神木氣田開發(fā)階梯化精細(xì)管理

徐　森，樊志強(qiáng)，朱玉雙，強(qiáng)小龍

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.長慶油田分公司第二采氣廠，陜西 榆林 710200)

神木氣田開發(fā)階梯化精細(xì)管理

徐森1，2，樊志強(qiáng)2，朱玉雙1，強(qiáng)小龍2

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.長慶油田分公司第二采氣廠，陜西 榆林 710200)

[摘要]神木氣田作為長慶油田的新氣區(qū)，其多層系致密氣藏、礦權(quán)重疊等造成氣田開發(fā)管理難度大，主要表現(xiàn)為低豐度多層系氣藏開發(fā)難度大 、與煤礦礦權(quán)大面積重疊、氣井集輸模式致使氣井生產(chǎn)狀態(tài)難以判識等方面。針對生產(chǎn)開發(fā)中的問題，逐步探索總結(jié)出“階梯化”精細(xì)管理，即從氣藏地質(zhì)研究根基出發(fā)，根據(jù)不同的井況與氣藏特征，逐步改善開發(fā)模式和生產(chǎn)組織方式，最終摸清氣不同類型氣井生產(chǎn)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了氣田的精細(xì)化管理，提升了氣田的開發(fā)效益。

[關(guān)鍵詞]精細(xì)管理；模式；大型叢式井；氣井判識

神木氣田于90年代初開始前期綜合評價(jià)與試驗(yàn)，1997年陜A井在太原組鉆遇13 m砂體，試氣無阻流量2.7萬 m3/d，2003年，雙C井獲得工業(yè)氣流9.4萬 m3/d，神木氣田初見端倪。形成55 ×108m3的年生產(chǎn)能力，

2003年至2007年，加大了神木地區(qū)勘探力度，雙S井獲得日產(chǎn)10萬 m3高產(chǎn)工業(yè)氣流，并于2007年底提交探明儲量。隨著神木氣田開發(fā)進(jìn)程加快，2014年底已完鉆開發(fā)井411口，建產(chǎn)能達(dá)20億。

1階梯化管理的內(nèi)涵

神木氣田作為長慶油田大力發(fā)展盆地東部的新氣區(qū)，目前進(jìn)入穩(wěn)步上產(chǎn)階段，其低豐度多層系氣藏開發(fā)難度大、與煤礦礦權(quán)重疊、氣井集輸模式致使氣井生產(chǎn)狀態(tài)難以判識等方面。針對生產(chǎn)開發(fā)中的問題，逐步探索總結(jié)出“階梯化”精細(xì)管理，即從氣藏研究根基出發(fā)，根據(jù)不同的井況與氣藏特征，逐步提升改善氣田開發(fā)模式和生產(chǎn)組織方式，最終摸清不同類型氣井生產(chǎn)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了由氣藏到氣田到氣井的逐階的精細(xì)化管理。

圖1　傘形專項(xiàng)研究

2氣藏方面

2.1“傘狀”專項(xiàng)研究

通過對目前氣田開發(fā)面臨的主要問題及開發(fā)狀況進(jìn)行認(rèn)真剖析，確定8個(gè)科研項(xiàng)目，如儲層精細(xì)描述、地質(zhì)建模及數(shù)值模擬、氣水關(guān)系等。這8項(xiàng)科研專項(xiàng)基本涵蓋了氣田地質(zhì)、開發(fā)等方面。針對這些專題，進(jìn)行立項(xiàng)攻關(guān)。為了進(jìn)一步明確研究目標(biāo)，提出了“傘狀”專項(xiàng)研究，即從8項(xiàng)科研項(xiàng)目出發(fā)，每個(gè)科研項(xiàng)目制定一個(gè)組室專題，每個(gè)組室專題設(shè)定2～3個(gè)個(gè)人專題。讓項(xiàng)目從根源出發(fā)，讓人人參與，每個(gè)員工的特長得到發(fā)揮。從而讓科研項(xiàng)目掌握全面理論與國內(nèi)外前沿、并與現(xiàn)場深度結(jié)合(見圖1)。

2.2“分段”科研方式設(shè)定

針對氣田開發(fā)各階段存在的難題，以及日常工作的目標(biāo)及順序，改進(jìn)傳統(tǒng)對工作的齊上齊下，避免科研能力浪費(fèi)，特開展了“分段”科研方式。即將科研分為傳統(tǒng)研究、過渡研究、創(chuàng)新研究三類，傳統(tǒng)研究細(xì)分為傳統(tǒng)的地質(zhì)研究、傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析、傳統(tǒng)氣井管理；過渡研究分為長期項(xiàng)目和短期專題；創(chuàng)新研究分為理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、新技術(shù)應(yīng)用；以傳統(tǒng)研究作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及研究平臺，通過過渡研究短期專題攻堅(jiān)克難，為長期項(xiàng)目提供理論及技術(shù)支撐，并通過長期項(xiàng)目過渡到創(chuàng)新研究。

