)階段的動(dòng)態(tài)特征，對(duì)比分析這些動(dòng)態(tài)特征的共性和個(gè)性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣井動(dòng)態(tài)變化的預(yù)測(cè)并提前采取相應(yīng)的措施；通過(guò)對(duì)分類氣井研究，可以摸清氣田的資源動(dòng)用狀況、氣藏的開采特征、影響氣藏采收率的因素和剩余氣分布特點(diǎn)，進(jìn)而提出提高氣藏采收率的主要途徑，編制可行的挖潛方案[4-5]。

氣井分類主要分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分類方法，本次采用靜態(tài)地質(zhì)(單氣層最大厚度、氣層累計(jì)厚度)和氣井動(dòng)態(tài)(投產(chǎn)后出現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)期內(nèi)的平均日產(chǎn)氣量)相結(jié)合的方式對(duì)蘇里格氣田蘇10區(qū)塊氣井進(jìn)行了分類[6]，分類標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 蘇10區(qū)塊氣井分類新標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)蘇10區(qū)塊目前生產(chǎn)的417口井根據(jù)其各自的生產(chǎn)特征和儲(chǔ)層特征進(jìn)行分類，其中Ⅰ類井119口，Ⅱ類井147口，Ⅲ類井151口。對(duì)各類井累產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表3)，Ⅰ類井產(chǎn)氣量占42.02%，Ⅱ類井產(chǎn)氣量占37.73%，Ⅲ類井產(chǎn)氣量?jī)H占20.25%，Ⅰ+Ⅱ類井產(chǎn)氣占總量的79.75%，是區(qū)塊的主要貢獻(xiàn)者。

表3 蘇10區(qū)塊各類氣井累產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

3 氣井生產(chǎn)規(guī)律統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)對(duì)蘇10區(qū)塊各類氣井生產(chǎn)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表4)，發(fā)現(xiàn)Ⅰ類井各方面的生產(chǎn)特征參數(shù)均優(yōu)于Ⅱ、Ⅲ類井，Ⅲ類井最差。

表4 蘇10區(qū)塊各類氣井生產(chǎn)特征

對(duì)已投產(chǎn)氣井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析總結(jié)，可以總結(jié)出氣井的動(dòng)態(tài)特征：

(1)氣井在低壓差生產(chǎn)條件下，產(chǎn)量低、壓降快，關(guān)井壓力恢復(fù)緩慢，氣井近半年生產(chǎn)產(chǎn)量一般在0.3×104～3.0×104m3/d。

(2)在較低的壓力條件下生產(chǎn)指標(biāo)趨于平穩(wěn)，能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間，具有一定的穩(wěn)產(chǎn)能力。在第一階段，氣井整體的產(chǎn)量遞減快，反映了高滲介質(zhì)滲流階段，控制動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量低。隨著氣井持續(xù)生產(chǎn)，因?yàn)榫赘浇邼B介質(zhì)內(nèi)壓力下降，低滲介質(zhì)內(nèi)流體開始參與滲流，向高滲介質(zhì)補(bǔ)給，并且井底附近壓降漏斗加深、壓力梯度增大，一方面離井底較近的低滲介質(zhì)內(nèi)的流體克服啟動(dòng)壓差向井底補(bǔ)充，泄流半徑隨之增大，單井的控制動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量也隨之加大，致使氣井在低壓條件下具有一定的穩(wěn)產(chǎn)能力。

(3)大部分的井都采取了排水工藝措施，處于間歇穩(wěn)定生產(chǎn)階段，氣井能維持較為穩(wěn)定的生產(chǎn)，Ⅲ類井生產(chǎn)效率最差，需進(jìn)一步提高挖潛能力。

4 氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

4.1 Ⅰ類單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

Ⅰ類氣井單井普遍產(chǎn)量較高，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。 以S 10-33-63井為例，該井于2008年12月投產(chǎn)，生產(chǎn)層位盒8段，初期產(chǎn)量3.7×104m3/d，至2019年6月，該井產(chǎn)量穩(wěn)定在1.5×104～1.6×104m3/d之間。截至2019年5月，該井累產(chǎn)氣量2 393.6×104m3，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線如圖3所示。

