天然氣井合理配產(chǎn)技術(shù)研究

張建，官斌

天然氣井合理配產(chǎn)技術(shù)研究

張建，官斌

（陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司延長(zhǎng)氣田采氣三廠，陜西 延安 716000）

天然氣作為一種清潔能源，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)保越來(lái)越高的要求，其在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中將會(huì)扮演越來(lái)越重要的角色，天然氣的需求會(huì)不斷加大，如何保證天然氣高效開(kāi)發(fā)就顯得越來(lái)越重要。配產(chǎn)是天然氣開(kāi)采過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其對(duì)氣井的開(kāi)采具有重要影響。不合理的配產(chǎn)易造成氣井快速水侵、出砂、積液，氣井產(chǎn)能快速遞減，采收率極低。因此，如何確定天然氣合理配產(chǎn)，保證天然氣持續(xù)穩(wěn)定高效開(kāi)采具有重要意義。對(duì)天然氣井合理配產(chǎn)方法進(jìn)行了研究，指導(dǎo)氣井配產(chǎn)，為氣田科學(xué)高效開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

天然氣藏；配產(chǎn)方法；合理配產(chǎn)；高效開(kāi)發(fā)

石油天然氣為人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可或缺的重要原料。但隨著近年來(lái)對(duì)環(huán)保的要求愈來(lái)愈高，天然氣作為環(huán)保型能源將占據(jù)越來(lái)越多的比重，加大天然氣的開(kāi)采就顯得尤為重要。天然氣井的合理配產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)天然氣高效、穩(wěn)定開(kāi)采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若產(chǎn)能配產(chǎn)值低，天然氣的流速較低，無(wú)法攜帶液體到地面，造成井底積液，氣井產(chǎn)量急劇下降甚至因積液關(guān)停，另外較小的產(chǎn)能也會(huì)增加氣井開(kāi)采周期，延長(zhǎng)了投資回收期，經(jīng)濟(jì)效益較差；若產(chǎn)能配產(chǎn)值高，生產(chǎn)壓差較大，對(duì)儲(chǔ)層造成傷害，另外產(chǎn)能也遞減較快，穩(wěn)產(chǎn)周期大大縮減，氣藏采收率低[1-2]。本文對(duì)氣井合理配產(chǎn)進(jìn)行了研究分析。

1 采氣指示曲線法

采氣指數(shù)為單位生產(chǎn)壓差下的產(chǎn)氣量，其大小等于氣井產(chǎn)量與生產(chǎn)壓差的比值。國(guó)內(nèi)外多數(shù)學(xué)者經(jīng)過(guò)研究認(rèn)為采氣指數(shù)越大越有利于氣井的生 產(chǎn)[3-4]。

氣井的產(chǎn)能方程如下：

式中：e—地層壓力，MPa；

wf—井底流壓，MPa；

—?dú)饩a(chǎn)量，104m3；

、—常數(shù)。

參數(shù)的大小可以通過(guò)原始地層壓力、試井時(shí)產(chǎn)量、流壓等參數(shù)確定，然后可計(jì)算不同生產(chǎn)壓差下的產(chǎn)氣量，進(jìn)而繪制生產(chǎn)壓差與產(chǎn)氣量關(guān)系曲線，即采氣指示曲線。當(dāng)氣井產(chǎn)量較低時(shí)，天然氣在儲(chǔ)層流動(dòng)緩慢，采氣指示曲線為直線，當(dāng)氣井產(chǎn)量較高時(shí)，天然氣在儲(chǔ)層中為非達(dá)西滲流，采氣指示曲線為曲線，需克服額外的非達(dá)西滲流阻力，影響氣井產(chǎn)能。

繪制M-1井采氣指示曲線如圖1所示。由圖1可以看出，隨著產(chǎn)氣量增加，采氣指示曲線由直線變?yōu)榍€，（e-wf）～關(guān)系曲線斜率越來(lái)越大，即單位生產(chǎn)壓差下的產(chǎn)氣量越來(lái)越小，生產(chǎn)單位產(chǎn)氣量的天然氣需要的能量越來(lái)越多，為保證氣井合理能量消耗，確保氣井具有盡可能長(zhǎng)的穩(wěn)產(chǎn)周期及采收率，取最早偏離直線段的那個(gè)點(diǎn)作為氣井合理產(chǎn)氣量，對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)壓差為氣井合理生產(chǎn)壓差。

圖1 M-1井采氣指示曲線

采用采氣指數(shù)曲線法對(duì)M、N區(qū)塊20口氣井進(jìn)行合理配產(chǎn)，結(jié)果如表1所示。

表1 采氣指示曲線法配產(chǎn)結(jié)果

采氣指示法配產(chǎn)結(jié)果表明，M區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能主要分布在（1.77～2.21）×104m3·d-1，平均大小為2.00×104m3·d-1；N區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能主要分布在（0.99～1.34）×104m3·d-1，平均大小為 1.19×104m3·d-1。M區(qū)塊氣井配產(chǎn)明顯大于N區(qū)塊，主要原因?yàn)?，M區(qū)塊氣藏井控儲(chǔ)量、儲(chǔ)層連通性、物性等條件均優(yōu)于N區(qū)塊。

