普光氣田氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法及效果

彭鑫嶺 張世民 張雪松 李繼強(qiáng)

1.中國石化中原油田普光分公司 2.中國石化中原油田勘探開發(fā)科學(xué)研究院

普光氣田氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法及效果

彭鑫嶺1張世民1張雪松2李繼強(qiáng)2

1.中國石化中原油田普光分公司 2.中國石化中原油田勘探開發(fā)科學(xué)研究院

在普光氣田部署的開發(fā)井中,距邊、底水較近的氣井有13口,約占33%,這類氣井投產(chǎn)層段選擇是影響單井乃至整個(gè)氣田開發(fā)效果的關(guān)鍵因素。投產(chǎn)層段選擇不合理,將導(dǎo)致邊、底水過早沿裂縫帶或高滲透帶快速推進(jìn),降低氣井無水采氣期,影響氣井和氣藏產(chǎn)能,同時(shí)給防腐工作帶來困難。為此,在氣井分類評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用建模和數(shù)值模擬技術(shù),結(jié)合單井特點(diǎn)來優(yōu)化氣井投產(chǎn)層段。結(jié)果表明:①位于構(gòu)造高、中部位不受邊水和底水影響的氣井,應(yīng)盡量全部打開;氣層跨度超過400 m的氣井,考慮到投產(chǎn)作業(yè)施工難度,打開程度控制在70%～90%,對分散且品質(zhì)差的薄氣層不打開。②位于構(gòu)造中、低部位受邊、底水影響的氣井,打開程度以靠近氣層頂部50%～80%為宜。該方法在普光氣田的應(yīng)用有效地控制了氣井的出水時(shí)間,為提高單井無水期采出程度和氣藏的最終采收率創(chuàng)造了條件。

普光氣田 邊水 底水 投產(chǎn)層段 無水采氣期 采出程度 數(shù)值模擬 優(yōu)化

1 氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法

氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化決定著單井產(chǎn)能、無水采氣期、最終采收率等開發(fā)指標(biāo),是影響氣田開發(fā)效果的關(guān)鍵因素。投產(chǎn)層段選擇不合理,將導(dǎo)致邊、底水過早沿裂縫帶或高滲透帶快速推進(jìn),降低氣井無水采氣期,影響氣井和氣藏產(chǎn)能,同時(shí)給防腐工作帶來困難[1-2]。筆者主要采用以下方法來進(jìn)行氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化。

1.1 氣井分類評(píng)價(jià)

根據(jù)氣井所處構(gòu)造部位,儲(chǔ)層發(fā)育,距邊、底水距離等因素,將氣井分3類進(jìn)行評(píng)價(jià)。①構(gòu)造高部位氣井。氣層厚度大,主要發(fā)育在飛一、二段和長興組頂部,主力含氣井段厚度介于200～600 m;飛一、二段儲(chǔ)層展布穩(wěn)定;儲(chǔ)層物性較好,Ⅰ類儲(chǔ)層占8.05%,Ⅱ類儲(chǔ)層占30.85%,Ⅲ類儲(chǔ)層占61.0%;氣井距氣水邊界遠(yuǎn),垂向上比氣水邊界高出210 m以上,平面上距氣水內(nèi)邊界距離在1 300 m以上;位于構(gòu)造高部位氣井占總井?dāng)?shù)的45%。②構(gòu)造中部位氣井。氣層厚度較大,主要發(fā)育在飛一、二段中上部,局部井區(qū)長興組頂部也發(fā)育氣層,主力含氣井段100～500 m,展布穩(wěn)定;儲(chǔ)層物性好,Ⅰ類儲(chǔ)層占11.96%,Ⅱ類儲(chǔ)層占39.08%,Ⅲ類儲(chǔ)層占48.96%;氣井在飛仙關(guān)組均未鉆遇水層,距氣水內(nèi)邊界距離較遠(yuǎn),一般在500 m以上;有5口井在長興組鉆遇底水,長興組礁體呈點(diǎn)狀分布,互不連通;位于構(gòu)造中部位氣井占總井?dāng)?shù)的37%。③構(gòu)造低部位氣井。氣層厚度相對較小,主要發(fā)育在飛一、二段中上部,厚度70～260 m,長興組儲(chǔ)層零星發(fā)育;儲(chǔ)層物性好,Ⅰ類儲(chǔ)層占10.50%,Ⅱ類儲(chǔ)層占40.53%,Ⅲ類儲(chǔ)層占48.97%;氣井距氣水邊界較近,距飛仙關(guān)組氣水內(nèi)邊界在300 m以內(nèi)[3-4];位于構(gòu)造低部位氣井占總井?dāng)?shù)的18%(圖1)。