并以此為基礎(chǔ)，劃分傳統(tǒng)研究小組，過渡研究小組及創(chuàng)新研究小組，突破傳統(tǒng)以項(xiàng)目劃分。目前依托項(xiàng)目成立傳統(tǒng)、過渡及創(chuàng)新小組各3個(gè)(見圖2)。

圖2　分段科研方法

2.3形成神木氣田特色地質(zhì)科研技術(shù)

2.3.1儲層描述技術(shù)

氣藏特征及開發(fā)階段決定氣藏的個(gè)性化管理。神木氣田儲層在縱向上發(fā)育層位多(見圖3)，并且涵蓋了兩大儲層類型(碳酸鹽巖和碎屑巖儲層)；二是在平面上氣田開發(fā)區(qū)域大，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，下古儲層物性千差萬別，并且溝槽發(fā)育，所形成氣藏類型也具有多樣性；因此儲層描述成為地質(zhì)研究的基礎(chǔ)手段，也是氣田開發(fā)模式、礦權(quán)重疊解決方案、及氣井開發(fā)管理等的基礎(chǔ)。

神木氣田儲層有效儲層4～11層，多層系開發(fā)更是需要儲層描述。在對主力氣層太原、山2多年分析的基礎(chǔ)上，突破主力層限制，陸續(xù)開展對下古馬五氣藏、盒8及上石盒子組研究，并形成加強(qiáng)砂體變化及構(gòu)型分析，砂體與沉積相組合研究，及砂體、沉積相、成巖三位一體研究。隨著開發(fā)進(jìn)程，神木氣田儲層描述愈加完善。

2.3.2儲層動(dòng)態(tài)地質(zhì)建模及數(shù)值模擬預(yù)測

在神木氣田儲層描述基礎(chǔ)上，隨產(chǎn)建進(jìn)度加快，新井資料不能及時(shí)反映到地質(zhì)建模上來，因此通過預(yù)測儲層走向及變化規(guī)律，在原模型基礎(chǔ)上建立虛擬井，并在新井完鉆后進(jìn)行反復(fù)修正，運(yùn)用數(shù)值模擬預(yù)測新井的產(chǎn)量及壓力變化情況。

3氣田方面

3.1氣田開發(fā)模式

神木氣田含氣層系多，通過儲層精細(xì)描述、巖溶故地貌恢復(fù)等研究，在下古發(fā)育區(qū)兼顧下古，充分發(fā)揮多層系氣層產(chǎn)氣能力，并建成最大叢式井組—雙S-6井組(15口)。在主力氣層突出的區(qū)域部署水平井，在多層含氣區(qū)域部署定向井，每個(gè)井場3～15口井，在神木氣田形成了“大型叢式井組多層系立體開發(fā)”的模式，有效提高了儲量動(dòng)用程度與單井產(chǎn)量(見圖3)。

圖3　神木氣田多層系、叢式井多井型示意圖

3.2礦權(quán)重疊

神木氣田已開發(fā)區(qū)與煤礦井田、產(chǎn)業(yè)園及規(guī)劃區(qū)重疊程度達(dá)100%，開發(fā)管理艱難可見一斑。本著相互避讓、共同開采、互利共贏的目的，在開發(fā)模式上采用大型叢式井組多井型開發(fā)，合理間隔規(guī)則有序部署叢式井場，且叢式井場、管線路由集中部署在預(yù)留保安煤柱上。可以有效在礦權(quán)重疊區(qū)大規(guī)模開發(fā)。在曹家灘、小保當(dāng)?shù)让旱V礦權(quán)重疊區(qū)域的開發(fā)中得到充分印證(見圖4)。

4氣井方面

氣田采用大井叢、多井型、多層系、立體化的開發(fā)方式；集輸方式采用蘇里格模式，“井間串接、井下節(jié)流、不動(dòng)管柱改造” 使得產(chǎn)能試井、產(chǎn)氣剖面測試等動(dòng)態(tài)監(jiān)測難以開展，資料難以獲取，為氣田動(dòng)態(tài)分析帶來很大困難。因此通過氣井定期調(diào)研、氣井狀態(tài)判識、及短期關(guān)井壓恢分析，氣田動(dòng)態(tài)分析引入有力證據(jù)。

4.1氣井定期調(diào)研

針對神木氣田問題及后續(xù)研究中所需資料，開展“四大六小”氣井定期調(diào)研，即每季度開展大調(diào)研一次(涉及全部氣井)，每2個(gè)月開展一次小調(diào)研(針對生產(chǎn)問題)，主要從單井井口壓力核查、產(chǎn)氣量核實(shí)、井口存在問題等方面開展調(diào)研，按照氣井生產(chǎn)情況，分為正常生產(chǎn)井、積液井、低產(chǎn)井、節(jié)流器失效井、節(jié)流氣嘴偏小井，并與工藝所及作業(yè)區(qū)對接問題井配套措施、細(xì)化氣井管理。