2 無(wú)阻流量法

天然氣井無(wú)阻流量是反映氣井合理產(chǎn)能的關(guān)鍵指標(biāo)。氣井的無(wú)阻流量只需測(cè)定氣井在單個(gè)工作制度下的產(chǎn)氣量、流壓、地層壓力等。目前國(guó)內(nèi)外多為學(xué)者建立了氣井無(wú)阻流量計(jì)算模型。在這里采用國(guó)內(nèi)使用較為廣泛且應(yīng)用效果較好的陳元千無(wú)阻流量計(jì)算模型，對(duì)研究區(qū)氣井進(jìn)行合理配產(chǎn)[5-7]。

式中：AOF—無(wú)阻流量，104m3；

g—?dú)饩畣蝹€(gè)工作制度下的穩(wěn)定產(chǎn)量，104m3；

R—地層壓力，MPa；

wf—地層壓力，MPa。

一般常用無(wú)阻流量的四分之一作為氣井的合理配產(chǎn)，該方法簡(jiǎn)單、成本低、效率高。采用無(wú)阻流量法對(duì)M、N區(qū)塊20口氣井進(jìn)行合理配產(chǎn)，結(jié)果如表2所示。

表2 無(wú)阻流量法配產(chǎn)結(jié)果

無(wú)阻流量法配產(chǎn)結(jié)果表明，M區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能主要分布在（1.87～2.36）×104m3·d-1，平均大小為2.12×104m3·d-1；N區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能主要分布在（1.12～1.45）×104m3·d-1，平均大小為1.29×104m3·d-1。與采氣指示法配產(chǎn)結(jié)果一致，M區(qū)塊氣井配產(chǎn)大于N區(qū)塊。

3 綜合配產(chǎn)

取采氣指示法配產(chǎn)結(jié)果與無(wú)阻流量法配產(chǎn)結(jié)果平均值作為M、N區(qū)塊配產(chǎn)結(jié)果，如表3所示。M區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能主要在（1.83～2.25）×104m3·d-1，平均大小為 2.06×104m3·d-1；N區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能主要分布在（1.06～1.39）×104m3·d-1，平均大小為1.24×104m3·d-1。

表3 綜合配產(chǎn)結(jié)果 104m3·d-1

4 結(jié) 論

M區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能平均為2.06×104m3·d-1，N區(qū)塊氣井合理產(chǎn)能平均為1.24×104m3·d-1。M區(qū)塊氣井配產(chǎn)明顯大于N區(qū)塊，主要原因?yàn)?，M區(qū)塊氣藏井控儲(chǔ)量、儲(chǔ)層連通性、物性等條件均優(yōu)于N區(qū)塊。

[1] 彭小東，楊朝強(qiáng)，汪來(lái)潮，等. 對(duì)水驅(qū)氣藏生產(chǎn)指示曲線的新認(rèn)識(shí)[J].天然氣與石油，2020，38（3）：72-78.

[2] 石軍太，李騫，張磊，等. 多層合采氣井產(chǎn)能指示曲線異常的原因與校正方法[J].天然氣工業(yè)，2018，38（3）：50-59.

[3] 石軍太，張玲，李根，等. 基于穩(wěn)產(chǎn)期的天然氣藏配產(chǎn)方法研究[A]. 中國(guó)石油學(xué)會(huì)天然氣專業(yè)委員會(huì)、四川省石油學(xué)會(huì).2015年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].中國(guó)石油學(xué)會(huì)天然氣專業(yè)委員會(huì)、四川省石油學(xué)會(huì):中國(guó)石油學(xué)會(huì)天然氣專業(yè)委員會(huì)，2015.

[4] 李鵬，范倩倩，霍明會(huì)，等.蘇里格氣田氣井配產(chǎn)與遞減率關(guān)系研究及應(yīng)用[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，42（1）：126-132.

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[6] 楊川.蘇36-11區(qū)塊北部氣井合理配產(chǎn)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（23）：76.

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Research on Reasonable Production Allocation Technology for Natural Gas Wells

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（Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd. Yanchang Gas Field No.3 Gas Production Plant, Yan'an Shaanxi 716000, China）

As a kind of clean energy, natural gas will play an increasingly important role in my country's economy and society with the development of the economy and higher and higher requirements for environmental protection. The demand for natural gas will continue to increase. How to ensure the efficient development of natural gas becomes more and more important. Production allocation is one of the key links in the process of natural gas extraction, and it has an important impact on the extraction of gas wells. Unreasonable production allocation is likely to cause rapid water invasion, sand production, and liquid accumulation in gas wells, rapid decline in gas well productivity, and extremely low recovery efficiency. Therefore, how to determine the reasonable allocation of natural gas to ensure continuous, stable and efficient exploitation of natural gas is of great significance. In this paper, the reasonable production allocation method of natural gas wells was studied to guide the production allocation of gas wells and provide a basis for the scientific and efficient development of gas fields.

Natural gas reservoir; Production allocation method; Reasonable production allocation; Efficient development

2021-04-06

張建（1987-），男，山東省壽光市人，地質(zhì)工程師， 2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）資源勘查工程專業(yè)，研究方向：氣田地質(zhì)。

TE37

A

1004-0935（2021）12-1881-03