蘇里格氣田產(chǎn)能評價與產(chǎn)能分析

蘇里格氣田產(chǎn)能評價與產(chǎn)能分析

sulig氣田位于鄂爾多斯盆地伊山斜坡西北側(cè)的蘇里格寺地區(qū)。勘探面積2公里，地質(zhì)條件復(fù)雜。這是一個低污染、低產(chǎn)量、低滲和不均勻的巖石氣藏。目前,蘇里格氣田已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)氣高峰期,到2011年1月1日,蘇里格氣田共有生產(chǎn)氣井X口,但是隨著氣田的地質(zhì)狀況而引發(fā)的一些不足也逐漸暴露出來,相同配產(chǎn)的氣井在相同的生產(chǎn)時間內(nèi)套壓下降速度差距很大。在單井生產(chǎn)初期,套壓降在0.008～0.18MPa/d不等。面對蘇里格氣田幾千口氣井的實(shí)際情況必須制定出合理的工作制度和生產(chǎn)措施才能實(shí)現(xiàn)較長的穩(wěn)產(chǎn)時間和較高的氣井采收率,而制定工作制度和生產(chǎn)措施的依據(jù)就是根據(jù)氣井生產(chǎn)情況對氣井進(jìn)行合理分類。為此,筆者對蘇里格氣田天然氣氣井分類方法進(jìn)行了研究。1氣井的一般分類方法1.1儲層密度分布利用儲層參數(shù)法對氣井進(jìn)行分類時,主要是參考?xì)饩挠行雍穸葋韺饩M(jìn)行分類,具體情況如下:①Ⅰ類井,有效儲層單層連續(xù)厚度≥5m或有效儲層累計厚度≥8m且相對集中分布;②Ⅱ類井,有效儲層單層連續(xù)厚度介于3～5m或有效儲層累計厚度≥8m且呈薄互層狀分布;③Ⅲ類井,有效儲層單層連續(xù)厚度小于3m或有效儲層累計厚度<8m。該方法屬于靜態(tài)評價法,無法動態(tài)地反映氣井的產(chǎn)能狀況。因?yàn)樘K里格氣田氣井自然產(chǎn)能低,一般需要經(jīng)過酸化壓裂進(jìn)行儲層改造,由于改造后的效果對氣層產(chǎn)氣影響較大,單憑氣井厚度進(jìn)行劃分明顯存在局限性。以蘇X井為例,射孔井段:①3230～3234m,儲層有效厚度4.3m;②3201～3207m,儲層有效厚度7.0m。采用儲層參數(shù)法評價為Ⅰ類井,該井投產(chǎn)前測試產(chǎn)量為0.84×104m3/d,利用一點(diǎn)法測試計算得到的氣體無阻流量為2.12×104m3/d,改造后的產(chǎn)能狀況與評價結(jié)果不符,因而利用儲層參數(shù)分類法不能真實(shí)反映氣井改造后的實(shí)際產(chǎn)能。1.2無阻流量評價在一般情況下,試氣無阻流量能夠直接反映氣井的產(chǎn)能狀況,具體情況如下:①Ⅰ類井,無阻流量大于10×104m3/d;②Ⅱ類井,無阻流量大于5×104m3/d但小于10×104m3/d;③Ⅲ類井,無阻流量小于5×104m3/d。由于目前蘇里格氣田氣井的無阻流量均是在投產(chǎn)前采用一點(diǎn)法測試計算得到,所以其無阻流量反映的是生產(chǎn)初期近井地層壓裂裂縫帶的滲流特征,而隨著氣井的生產(chǎn),遠(yuǎn)井地區(qū)基質(zhì)儲層能量逐漸被動用。以桃X井為例,該井投產(chǎn)前測試無阻流量為20.45×104m3/d,根據(jù)試氣無阻流量評價標(biāo)準(zhǔn)劃分為Ⅰ類井。該井開井生產(chǎn)時井口套壓為24.0MPa,日產(chǎn)氣量2.2×104m3/d,但產(chǎn)量、壓力下降很快,生產(chǎn)174d時井口套壓降至7.4MPa,日產(chǎn)氣量降至0.5×104m3/d,更換計量方式后測得實(shí)際產(chǎn)量為0.2×104m3/d,顯然試氣無阻流量評價結(jié)果與真實(shí)產(chǎn)量不符。2省考井正常生產(chǎn)能力利用儲層參數(shù)法和試氣無阻流量法對氣井進(jìn)行分類,都不能正確反映氣井正常生產(chǎn)能力的情況。應(yīng)對影響氣井產(chǎn)能的各個因素進(jìn)行單因素分析,找出最具代表性的參數(shù),然后利用數(shù)學(xué)方法(如擬合、歸一、無因次化、模糊處理等)處理成一個綜合系數(shù)作為分類標(biāo)準(zhǔn)。