大牛地氣田致密氣藏水平井開發(fā)動(dòng)態(tài)差異研究

孫華超

（中國(guó)石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450000）

0 引言

水平井是提高致密氣藏開發(fā)效果的有效開發(fā)方式，前人對(duì)不同區(qū)塊主要從致密氣藏水平井的滲流機(jī)理和產(chǎn)能評(píng)價(jià)方面做了大量研究［1-6］，而對(duì)不同沉積類型儲(chǔ)層開展實(shí)際開發(fā)動(dòng)態(tài)差異的分析研究較少［7-12］，尤其是利用實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行氣井?dāng)M穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的研究鮮有涉及［13-15］。基于此，筆者以具有15 年開發(fā)歷程的鄂爾多斯盆地大牛地氣田為研究對(duì)象，研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部東段，屬于典型的低滲透致密砂巖氣藏。水平井開發(fā)區(qū)發(fā)育海相沉積到河流相沉積的多種儲(chǔ)層類型，水平井開發(fā)動(dòng)態(tài)特征與開發(fā)效果差異大。通過對(duì)不同儲(chǔ)層類型水平井生產(chǎn)達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間開展對(duì)比研究，利用彈性二相法和壓力—產(chǎn)量法綜合確定下二疊統(tǒng)下石盒子組盒1段、下二疊統(tǒng)山西組山2段和下二疊統(tǒng)太原組太2段這3個(gè)主力氣藏水平井滲流達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段的時(shí)間。通過數(shù)值模擬敏感性分析表明，影響水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間長(zhǎng)短的主要因素為儲(chǔ)層滲透率和含水飽和度。建立了大牛地氣田盒1 段、山2 段、太2 段氣藏不同滲透率下水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間確定圖版，以期指導(dǎo)氣田水平井開發(fā)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。

1 氣藏地質(zhì)特征

大牛地氣田盒1段氣藏為辮狀河沉積，河道砂體平均有效厚度為8.5 m，寬度介于1 000～1 500 m，有利微相為心灘，呈孤立狀分散在大段致密砂巖中。儲(chǔ)層為灰白色含礫中粗砂巖，物性較好，平均孔隙度為10.3%，滲透率為0.55 mD。山2段氣藏為分流河道沉積，河道內(nèi)砂體發(fā)育，河道砂體平均有效厚度為7.9 m，寬度介于650～1 300 m，層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，砂體物性較差，含氣性差，有效儲(chǔ)層薄，平均孔隙度為8.9%，滲透率為0.48 mD。太2 段氣藏為障壁島沉積，有利微相為障壁砂壩，砂壩平均有效厚度為14.3 m，寬度介于2 000～3 000 m，氣層呈塊狀連續(xù)分布在大段的致密砂巖中，儲(chǔ)層以灰白色石英砂巖為主，物性好，平均孔隙度為8.6%，滲透率為0.70 mD（表1）。

表1 大牛地氣田儲(chǔ)層沉積體系地質(zhì)特征參數(shù)表

2 水平井開發(fā)特征對(duì)比

圖1 太2段氣藏、盒1段氣藏、山2段氣藏水平井歸一化生產(chǎn)動(dòng)態(tài)圖

選取正常連續(xù)生產(chǎn)井進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)歸一化處理，盒1 段、山2 段、太2 段氣藏水平井總體均呈3段式生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征，即穩(wěn)產(chǎn)階段、快速遞減階段和長(zhǎng)期低壓低產(chǎn)緩慢遞減階段，各氣藏水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征差異大（圖1）。從圖1 可知，太2 段氣藏初期產(chǎn)氣量平均為3.0×104m3／d，穩(wěn)產(chǎn)期最長(zhǎng)，平均為14 mon，初期年遞減率為31.9%，中后期遞減率逐年減緩，由16.5%降低到6.9%，平均單井累產(chǎn)氣量為3 935 × 104m3，液氣比最低，平均為 1.0 m3／104m3，平均單井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為0.64×104m3。盒1 段氣藏初期產(chǎn)氣量為2.2×104m3／d，穩(wěn)產(chǎn)能力差，平均為8 mon，初期年遞減率最高，平均為36.6%，中后期遞減率由14.5%降低到5.8%，平均單井累產(chǎn)氣量為2 470 ×104m3，液氣比最高，平均為2.5 m3／104m3，平均單井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為0.45×104m3。山2 段氣藏初期產(chǎn)氣量較低，平均為1.9×104m3／d，穩(wěn)產(chǎn)能力最差，平均為7 mon，初期年遞減率為28.5%，中后期遞減率由14.4%降低到10.2%，平均單井累產(chǎn)氣量為2 500 ×104m3，液氣比平均為1.8 m3／104m3，平均單井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為0.41×104m3?？傮w上，太2 段氣藏水平井初期產(chǎn)氣量高，穩(wěn)產(chǎn)能力強(qiáng)，生產(chǎn)效果最好，盒1 段、山2 段氣藏水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征相近，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短，初期產(chǎn)量遞減快，液氣比高，生產(chǎn)效果一般。