圖3 S 10-33-63井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線

從生產(chǎn)曲線可以看出該井經(jīng)歷了三個(gè)生產(chǎn)階段：

第一階段為投產(chǎn)至2011年5月，日產(chǎn)氣量持續(xù)降低到0.8×104m3/d，日產(chǎn)量降低幅度達(dá)78.4%，說(shuō)明近井帶地層能量迅速衰竭，壓力不斷向外邊界傳播，近井帶外部區(qū)域開始向近井帶補(bǔ)充能量，由于地層滲透率低，能量補(bǔ)充速度明顯小于氣井開采能量衰竭的速度，因此表現(xiàn)為氣井產(chǎn)量下降快。

第二階段為2011年5月至2012年10月，由于地層能量減弱與氣井產(chǎn)水的影響，使得氣井帶液生產(chǎn)能力一度變差。當(dāng)積液排出后氣井產(chǎn)量能迅速回升，但維持短暫時(shí)間后氣井產(chǎn)量逐漸減小，產(chǎn)量每天在一萬(wàn)多方到幾千多方間變化，此時(shí)氣井自身攜液能力已經(jīng)很差，井底積液開始慢慢變嚴(yán)重，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度后，該井需要重新進(jìn)行排液恢復(fù)產(chǎn)能，此過(guò)程完成需經(jīng)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的排液復(fù)產(chǎn)周期，周而復(fù)始達(dá)到維持氣井生產(chǎn)的目的。

第三階段為從2012年10月至今，該階段主要的生產(chǎn)特征是生產(chǎn)波動(dòng)明顯，氣井處于間歇生產(chǎn)階段，產(chǎn)量在每天幾千方間變化。由于氣井能量進(jìn)一步減弱，排液復(fù)產(chǎn)的周期變得非常短，現(xiàn)場(chǎng)需要不斷根據(jù)產(chǎn)量變化情況采取排液措施。在此期間套壓一直維持在1 MPa左右，表明排液措施應(yīng)用得當(dāng)。

4.2 Ⅱ類單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

Ⅱ類氣井普遍帶水生產(chǎn)期長(zhǎng)。以S 10-24-27井為例，該井于2008年10月投產(chǎn)，生產(chǎn)層位盒8段，初期產(chǎn)量1.6×104m3/d，持續(xù)生產(chǎn)至2019年6月，該井產(chǎn)量在0.5×104～1.0×104m3/d之間。該井累產(chǎn)氣量783×104m3/d，生產(chǎn)曲線如圖4所示。

圖4 S 10-24-27井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線

第一階段為投產(chǎn)至2009年12月，日產(chǎn)氣量持續(xù)降低到0.5×104m3/d，氣井日產(chǎn)量降低快，說(shuō)明近井帶地層能量迅速衰竭，壓力不斷向外邊界傳播。關(guān)井幾天近井帶外部區(qū)域開始向近井帶補(bǔ)充能量，產(chǎn)量得到提高，但由于地層滲透率低，能量補(bǔ)充速度明顯小于氣井開采能量衰竭的速度，因此表現(xiàn)為氣井產(chǎn)量再次下降。

第二階段為2009年12月至今，期間由于地層能量減弱與氣井產(chǎn)水的影響，使得氣井帶液生產(chǎn)能力變差。氣井生產(chǎn)能力變差，產(chǎn)量低，后期間歇關(guān)井作業(yè)方式也不能讓產(chǎn)量得到恢復(fù)。

4.3 Ⅲ類單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

Ⅲ類氣井普遍產(chǎn)量較低，后期排液效果不理想、穩(wěn)產(chǎn)能力差。以S 10-20-61井為例，該井于2009年3月投產(chǎn)，生產(chǎn)層位盒8段，初期產(chǎn)量2×104m3/d，生產(chǎn)至2015年5月，該井處于間歇生產(chǎn)過(guò)程。截止2015年5月25日，該井累產(chǎn)氣量1 004×104m3，生產(chǎn)曲線如圖5所示。

