王啟穎， 詹澤東， 嚴(yán)煥榕， 盧 娟， 向 宇， 鄒陳蓉， 路 芳

(中國石油化工股份有限公司 西南油氣分公司, 成都 610041)

隨著氣藏開發(fā)的深入進行，常規(guī)氣藏日益枯竭，致密砂巖氣藏日益成為氣藏評價與開發(fā)的重點。一方面，窄河道致密砂巖氣藏作為非常規(guī)氣藏中的重要組成部分，具有河道窄、儲層非均質(zhì)性強、含氣豐度不均一、氣水分布關(guān)系復(fù)雜等特點，進而造成不同層系、不同河道、同一層系、同一河道氣井產(chǎn)能具有較大的差異性，開展以窄河道為基本富集單元的高產(chǎn)富集規(guī)律與高產(chǎn)富集模式、井型的選擇等研究成為國內(nèi)外專家學(xué)者研究的熱門課題[1-6]；另一方面，隨著全球經(jīng)濟市場化競爭日益激烈，以油氣田開發(fā)為業(yè)務(wù)軸心的企業(yè)對效益的追求更加突顯，傳統(tǒng)的以無阻流量為核心的氣井產(chǎn)能評價方法難以適應(yīng)新形勢下氣藏評價與開發(fā)的需要，如何以效益開發(fā)為核心開展高效井識別與分析，進而明確高效井靜、動態(tài)特征，從而開展氣藏評價，實現(xiàn)氣田高效開發(fā)具有重要意義。

1 高效井識別方法的建立

以無阻流量開展氣井產(chǎn)能評價一直是氣藏開發(fā)的一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但無阻流量的計算一般是基于產(chǎn)能方程的求取，針對窄河道致密砂巖氣藏水平井開發(fā)目前尚未建立有效的非穩(wěn)定滲流或穩(wěn)定滲流的產(chǎn)能方程，目前較多采用等效的二項式產(chǎn)能方程作為近似的產(chǎn)能方程。同時由于儲層致密進行系統(tǒng)產(chǎn)能試井求取等效的二項式方程往往導(dǎo)致二項式方程異常[7]，此外由于儲層條件與滲流機理的復(fù)雜性導(dǎo)致氣井產(chǎn)能轉(zhuǎn)化為有效產(chǎn)量往往與無阻流量評價結(jié)果存在較大差異。以川西地區(qū)同層位的某窄河道氣藏的兩口生產(chǎn)井為例，無阻流量較大的氣井B生產(chǎn)效果明顯差于無阻流量較小的氣井A(表1，圖1)，表明以無阻流量作為氣井產(chǎn)能評價標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足效益開發(fā)評價的需要，有必要建立以效益開發(fā)為核心的高效井識別方法。

表1 同氣藏氣井無阻流量與生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖1 生產(chǎn)曲線

窄河道致密砂巖氣藏高效井識別的核心在于效益評價,而效益評價的核心在于投入與產(chǎn)出的測算，通常情況下氣井的投資在一定時間內(nèi)受氣田開發(fā)鉆、采技術(shù)、地面投資及管理的影響是一定的，從而投資也是一定的，除去市場與政策影響的氣價變化這個彈性因素，氣井產(chǎn)量這一剛性因素決定了氣井的效益[8]，因此精確地建立氣井產(chǎn)量預(yù)測模型成為識別高效井的關(guān)鍵。基于滲流理論的解析模型與數(shù)值模型不僅方法復(fù)雜、對工程人員的專業(yè)要求強且費時大，同時難以適應(yīng)窄河道氣井產(chǎn)量、壓力雙遞減的生產(chǎn)特征，因此趨勢預(yù)測對于窄河道氣井產(chǎn)量預(yù)測具有更為重要的意義。研究表明，氣井進入邊界流后，氣井產(chǎn)量遞減滿足Arps遞減模型[9]，同時受國內(nèi)外學(xué)者對非常規(guī)氣藏遞減模型研究的啟發(fā)[9-11]，通過對川西地區(qū)某窄河道致密砂巖氣藏148口生產(chǎn)井診斷表明，窄河道致密砂巖氣藏氣井產(chǎn)量遞減也遵循Duong遞減模型，平均相關(guān)系數(shù)達到0.99，如圖2所示。

圖2 Duong遞減模型診斷圖

綜上所述，充分考慮Arps遞減模型與Duong遞減模型的優(yōu)劣性與適用性條件[9-11]，建立窄河道致密砂巖氣藏高效井識別主要步驟如下：

1)收集氣井靜、動態(tài)資料，利用非穩(wěn)定滲流理論開展氣井動態(tài)診斷[12]。

2)判斷氣井流態(tài)，若處于邊界流，執(zhí)行3)，否則執(zhí)行4)。

3)采用Arps遞減模型進行參數(shù)擬合，若遞減指數(shù)大于1[9-11]，執(zhí)行(4),否則利用擬合的Arps遞減模型進行產(chǎn)量預(yù)測。

4)采用Duong遞減模型進行模型參數(shù)擬合并進行氣井產(chǎn)量預(yù)測。

5)根據(jù)氣井投資、目前氣價以及氣井產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果對氣井投產(chǎn)、產(chǎn)出進行測算。