3 擬穩(wěn)態(tài)特征分析

通過彈性二相法（圖2）和壓降法（圖3）分析，從圖2、圖3可知，隨著生產(chǎn)時(shí)間增加，水平井流動(dòng)逐漸由不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)逐漸過渡到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段，單位壓降產(chǎn)氣量隨時(shí)間而增加，當(dāng)達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段之后基本保持不變。明確盒1 段、山2段、太2 段氣藏水平井滲流平均達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段的時(shí)間為19 mon，對(duì)應(yīng)的平均累產(chǎn)氣量為1 235×104m3（表2）。

圖2 彈性二相法識(shí)別擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段圖

圖3 壓降法識(shí)別擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段圖

表2 盒1段、山2段、太2段氣藏水平井滲流達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間表

在動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值模擬方法開展了達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間長(zhǎng)短的影響因素分析，基于大牛地氣田水平井開發(fā)儲(chǔ)層物性整體特征和700 m × 1 000 m 井距開發(fā)井網(wǎng)，建立了水平井機(jī)理數(shù)值模型，模型尺寸為長(zhǎng)1 700 m×寬1 000 m×氣厚10 m，網(wǎng)格尺寸為10 m×10 m×1 m，網(wǎng)格數(shù)為15.5×104個(gè)。通過對(duì)各參數(shù)在典型取值情況下水平井流動(dòng)達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段所需時(shí)間進(jìn)行歸一化，分析各參數(shù)的敏感性，結(jié)果表明，滲透率和含水飽和度是影響水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間的主要因素（圖4）。由于各氣藏含水飽和度相差小而滲透率相差大，因此，結(jié)合數(shù)值模擬歸一化和實(shí)際水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間評(píng)價(jià)結(jié)果，建立了大牛地氣田盒1 段、山2 段、太2 段氣藏不同滲透率下水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間確定圖版（圖5），快速評(píng)價(jià)不同氣藏不同儲(chǔ)層物性條件下水平井進(jìn)入擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段的時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)一步利用擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段之后的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，支撐氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量、泄流范圍等開發(fā)指標(biāo)的評(píng)價(jià)。

圖4 水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間長(zhǎng)短影響因素評(píng)價(jià)圖

圖5 水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間評(píng)價(jià)圖（含水飽和度為0.45）

4 結(jié)論

1）大牛地氣田儲(chǔ)層類型多樣，水平井開發(fā)動(dòng)態(tài)特征與開發(fā)效果差異大，障壁砂壩沉積太2段氣藏水平井初期產(chǎn)量高，穩(wěn)產(chǎn)能力強(qiáng)，生產(chǎn)效果最好，辮狀河沉積盒1段氣藏與分流河道沉積山2段氣藏動(dòng)態(tài)特征相近，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短，初期產(chǎn)量遞減快，液氣比高。

2）利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析和數(shù)值模擬方法開展了水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間長(zhǎng)短影響因素分析表明，滲透性越差、氣層厚度越大、含水飽和度越低、孔隙度越高，達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段所需的時(shí)間越長(zhǎng)，影響大牛地氣田水平井達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段時(shí)間長(zhǎng)短的主要因素為儲(chǔ)層滲透率和含水飽和度。