2.1儲層參數(shù)與地層有效厚度根據(jù)低滲、致密氣藏的滲流規(guī)律:Qsc=khπΤsc(p′2-p′2wf)ˉμˉΖpscΤ(|lnrrw+S′|)(1)Qsc=khπTsc(p′2?p′2wf)μˉZˉˉˉpscT(∣∣lnrrw+S′∣∣)(1)式中,Qsc為試氣天阻流量,m3/s;k為滲透率,md;h為儲層厚度,m;Tsc為地面標(biāo)準(zhǔn)條件下氣流溫度,K;p′2為井口氣流壓力平方,Pa2;p′2wf為井底流壓平方,Pa2;ˉμμˉˉ為粘度,Pa·s;ˉΖZˉˉˉ為偏差因子,無因次;Psc為地面標(biāo)準(zhǔn)條件下大氣壓,Pa;T為氣流溫度,K;r為徑向半徑,m;rw為井筒內(nèi)徑向半徑,m;S′為視表皮系數(shù),無因次。由式(1)可以看出,地層有效厚度與有效滲透率的乘積即地層系數(shù)kh,是影響產(chǎn)能的關(guān)鍵因素之一。地層系數(shù)反映了氣藏的靜態(tài)特征,而試井時的無阻流量則反映了氣藏的開發(fā)之初原始地層壓力下的生產(chǎn)動態(tài)特征。單井的絕對無阻流量AOF是非常重要的參數(shù),其直接反映了氣井的產(chǎn)能和潛力。2.2地層及試氣無阻流量權(quán)重利用地層系數(shù)kh和試氣無阻流量AOF等參數(shù),使用模糊數(shù)學(xué)對上述參數(shù)進(jìn)行處理形成一個綜合評價因子CCF。對地層系數(shù)kh、試氣無阻流量AOF進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),上述參數(shù)均屬于越大越優(yōu)型參數(shù),其中地層系數(shù)屬于偏大型正態(tài)分布,其隸屬函數(shù)為:μ(kh){0kh≤1.51-e-(kh-0.510)2kh＞1.5(2)式中,kh=∑kihi,ki為第i壓裂層的滲漏率,10-3μm2;hi為第i壓裂層的厚度,m。地層系數(shù)權(quán)重為:αkh=0.8。試氣無阻流量屬于偏大型柯西分布,其隸屬函數(shù)為:μ(AΟF)={0AΟF≤0.311+1.5(AΟF-0.3)-2AΟF＞0.3(3)試氣無阻流量權(quán)重為:αAOF=0.2。定義綜合評價因子CCF:式(4)中地層系數(shù)權(quán)重和試氣無阻流量權(quán)重由專家根據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)證獲得。具體分類規(guī)則如下:①Ⅰ類井,其CCF大于0.317;②Ⅱ類井,其CCF大于0.29但小于0.317;③Ⅲ類井,其CCF小于0.29。根據(jù)綜合分類法可以將地層系數(shù)kh和試氣無阻流量AOF有效結(jié)合起來,利用模糊數(shù)學(xué)模型對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可以得出一個接近實(shí)際生產(chǎn)情況的氣井分類效果,對氣井合理配產(chǎn)和氣井生產(chǎn)初期的管理有一定現(xiàn)實(shí)意義。3不同生產(chǎn)時期單位套壓降的影響由于蘇里格氣田普遍采用井下節(jié)流工藝生產(chǎn),受節(jié)流器以及夏季和冬季生產(chǎn)制度的不同的影響,井口油壓并不能實(shí)際反應(yīng)生產(chǎn)情況,而井口套壓在生產(chǎn)過程中受外界因素影響較小,根據(jù)氣井井口套壓狀況結(jié)合對應(yīng)的累計采氣量,能夠較好地反映氣井的生產(chǎn)能力。氣井單位套壓降采氣量不是一個定值,隨著開采時間的延長,壓力波及范圍不斷增大,氣井的生產(chǎn)特征從反映與壓裂裂縫溝通的近井地帶儲層特征逐漸過渡到表現(xiàn)為反映遠(yuǎn)井地帶儲層的滲流特征,氣井的單位套壓降隨著生產(chǎn)時間的延長也要發(fā)生相應(yīng)的變化。通過對典型氣井套壓降累計產(chǎn)氣曲線和典型氣井單位套壓降采氣量進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)單位壓降采氣量能夠較好的反映氣井的生產(chǎn)能力,經(jīng)過對分類氣井不同生產(chǎn)時期的單位套壓降采氣量與對應(yīng)的生產(chǎn)時間數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸,利用Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到3條相關(guān)性較好的冪函數(shù)曲線(見圖1)。