蘇里格氣田低產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)研究

左海龍，王德龍，黃瓊，王京艦，王蕾蕾，劉倩（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安　710021；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安　710021）

蘇里格氣田低產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)研究

左海龍1，2，王德龍1，2，黃瓊1，2，王京艦1，2，王蕾蕾1，2，劉倩1，2
（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710021；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710021）

蘇里格氣田部分井因生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，井底流壓低，穩(wěn)產(chǎn)難度不斷加大，而開發(fā)實(shí)踐證明，蘇里格致密砂巖氣藏在低壓條件下仍具有一定的穩(wěn)產(chǎn)能力。本文利用氣田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)，采用分段動(dòng)態(tài)擬合與試井解釋相結(jié)合的方法，確定氣井儲(chǔ)層物性參數(shù)，在此基礎(chǔ)上建立數(shù)值模擬模型，在充分考慮應(yīng)力敏感條件下，優(yōu)化致密儲(chǔ)層壓力控制條件和開發(fā)方式。研究結(jié)果表明：第一，蘇里格低產(chǎn)井應(yīng)以不同的穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)合理配產(chǎn)；第二，低產(chǎn)井應(yīng)嚴(yán)格控制井底流壓壓降速率；第三，低產(chǎn)井應(yīng)采取長(zhǎng)關(guān)短開的間歇制度，以降低應(yīng)力敏感性對(duì)于儲(chǔ)層的重復(fù)傷害；第四，低產(chǎn)井應(yīng)確定合理的開關(guān)井時(shí)間，并建立動(dòng)態(tài)的調(diào)整機(jī)制。

致密氣藏；低產(chǎn)井；合理配產(chǎn)；壓力控制；開發(fā)方式

蘇里格致密砂巖氣藏與常規(guī)氣藏在滲流機(jī)理、產(chǎn)能變化、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征等方面有較大差異，如何優(yōu)化氣井開發(fā)方式，挖掘低壓氣井穩(wěn)產(chǎn)潛能，需要進(jìn)行相關(guān)研究。而氣井的基礎(chǔ)參數(shù)（儲(chǔ)層、井筒、裂縫、控制半徑等）是動(dòng)態(tài)分析與研究的基礎(chǔ)，因蘇里格大多數(shù)氣井采用井下節(jié)流方式生產(chǎn)，試井、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等測(cè)試資料有限；另外氣井基礎(chǔ)參數(shù)往往隨著開發(fā)進(jìn)程發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。針對(duì)以上問題，本文利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，采用分段動(dòng)態(tài)擬合方法確定蘇里格氣田氣井動(dòng)態(tài)參數(shù)，結(jié)合試井解釋對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。再利用數(shù)值模擬的方法對(duì)配產(chǎn)、壓力控制、開發(fā)方式等進(jìn)行相關(guān)研究，優(yōu)化蘇里格氣田低產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)。

1　氣井動(dòng)態(tài)參數(shù)確定

蘇里格氣井大多數(shù)采用井下節(jié)流方式生產(chǎn)，試井、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等測(cè)試資料有限，無法求取大量井的基礎(chǔ)參數(shù)。而致密氣藏在應(yīng)力敏感下，氣井基礎(chǔ)參數(shù)（儲(chǔ)層、井筒、裂縫、控制半徑等）隨著開發(fā)進(jìn)程發(fā)生動(dòng)態(tài)變化尤為明顯，傳統(tǒng)方法無法滿足這一需求。針對(duì)以上問題，考慮以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法擬合求取氣井基礎(chǔ)參數(shù)，在此過程中使用分段擬合求取不同流動(dòng)時(shí)間段的基礎(chǔ)參數(shù)。分段擬合是指以整體擬合結(jié)果為參考，按照合理時(shí)間段劃分，分別擬合出每個(gè)時(shí)間段的相關(guān)參數(shù)，得出各參數(shù)隨時(shí)間變化規(guī)律，探究其變化機(jī)理。合理分段主要考慮氣井生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)短，既要保證分析點(diǎn)數(shù)量，又要保證生產(chǎn)斷長(zhǎng)度能夠體現(xiàn)其動(dòng)態(tài)特征，最后利用蘇里格部分有實(shí)測(cè)壓力恢復(fù)試井的氣井資料對(duì)該方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，從而揭示出氣井的生產(chǎn)規(guī)律。以蘇x井為例，利用氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)采用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法擬合氣井基礎(chǔ)參數(shù)，并利用該井2010年10月和2011年9月進(jìn)行壓力恢復(fù)試井資料進(jìn)行驗(yàn)證。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析結(jié)果與試井解釋結(jié)果對(duì)比（見表1）。