首先,引入新井測井資料,重新建立三維精細(xì)地質(zhì)模型,認(rèn)清氣藏微構(gòu)造以及儲(chǔ)層物性參數(shù)展布規(guī)律等。然后,經(jīng)過網(wǎng)格粗化,建立屬性數(shù)值模型,按照開發(fā)方案配產(chǎn)要求模擬評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)特征,預(yù)測氣藏?zé)o水采氣期、產(chǎn)能、采收率等開發(fā)指標(biāo),研究邊、底水推進(jìn)的影響因素和規(guī)律[5]。模擬研究認(rèn)為:位于構(gòu)造高、中部位,距離邊水和底水比較遠(yuǎn)(距氣水內(nèi)邊界水平距離大于500 m)的氣井,邊、底水對氣井生產(chǎn)沒有影響,氣層打開程度越高,穩(wěn)產(chǎn)期、最終采收率等開發(fā)指標(biāo)越高,這類氣井的氣層應(yīng)該盡量全部打開;位于構(gòu)造中、低部位,距離邊、底水比較近的氣井,1～2 a就見水,這類氣井占總井?dāng)?shù)的33%左右,投產(chǎn)層段的優(yōu)化情況將直接關(guān)系到整個(gè)氣田的開發(fā)效果,是投產(chǎn)層段優(yōu)化的重點(diǎn)井。

圖1 飛仙關(guān)組邊水氣藏?cái)?shù)模網(wǎng)格模型圖

1.2 應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)確定單井氣層最優(yōu)打開程度

現(xiàn)以受邊水影響的P106井為例來說明打開程度優(yōu)化情況。在飛仙關(guān)組邊水氣藏三維精細(xì)地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上,經(jīng)過地質(zhì)模型粗化,建立P106井局部區(qū)域氣藏屬性數(shù)值模型(圖2)。為了評(píng)價(jià)氣層不同打開程度對邊水突進(jìn)的影響,根據(jù)氣、水層間儲(chǔ)層物性特點(diǎn)和鉆遇水層的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)從氣層頂部向下打開程度為11%、33%、55%、77%等不同方案,氣井初期產(chǎn)量按開發(fā)方案配產(chǎn),進(jìn)行邊水氣藏開發(fā)數(shù)值模擬研究。

圖2 P106井?dāng)?shù)值網(wǎng)格模型圖

數(shù)值模擬研究結(jié)果表明:當(dāng)打開11%時(shí),由于氣層上部位置主要為Ⅲ類儲(chǔ)層,物性差,氣井生產(chǎn)基本不見水,但穩(wěn)產(chǎn)期不足3 a。當(dāng)打開33%、55%、77%時(shí),見水時(shí)間分別為5.2 a、3.5 a、1.4 a,無水期采出程度分別為15.1%、8.8%、6.2%;當(dāng)打開程度大于77%時(shí),由于氣層中、下部位置多為Ⅱ類儲(chǔ)層,且局部發(fā)育裂縫,儲(chǔ)層物性較好,開發(fā)過程中邊水將快速推進(jìn)?？梢?隨著P106井氣層打開程度的不斷增加,無水采氣期將逐漸縮短,相應(yīng)的無水期采出程度將逐步降低,而穩(wěn)產(chǎn)期因多因素影響將發(fā)生由低到高然后降低的變化。由此認(rèn)為,P106井氣層自上而下打開程度控制在55%左右為最優(yōu)[6](圖3)。

圖3 P106井不同打開程度日產(chǎn)水量對比圖

應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)評(píng)價(jià)后認(rèn)為:鉆遇長興組底水但以飛仙關(guān)組為主力氣層的氣井,應(yīng)避射長興組氣層;鉆遇長興組底水且以長興組為主力氣層的氣井,打開程度應(yīng)控制在50%左右為宜;受邊水影響的氣井,因?yàn)殡x邊水距離和氣、水層之間儲(chǔ)層物性不同,氣井合理打開程度介于50%～90%之間。