圖5 S 10-20-61井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線

氣井在生產(chǎn)過(guò)程中，2012年前進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)，2012年后氣井進(jìn)行間歇關(guān)井生產(chǎn)。穩(wěn)產(chǎn)期間關(guān)井幾天近井帶外部區(qū)域開始向近井帶補(bǔ)充能量，產(chǎn)量得到提高，但由于地層滲透率低，能量補(bǔ)充速度明顯小于氣井開采能量衰竭的速度，因此表現(xiàn)為氣井產(chǎn)量下降。

2012年至今，期間由于地層能量減弱與氣井產(chǎn)水的影響，使得氣井帶液生產(chǎn)能力變差。氣井生產(chǎn)能力變差，產(chǎn)量低，后期間歇關(guān)井作業(yè)方式也不能讓產(chǎn)量得到恢復(fù)。

5 氣井遞減規(guī)律分析

從嚴(yán)格意義上講，氣井一旦投入生產(chǎn)，產(chǎn)量即開始了遞減。根據(jù)遞減階段取得的有限開發(fā)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷屬于哪一種遞減類型，以便應(yīng)用合適的遞減方程，正確可靠地進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測(cè)。

從蘇10區(qū)塊氣井生產(chǎn)曲線不難看出，氣藏產(chǎn)量己經(jīng)進(jìn)入了遞減期，日產(chǎn)氣量隨生產(chǎn)時(shí)間呈曲線關(guān)系，經(jīng)RTA擬合，發(fā)現(xiàn)日產(chǎn)氣量和生產(chǎn)時(shí)間都符合雙曲線遞減分析。這是因?yàn)殡p曲線遞減比指數(shù)遞減慢，比調(diào)和遞減快，雙曲線遞減分析得到的遞減率隨產(chǎn)量和時(shí)間變化。而蘇10區(qū)塊符合大部分低滲-特低滲油氣藏的生產(chǎn)規(guī)律，部分氣井物性差，初期產(chǎn)量遞減較快。雙曲線遞減考慮了產(chǎn)量所以擬合效果更好。

對(duì)氣井中生產(chǎn)時(shí)間達(dá)3年以上的氣井進(jìn)行了遞減率的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)井?dāng)?shù)234口，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6所示。

圖6 蘇10區(qū)塊氣井遞減率展布圖

由評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出蘇10區(qū)塊氣井遞減率主要分布在10%～18%之間，平均遞減率為14.51%。

6 結(jié) 論

(1)蘇10區(qū)塊單井套壓總壓降普遍大于10 MPa，現(xiàn)階段處于明顯的低壓開采狀態(tài)。投產(chǎn)初期壓降速率大，累計(jì)投產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，壓降速率越低，后期壓降逐漸趨于平緩。

(2)截至2019年6月，蘇10區(qū)塊生產(chǎn)井平均日產(chǎn)氣量0.5×104m3，在產(chǎn)井日產(chǎn)氣量小于0.5×104m3的氣井有267口，占到了在產(chǎn)井的70%；日產(chǎn)氣量大于1.0×104m3的井有53口，占在產(chǎn)井的14%。Ⅰ、Ⅱ類井產(chǎn)量較高，是區(qū)塊的生產(chǎn)主力。Ⅰ類井單井平均累產(chǎn)氣量2 184×104m3，Ⅱ類井單井平均累產(chǎn)氣量1 575×104m3，Ⅲ類井單井平均累產(chǎn)氣量776×104m3。

(3)對(duì)3類氣井進(jìn)行單井生產(chǎn)特征分析，Ⅰ類氣井單井普遍產(chǎn)量較高，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)； Ⅱ類氣井普遍帶水生產(chǎn)期長(zhǎng)；Ⅲ類氣井普遍產(chǎn)量較低，后期排液效果不理想、穩(wěn)產(chǎn)能力差。

(4)對(duì)3類氣井中有效生產(chǎn)時(shí)間達(dá)3年以上的氣井進(jìn)行了遞減率評(píng)價(jià)，蘇10區(qū)塊氣井遞減率主要分布在10%～18%之間，平均遞減率為14.51%。