表1　蘇x井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析與試井解釋結(jié)果對(duì)比表

動(dòng)態(tài)分析結(jié)果與壓力恢復(fù)試井解釋相近，驗(yàn)證了分段解釋結(jié)果的可靠性，說明分段分析是獲取動(dòng)態(tài)參數(shù)的有效方法（見圖1）。

利用分段擬合方法可以有效求取基礎(chǔ)參數(shù)分布特征與動(dòng)態(tài)變化，這為低產(chǎn)井特征分析提供了資料基礎(chǔ)（見圖2）。

圖2 蘇x井分段擬合曲線

2　低產(chǎn)井配產(chǎn)方案優(yōu)化

利用前面所求參數(shù)建立數(shù)值模型，并進(jìn)行單井歷史擬合，模擬分析氣井在不同穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間要求下所對(duì)應(yīng)的配產(chǎn)量。選取初期產(chǎn)量下降速度快，穩(wěn)產(chǎn)難度大，生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)且井底流壓低于10 MPa的典型氣井，分析考慮應(yīng)力敏感性時(shí)，低產(chǎn)低壓條件下不同穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的配產(chǎn)量，得出不同類型氣井的平均配產(chǎn)量。根據(jù)配產(chǎn)結(jié)果，求取典型直井Q配/QAOF（當(dāng)前配產(chǎn)量與當(dāng)前無阻流量的比值）與不同類型氣井平均配產(chǎn)量的分布特征，研究表明二者具有較好的相關(guān)性（見圖3、圖4）。

圖3　穩(wěn)產(chǎn)三年Q配/QAOF與配產(chǎn)量的關(guān)系圖

圖4　穩(wěn)產(chǎn)兩年Q配/QAOF與配產(chǎn)量的關(guān)系圖

對(duì)氣井進(jìn)行配產(chǎn)調(diào)整時(shí)，若以穩(wěn)產(chǎn)三年為目標(biāo)，則Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ類井平均應(yīng)以當(dāng)前無阻流量的25％、19％、13％進(jìn)行配產(chǎn)；穩(wěn)產(chǎn)兩年分別為27％、21％、15％；穩(wěn)產(chǎn)一年分別為30％、24％、17％。

3　井底流壓壓降速率控制分析

以典型井模型為基礎(chǔ)，設(shè)定不同壓降速率，分析穩(wěn)產(chǎn)期末采出程度的變化情況（見圖6）。研究表明：當(dāng)氣井井底流壓壓降速率增加時(shí)，氣井的穩(wěn)產(chǎn)期采出程度隨之降低。

4　開發(fā)方式優(yōu)選

4.1連續(xù)生產(chǎn)與間歇生產(chǎn)對(duì)比

利用數(shù)值模擬技術(shù)，在考慮應(yīng)力敏感條件下，研究氣井在連續(xù)生產(chǎn)和間歇生產(chǎn)兩種開發(fā)方式對(duì)采出程度的影響。分析表明，氣井隨著關(guān)井間歇次數(shù)的增加穩(wěn)產(chǎn)期采出程度明顯增加。例如Ⅲ類穩(wěn)產(chǎn)期連續(xù)生產(chǎn)采出程度為20.9％，關(guān)井四次穩(wěn)產(chǎn)期采出程度可提高至25.4％（見圖7、8）。因此，開發(fā)蘇里格致密氣藏，應(yīng)選擇間歇生產(chǎn)方式。

圖7　不同關(guān)井次數(shù)條件下氣井開發(fā)效果對(duì)比曲線

圖8　不同關(guān)井次數(shù)條件下氣井穩(wěn)產(chǎn)期采出程變化曲線

4.2間歇生產(chǎn)氣井開發(fā)特征

通過研究氣井間歇生產(chǎn)條件下氣井壓力及開發(fā)效果變化特征，分析氣井間歇制度的影響因素。間歇生產(chǎn)制度下，單次關(guān)井時(shí)間對(duì)氣井的壓力恢復(fù)特征和采出程度有較大影響。設(shè)定不同關(guān)井時(shí)間，利用數(shù)值模擬技術(shù)研究氣井合理關(guān)井時(shí)間范圍并對(duì)比采出程度及壓力恢復(fù)變化特征。