由此,在Ⅰ類井與Ⅱ類井曲線之間及Ⅱ類井與Ⅲ類井曲線之間的1/2處各插入一條曲線,得到2個冪函數(shù)關(guān)系式,暫定這2個冪函數(shù)關(guān)系式為氣井處于不同生產(chǎn)時期時單位套壓降采氣量分類標(biāo)準(zhǔn)的判斷關(guān)系式。但是對于因生產(chǎn)制度變化所引起的套壓上升、產(chǎn)量下降的情況無法剔除,影響分類效果。對于簡單幾口典型氣井在圖示中增加擬合冪函數(shù)可以對各類氣井加以區(qū)分,但是當(dāng)井?dāng)?shù)達(dá)到幾百口、上千口時該分類方法將失效,無法進(jìn)行劃分。4氣井關(guān)井對wsp的影響由于利用單位套壓降采氣量法進(jìn)行氣井分類時沒有考慮因生產(chǎn)制度的變化而關(guān)井對實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果的影響,因而引入產(chǎn)量加權(quán)套壓法,對氣井因工作制度變化而關(guān)井的情況進(jìn)行有效處理,能夠更加真實(shí)合理地反映氣井因關(guān)井而造成的影響。WSΡ=n∑i=1套壓i×產(chǎn)氣量in∑i=1產(chǎn)氣量i(5)式中,WSP表示產(chǎn)量加權(quán)套壓。具體分類規(guī)則如下:①Ⅰ類井產(chǎn)量加權(quán)套壓大于1;②Ⅱ類井產(chǎn)量加權(quán)套壓小于10但大于7;③Ⅲ類井產(chǎn)量加權(quán)套壓小于7。產(chǎn)量加權(quán)套壓法可以有效將因關(guān)井產(chǎn)生的影響進(jìn)行剔除,加權(quán)產(chǎn)量可以有效反映氣井的套壓與產(chǎn)量之間的關(guān)系,并且可以對不同生產(chǎn)時間的氣井進(jìn)行比較,但該方法未能考慮地層原始資料,因而并不能對氣井進(jìn)行全面分類。5計算隸屬度綜合上述氣井分類的優(yōu)點(diǎn)以形成氣井動態(tài)分類法,可以實(shí)現(xiàn)對氣井進(jìn)行良好分類,具體過程如下:①根據(jù)地層系數(shù)kh的模糊數(shù)學(xué)分布函數(shù)計算其在正態(tài)分布下的隸屬度;②根據(jù)試氣無阻流量AOF的模糊數(shù)學(xué)分布函數(shù)計算其在偏大型柯西分布下的隸屬度;③根據(jù)產(chǎn)量加權(quán)套壓的模糊數(shù)學(xué)分布函數(shù)(屬于越大越優(yōu)型參數(shù))偏大型正態(tài)分布下的隸屬度;④根據(jù)模糊數(shù)學(xué)方法計算該井在不同權(quán)重下的模糊數(shù)學(xué)綜合系數(shù)CM(CM=μ(kh)·αkh+μ(AOF)·αAOF+μ(WSP)·αWSP);⑤根據(jù)該井模糊數(shù)學(xué)綜合系數(shù)來判斷該井分類。該分類法綜合考慮氣井靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)并利用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行處理得出綜合系數(shù),可以很好地反映氣井分類情況,能夠確保理論與實(shí)際生產(chǎn)情況的統(tǒng)一,是一種合理有效的方法。6不同等級氣井目前生產(chǎn)情況分析對蘇48井區(qū)典型氣井應(yīng)用儲層分類、試氣無阻流量分類、綜合分類、單位套壓降分類、加權(quán)套壓分類及動態(tài)分類等方法進(jìn)行分類,通過與氣井當(dāng)前日產(chǎn)氣量進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn),采用動態(tài)分類方法得到的日產(chǎn)氣量與當(dāng)日產(chǎn)氣量最為接近