1.3 開發(fā)井投產(chǎn)層段優(yōu)化

為最大限度地發(fā)揮氣層潛力,滿足開發(fā)方案設(shè)計(jì)的要求,根據(jù)氣井分類評(píng)價(jià)、最優(yōu)打開程度數(shù)值模擬評(píng)價(jià)結(jié)果,結(jié)合單井氣層縱橫向物性變化、井身結(jié)構(gòu)、固井質(zhì)量等情況,具體優(yōu)化氣井投產(chǎn)層段?，F(xiàn)以P106井為例,該井位于構(gòu)造低部位,屬于大斜度井,含氣井段超過700 m,氣層段以上200 m固井質(zhì)量較好,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。飛一、二段氣層為該井主力氣層,氣層段下部以Ⅱ類儲(chǔ)層為主,物性相對較好;上部以Ⅲ類儲(chǔ)層為主,物性相對較差;飛三段主要發(fā)育Ⅲ類儲(chǔ)層,分布分散且物性差(圖4)。該井在飛仙關(guān)組鉆遇了水層。

圖4 P106井投產(chǎn)層段測井解釋成果圖(1 ft=0.304 8 m)

根據(jù)數(shù)值模擬評(píng)價(jià)結(jié)果,選取避射氣層下部6 350.9～6 529.0 m井段,避射厚度斜深178.1 m。同時(shí)考慮到飛三段解釋的12.1 m/5層氣層分散在150 m跨度范圍內(nèi),不利于投產(chǎn)作業(yè)施工,全部避射。最終優(yōu)選飛一、二段上部5 966.3～6 344.8 m井段投產(chǎn),井段跨度378.5 m,累計(jì)射孔厚度226.6 m。P106井氣層的實(shí)際打開程度為50.6%。

2 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

應(yīng)用該技術(shù)思路和方法完成了普光氣田開發(fā)井的投產(chǎn)層段優(yōu)化。優(yōu)化后,氣井實(shí)際打開氣層厚度介于38～558 m,氣層打開程度50.6%～100%,合計(jì)避射氣層1 592 m;投產(chǎn)井段跨度38～839 m,合計(jì)避射井段跨度6 579 m。已完成投產(chǎn)作業(yè)氣井,實(shí)測單井平均無阻流量479×104m3/d,氣井實(shí)測產(chǎn)能均達(dá)到或超過方案設(shè)計(jì)要求。氣田投入生產(chǎn)以后,各項(xiàng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)與設(shè)計(jì)指標(biāo)基本一致。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

根據(jù)開發(fā)井分類評(píng)價(jià)結(jié)果,應(yīng)用數(shù)值模擬等技術(shù)分類評(píng)價(jià)了開發(fā)井受邊、底水影響情況及氣層最優(yōu)打開程度,結(jié)合單井地質(zhì)和工程情況優(yōu)化了氣井投產(chǎn)層段。研究認(rèn)為:①位于構(gòu)造高、中部位不受邊水和底水影響氣井,應(yīng)盡量全部打開;氣層跨度超過400 m的氣井,考慮到投產(chǎn)作業(yè)施工難度,分散且品質(zhì)差的薄氣層不打開,打開程度控制在70%～90%。②位于構(gòu)造中、低部位受邊、底水影響的氣井,打開程度以靠近氣層頂部50%～80%為宜。

投產(chǎn)層段的優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)氣田高效開發(fā)的關(guān)鍵因素之一,對于發(fā)育邊、底水、高含硫化氫的普光氣田更是如此。投產(chǎn)層段優(yōu)化為控制邊、底水快速推進(jìn)創(chuàng)造了有利條件。氣田投產(chǎn)后,還需要根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測和動(dòng)態(tài)分析結(jié)論,通過調(diào)整氣井工作制度等措施,有效控制邊、底水推進(jìn)。

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10.3787/j.issn.1000-0976.2011.05.015

2011-03-03 編輯 韓曉渝)

彭鑫嶺等.普光氣田氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法及效果.天然氣工業(yè),2011,31(5):61-63.

國家科技重大專項(xiàng)“四川盆地普光大型高含硫氣田開發(fā)示范工程”項(xiàng)目(編號(hào):2008ZX05048-005)

彭鑫嶺,1965年生,高級(jí)工程師;主要從事氣藏開發(fā)研究及管理工作。地址:(635000)四川省達(dá)州市南外火烽山仁和園賓館。電話:(0818)4736032,13108188886。E-mail:pypxw@163.com