7)根據(jù)氣井FIRR計算結(jié)果，結(jié)合企業(yè)氣藏開發(fā)財務(wù)要求對氣井進行效益分類，識別高效井(圖3)。

圖3 窄河道致密砂巖氣藏高效井識別流程

2 高效井識別實例分析

以川西某窄河道致密砂巖氣藏某典型井(E井)為例，該井為水平井，其生產(chǎn)曲線如圖4所示。通過氣井診斷該井處于邊界流狀態(tài)(圖5)，故采用Arps遞減模型開展參數(shù)擬合(圖6)，從擬合結(jié)果看，遞減指數(shù)為0.410 1，小于1，故利用該模型開展產(chǎn)量預(yù)測，預(yù)計到廢棄產(chǎn)量(0.1萬m3/d)累計產(chǎn)氣量為 2 240萬m3，各年度產(chǎn)氣量如圖7所示。根據(jù)氣藏經(jīng)濟評價理論[8]在各年度現(xiàn)金流入與流出測算的基礎(chǔ)上，采用步驟6)中公式計算該井的財務(wù)內(nèi)部收益率小于0，判定該井為無效井。

圖4 E井生產(chǎn)曲線

圖5 E井單井動態(tài)診斷圖(邊界流)

圖6 E井Arps遞減模型擬合及預(yù)測圖

圖7 E井各年度預(yù)測產(chǎn)氣量統(tǒng)計

與基于無阻流量(20.83萬m3/d)的產(chǎn)能評價結(jié)果相比，該井由高產(chǎn)井重新定位為無效井，從而為氣藏評價與產(chǎn)能建設(shè)提供了新的認(rèn)識，實現(xiàn)了氣田開發(fā)效益優(yōu)先的理念轉(zhuǎn)化。

3 氣井效益主控因素與氣藏評價

3.1 主控因素分析

通過高效井識別方法的研究為氣井分類提供了基礎(chǔ)，對明確不同氣井的動態(tài)特征和滲流特征具有重要意義，進而為氣田開發(fā)高效開發(fā)提供新思想、新思路。

以川西某窄河道致密砂巖氣藏為例，通過對148口進行高產(chǎn)井識別，若以企業(yè)內(nèi)部收益率8%、12%作為兩個區(qū)間將氣井分為3類。通過統(tǒng)計分析表明，較好的儲層物性與含氣性是氣井高效的基礎(chǔ)，穩(wěn)產(chǎn)能力的大小是確保氣井高效的有力保障，泄流區(qū)域的大小是氣井高效的重要影響因素(表2)，而采用無阻流量分類難以確定不同類型氣井的特征(表3)。同時從初期無阻流量統(tǒng)計可以看出，氣井無阻流量對高效井的指示作用不具有決對作用，進一步說明該方法對氣田開發(fā)高效井識別的重要性。

表2 川西地區(qū)某窄河道氣藏根據(jù)內(nèi)部效益因子不同類型氣井主要開發(fā)動態(tài)指標(biāo)統(tǒng)計

表3 川西地區(qū)某窄河道氣藏根據(jù)無阻流量不同類型氣井主要開發(fā)動態(tài)指標(biāo)統(tǒng)計

另一方面，分別對3類氣井的壓恢雙對數(shù)曲線開展研究表明，高效井具有明顯的雙線性或線性流特征，效益井雙線性或線性流特征持續(xù)時間較短，無效井沒有明顯雙線性、線性流特征，曲線形態(tài)特征如圖8～圖10所示。由于該窄河道氣藏儲層普遍較薄，儲層類型屬于孔隙型致密儲層，裂縫發(fā)育較少，氣田開發(fā)主要采用水平井開發(fā)模式，線性、雙線型流對儲層改造效果具有明顯的指示作用，因此通過對比表明，工程技術(shù)改造是氣井實現(xiàn)高效開發(fā)的有效手段。

圖8 高效井壓恢雙對數(shù)曲線形態(tài)特征

圖9 無效井壓恢雙對數(shù)曲線形態(tài)特征

圖10 效益井典型滲流特征

綜上所述，提高儲層物性、含氣性預(yù)測精度，有效配套工程工藝技術(shù)，同時利用水平井開展窄河道致密砂巖氣藏開發(fā)是實現(xiàn)氣田高效開發(fā)的重要途徑，進而形成了該氣藏高效開發(fā)的總體策略，基于該開發(fā)策略，目前該氣藏已成為西南油氣田川西第一大氣藏。

3.2 氣藏評價

利用3.1節(jié)中主控因子有利于開展氣藏綜合評價，進而控制開發(fā)風(fēng)險，而利用無阻流量為目標(biāo)的氣藏綜合評價難以反映氣井最終的效益和開發(fā)風(fēng)險。以川西某窄河道致密砂巖氣藏為例，從圖11可以看出，采用內(nèi)部效益因子開展氣藏綜合評價效果與氣井實際開發(fā)具有一致性，而采用基于無阻流量為目標(biāo)的氣藏綜合評價結(jié)果難以反映氣井的真實開發(fā)效果，進而難以提高氣藏的開發(fā)效益。

圖11 氣藏綜合評價及開發(fā)效果對比

4 結(jié)論

1)通過調(diào)研與氣田開發(fā)實踐，建立了基于高效井識別方法的氣田效益開發(fā)評價技術(shù)。

2)實例分析表明，利用新的方法技術(shù)有利于彌補傳統(tǒng)的基于無阻流量開展氣井產(chǎn)能評價的不足，更有利于油氣田企業(yè)實現(xiàn)效益開發(fā)。

3)通過高效井識別方法，以川西地區(qū)某窄河道致密砂巖氣藏為例，明確了窄河道致密砂巖氣藏實現(xiàn)高效開發(fā)的主要因素，有利于開展氣藏綜合評價。