研究表明，有限控制范圍條件下，間歇制度生產(chǎn)時(shí)單次關(guān)井時(shí)間增加，井底流壓恢復(fù)程度隨之增加，但增幅逐漸放緩，日平均流壓恢復(fù)速率減小，且第四次關(guān)井壓力恢復(fù)程度小于第一次關(guān)井（見圖9、圖10）；氣井開關(guān)井時(shí)間比（一個(gè)間歇周期內(nèi)，開井時(shí)間與關(guān)井時(shí)間的比值）隨單次關(guān)井時(shí)間和間歇次數(shù)的增加而減小（見圖11）。隨著單次關(guān)井時(shí)間的增加，氣井穩(wěn)產(chǎn)期采出程度隨之增加，但增幅不斷減緩（見圖12）。

圖9　不同關(guān)井時(shí)間條件下最大壓力恢復(fù)程度曲線

圖10　不同關(guān)井時(shí)間條件下平均壓力恢復(fù)速率曲線

圖11　不同關(guān)井次數(shù)條件下開關(guān)井時(shí)間比變化曲線

當(dāng)氣井外圍供給能力較強(qiáng)時(shí)，氣井間歇生產(chǎn)會(huì)增加氣井的供給能力。選取典型氣井，建立無限大儲(chǔ)層模型，研究無限大儲(chǔ)層條件下間歇生產(chǎn)的壓力恢復(fù)特征。研究表明：無限大儲(chǔ)層條件下，氣井關(guān)井間歇生產(chǎn)可在一定程度上增加氣井的單井控制儲(chǔ)量，壓力恢復(fù)程度表現(xiàn)為初期低，而后逐步上升。但由于氣井控制儲(chǔ)量增加幅度有限，增加幅度不斷減緩，隨著儲(chǔ)層平均地層壓力的降低，井底流壓恢復(fù)程度逐漸下降，曲線上存在拐點(diǎn)（見圖13、14）。

圖12　穩(wěn)產(chǎn)期采出程度隨關(guān)井時(shí)間變化曲線

圖14　無限大地層不同關(guān)井次數(shù)井底流壓恢復(fù)程度

4.3氣井間歇制度影響因素分析

儲(chǔ)層的供給能力是影響氣井開關(guān)井時(shí)間比的內(nèi)因，而儲(chǔ)層的供給能力可以用當(dāng)前的平均壓力量度。當(dāng)氣井控制范圍內(nèi)平均地層壓力降低時(shí)，生產(chǎn)壓差減小，氣井供給能力不足，壓力恢復(fù)會(huì)受到一定影響。針對(duì)不同關(guān)井時(shí)機(jī)，利用數(shù)值模擬方法，研究供給能力對(duì)氣井間歇制度的影響。

由圖15～16可以看出，隨著地層壓力的降低（儲(chǔ)層供給能力減弱），氣井開關(guān)井時(shí)間比不斷減小，氣井開井生產(chǎn)時(shí)的壓降速率不斷增加。相同關(guān)井時(shí)間條件下，井底流壓恢復(fù)程度不斷減小，故在制定間歇生產(chǎn)制度時(shí)，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)層的供給能力確定合理的開關(guān)井時(shí)間。

圖15　不同地層壓力條件下開關(guān)井時(shí)間比

圖16　不同地層壓力條件壓力恢復(fù)程度

間歇階段配產(chǎn)量是影響氣井開關(guān)井時(shí)間比的外因，決定了間歇期間開井時(shí)間的長(zhǎng)短，并會(huì)對(duì)儲(chǔ)層供給能力造成間接影響。針對(duì)不同配產(chǎn)制度，研究評(píng)價(jià)配產(chǎn)量對(duì)氣井間歇制度的影響。