圖4　神木氣田礦權(quán)重疊區(qū)互讓同采圖

4.2氣井狀態(tài)判識

由于井間串接造成單井產(chǎn)量無法獨(dú)立計(jì)量，通過套壓判識氣井狀態(tài)成為一個(gè)有效途徑。經(jīng)過大量氣井調(diào)查對氣量、壓力充分掌握的基礎(chǔ)上，配合生產(chǎn)套壓變化將氣井分為四大類七小類(表1)。分別為正常生產(chǎn)型、套壓上升型、套壓不變型、套壓下降型，并在大類里細(xì)化問題，并制定相應(yīng)措施，通過判識氣井生產(chǎn)狀態(tài)，可以簡單有效判斷并及時(shí)采取措施(見圖5)。

圖5　雙Y-C5井生產(chǎn)曲線(套壓上升，油管積液)

4.3短期關(guān)井套壓恢復(fù)分析

由于井下節(jié)流及不動(dòng)管柱改造，氣井只能通過打撈節(jié)流器進(jìn)行測壓，經(jīng)濟(jì)型和安全性都較差，因此通過處理廠檢修、集氣站擴(kuò)建等機(jī)會(huì)，觀察短期關(guān)井的套壓恢復(fù)情況可以掌握氣井生產(chǎn)狀態(tài)及壓力恢復(fù)情況，并可以此制定低產(chǎn)井有效的間歇拐點(diǎn)壓力(見圖6)。

表1　神木氣田套壓判識氣井生產(chǎn)狀態(tài)表

圖6　分類井套壓恢復(fù)曲線

圖7　盆地東部綜合評價(jià)體系

5“階梯化”管理模式實(shí)施保障體系

5.1氣藏開發(fā)效果評價(jià)體系

建立氣井、氣藏靜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，深化氣藏地質(zhì)認(rèn)識，年中和年底開展氣田開發(fā)效果評價(jià)。并通過動(dòng)靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)，評價(jià)開發(fā)效果，并提出氣井工作制度、工藝措施建議，同時(shí)指出目前氣田開發(fā)存在的問題，為制定科研項(xiàng)目提出建設(shè)性意見。

5.2盆地東部儲層綜合評價(jià)體系

針對盆地東部及米F井區(qū)，在深化地質(zhì)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，結(jié)合新井的實(shí)施情況，充分利用測井、試氣、試采數(shù)據(jù)，綜合研究，提出產(chǎn)能部署建議，以指導(dǎo)新區(qū)的產(chǎn)能建設(shè)(見圖7)。

5.3考核保障體系

建立從氣井到氣田進(jìn)行逐級考核制度，氣井方面：對作業(yè)區(qū)執(zhí)行所定制度進(jìn)行考核；氣田方面：對地質(zhì)研究單位和工藝措施單位在開發(fā)管理工作井和氣藏管理工作方面進(jìn)行考核。同時(shí)，開展內(nèi)部動(dòng)態(tài)分析會(huì)和廠級動(dòng)態(tài)分析會(huì)，并及時(shí)上下溝通發(fā)現(xiàn)開發(fā)中存在的問題，以此制定相應(yīng)解決方案及項(xiàng)目規(guī)劃，最終科學(xué)系統(tǒng)的管理氣田與氣井。

6實(shí)施效果評價(jià)

6.1氣藏管理

通過制定“傘形”專項(xiàng)研究，使技術(shù)人員專注鉆研特定的研究方向；“分段”科研方式設(shè)定提升了氣田各相關(guān)領(lǐng)域的研究延展連續(xù)性及縱向深度性。如連續(xù)幾年的儲層描述的立項(xiàng)攻關(guān)，使神木氣田氣層鉆遇率提高，氣井產(chǎn)量明顯升高，取得了明顯的直接經(jīng)濟(jì)效益。

6.2氣田管理

在充分的地質(zhì)及工藝研究基礎(chǔ)上，形成“多層含氣定向井，單層突出水平井”的“大型叢式井組多層系立體開發(fā)”的模式，不僅有效提高了儲量動(dòng)用程度與單井產(chǎn)量，且減少占地面積，緩解礦權(quán)矛盾，加快產(chǎn)建速度，簡化工藝流程，利于環(huán)保及降低開發(fā)成本。

6.3氣井管理

通過氣井定期調(diào)研、套壓判識氣井生產(chǎn)狀態(tài)及氣井短期關(guān)井套壓恢復(fù)分析，氣井在精細(xì)管理再上一個(gè)臺階。并且通過管理技術(shù)共享，與項(xiàng)目組、作業(yè)區(qū)相互配合，已解決30余口井生產(chǎn)中的問題。使各類氣井發(fā)揮了各自優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了高效、有序開發(fā)氣田的目的。

7結(jié)語

神木氣田通過實(shí)施“階梯化”管理模式，充分明確地質(zhì)工藝部門、作業(yè)區(qū)和集氣站員工管理氣井的方向及目標(biāo)，并通過確立保障措施開展定期培訓(xùn)，加強(qiáng)考核指標(biāo)以及對分類氣井及重點(diǎn)井的精細(xì)管理，使氣井、氣田、氣藏充分達(dá)到科學(xué)性、系統(tǒng)性、精細(xì)性的開發(fā)。

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[收稿日期]2016-03-14

[作者簡介]徐森(1984-)，男，山東臨邑人，在讀博士研究生，主攻方向：油氣田開發(fā)。

[中圖分類號]TE132.1+3

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0242-03