圖17　不同配產(chǎn)量條件下開關(guān)井時(shí)間比

圖18　不同配產(chǎn)量條件下間歇周期內(nèi)平均日產(chǎn)氣量

由圖17、18可以看出，隨著配產(chǎn)量的增加，氣井開關(guān)井時(shí)間比不斷減小，氣井開井生產(chǎn)時(shí)的壓降速率不斷增加；一個(gè)間歇周期內(nèi)平均日產(chǎn)量略有降低；因此在制定間歇生產(chǎn)制度時(shí)，在滿足產(chǎn)量要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)適當(dāng)降低配產(chǎn)量。

相對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)方式，氣井間歇生產(chǎn)主要具有以下特征：（1）封閉邊界條件下，間歇生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量隨著單次關(guān)井時(shí)間的增加而增加。（2）隨著關(guān)井次數(shù)的增加，氣井井底流壓恢復(fù)程度不斷降低；增加單次關(guān)井時(shí)間，井底流壓恢復(fù)程度不斷減緩。（3）氣井開關(guān)井時(shí)間比主要受儲(chǔ)層供給能力和配產(chǎn)量的影響。（4）氣井間歇生產(chǎn)增加了應(yīng)力敏感傷害，隨著間歇次數(shù)的增加，壓降速率加快。

基于以上特征，氣井因間歇生產(chǎn)而反復(fù)開關(guān)井，會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層的重復(fù)傷害，故間歇生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意控制開關(guān)井次數(shù)；而隨氣井配產(chǎn)量增加開井生產(chǎn)時(shí)的壓降速率不斷增加，會(huì)加速應(yīng)力敏感對(duì)儲(chǔ)層的傷害。因此氣井在制定間歇制度時(shí)應(yīng)充分考慮地質(zhì)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、配產(chǎn)量等因素，減緩應(yīng)力敏感對(duì)儲(chǔ)層的傷害，提高開發(fā)效果。

5　結(jié)論

（1）氣井應(yīng)以不同的穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)確定合理調(diào)整配產(chǎn)，若以穩(wěn)產(chǎn)三年為目標(biāo)，則Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ類井平均應(yīng)以當(dāng)前無阻流量的25％、19％、13％進(jìn)行配產(chǎn)。

（2）蘇里格致密氣藏開發(fā)，應(yīng)嚴(yán)格控制井底流壓壓降速率。

（3）低產(chǎn)井應(yīng)采取長(zhǎng)關(guān)短開的間歇制度，以降低應(yīng)力敏感性對(duì)儲(chǔ)層的重復(fù)傷害。

（4）應(yīng)根據(jù)氣井供給能力與配產(chǎn)量的關(guān)系，確定合理的開關(guān)井時(shí)間，并建立動(dòng)態(tài)的調(diào)整機(jī)制。

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The stable production technology research of the low production wells in Sulige gasfield

ZUO Hailong1，2，WANG Delong1，2，HUANG Qiong1，2，WANG Jingjian1，2，WANG Leilei1，2，LIU Qian1，2
（1.Petroleum Exploration and Development Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi＇an Shanxi 710021，China；2.National Engineering Laboratory for Low Permeability Petroleum Exploration and Development，Xi＇an Shanxi 710021，China）

Since Sulige gas field has produced for a long time，the bottom hole flowing pressure is low，and stable is becoming increasing difficulty.The development practice has proved that tight sandstone gas reservoir still has a certain production capacity stable under the low pressure.In this paper，the reservoir physical parameters of the gas well is defined by the method of combination of piecewise dynamic fitting and the well test interpretation，using the data of well production and pressure recovery.Based on the above，numerical simulation model is built.The pressure control condition and the development mode in tight reservoir pressure are optimized considering the stress sensitivity fully.The research shows four achievements as fellows to maintain stable production of the low production wells.First，the reasonable proration should be built on the different stable production.Second，the droprate of bottom hole flowing pressure should be well controlled.Third，the intermittent production system of long-off and short-open should be taken in order to reduce the repeated injury from the stress sensitivity of reservoir.Fourth，the reasonable work system and the dynamic adjustment mechanism are define.

tight gas reservoir；low production wells；reasonable proration；pressure control；development mod

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.019

TE332

A

1673-5285（2015）01-0069-06

2014－12－01

左海龍（1985－），助理工程師，2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事氣田開發(fā)研究工作，郵箱：zuohl_cq@petrochina.com.cn。