地层系数法在苏76区块气井产能预测中的应用

程度的大小,判 断 影 响 储 层 开 发 的 主 要 因 素,可 以
为生产预测及调整 开 发 提 供 决 策 依 据,国 外 研 究 参
数的 敏 感 性 主 要 有 数 值 模 拟 的 方 法 和 梯 度 微 分
法 [5,6]。借鉴理 论 分 析 及 梯 度 微 分 的 思 路,对 参 数
敏感性进行 分 析,通 过 研 究 发 现,储 层 参 数 敏 感 性
征不明显 等 地 质 条 件 的 复 杂 性。 针 对 苏 里 格 气 田
低孔、低渗、低产、非均质性强 [3]的特点,考虑束缚 水
饱和度和残余气饱 和 度 的 影 响,本 文 提 出 有 效 地 层
系数法预测气井产能,在苏 76 区块应用效果良好。
1 产能主控因素判识
气井产能 方 程 反 映 的 是 气 井 产 气 量 与 生 产 压
通过现场取 样 后,在 实 验 室 测 定 的,对 于 苏 里 格 气
田是给定的参数。
通过以上的分 析 可 以 知 道,决 定 产 能 方 程 系 数
的各种参数 中,只 有 地 层 系 数 是 未 知 的,它 是 表 征
产层在生产中的动态生产能力。
(
Swr =97.
415-4.
3252φ
8)
同时,利用 岩 心 资 料 对 束 缚 水 饱 和 度 Swi 与 残
影响产能系数 AB 值参数作如下分类:
储层参数:厚度 h、渗透率 K
油藏参数:地层压力 PR 、生产 压 差、气 井 的 供气
半径 re、井底折算半径 rw 、非达西流系数 D
工程参数:完 井 方 式、井 筒 参 数、压 裂 参 数、表
因素进行分析。
由气井试井理论可知,气井产能方程(
1)为:
皮系数 S
[
8]
据,发 现 P
i
r
son 渗 透 率 模 型 与 实 验 关 系 比 较 接
近。且 P
i
r
s
on 模 型 是 用 油 (气 )相 最 大 有 效 渗 透 率
为标准进行归一化 的,可 以 减 少 致 密 砂 岩 储 层 束 缚
水饱和度和残余油 (气)饱 和 度 对 储 层 评 价 的 影 响,
因此,选用 P
105
口井的试气无阻流 量 数 据 进 行 拟 合,建 立 有 效 地 层
性气田。岩性致密,储层物性 差,非 均 质 性 强,横 向 连 通 性 差,使 得 准 确 预 测 气 井 产 能 较 困 难。 目
前用于确定低渗透气井产能方程的方法存在诸 多 局 限 性。以 气 井 产 能 方 程 为 基 础,研 究 影 响 产 能
因素,根据各参数敏感程度,判断产能主要影响因 素 为 地 层系 数。为 减 小 束 缚 水 和 残 余 气 的 影 响,
中图分类号:
TE155
文献标识码:
A
引言
产能是油气 储 层 动 态 特 征 的 一 个 综 合 指 标
,
[
1]
气井产能 预 测 是 气 田 开 发 中 一 项 非 常 重 要 的 工 作
和任务,它 是 编 制 气 田 开 发 规 划 部 署、进 行 开 发 方
案设计、开 发 动 态 分 析、气 井 配 产 及 开 发 方 案 调 整
的敏感程度也各不相同 [4]。找出各参数对产能影响
收稿日期:
2020-11-16
作者简介:邓东东(
1984- ),女,2008 年毕业于中国石油大学(北京),石油工程专业,目前就职于中石油渤海 钻 探 公 司 油
气开发公司,主要从事非常规气藏动态分析及产能评价研究。
2021 年第 2 期
邓东东等
地层系数法在苏 76 区块气井产能预测中的应用
2475
re
S
(
)
A=
1g
+
Kh
rw
2.
302
然气地下黏度 μg
P -P
2
R
2
WF
=Aqg +Bq
12.
69μgZTD
B=
Kh
2
2
(
101 )
pr -0.
2
g
(
1)
(
2)
(
3)
形状因子:地层温 度 Tf,天 然 气 压 缩 因 子 Z,天
1.
1 参数敏感性分析
影响储层产能 的 因 素 很 多,各 因 素 对 储 层 产 能
参数包括渗透率、有 效 厚 度、生 产 压 差,此 类 参 数 最
敏感。
(
2)双曲 线 类:参 数 与 产 能 的 关 系:
x+
y=α/(
2
x+β)。 该 类参 数主 要 包
β),对参数求导得到 -α/(
括地质 参 数、工 程 参 数、非 达 西 流 系 数 D,此 类 参 数
取低值时敏感。
(
3)指数类:参数与产能的关系:
层的情况,
F 为每个气层地层系数 的 累 加。 因 此,这
种方法不但适用于单层测试,也适用于多层合试。
3 基于有效地层系数的产能预测模型
选取试 气 关 井 测 试 时 间 较 长,压 恢 稳 定,投 产
图 1 Swi 与 Sgr 关系模型
F
i
e
l
a
t
i
on
s
h
i
e
l
g1 SwiandSgrr
p mod
l
nx,该类参数主要有气 井 的 供气 半 径、井
y=α/
底折算半径,从斜率 分 析 关 系 式 和 曲 线 分 析 上 可 以
看出,这类 参 数 变 化 与 产 能 的 影 响 程 度 比 较 低,敏
感性较弱。
1.
2 产能主控因素判识
依据产能 二 项 式 方 程,研 究 影 响 产 能 因 素,总
少束缚水饱和 度 和 残 余 油 气 带 来 的 影 响 [7],采 用 归
数本身的不确定性范围。
测产能,
re
1n +S)
q=2πKΔP·h/μgB(
r
w
(
5)
将各个参数与产能的关系概括为 3 类:线性类、
双曲类、指数类。
(
1)线性类:参数与产能的关系:
y=αx ,对 参 数
求导,得到常 数 α,说 明 产 能 随 参 数 线 性 变 化,该 类
Sgr 为 残 余 气 饱 和
度;
Sw 为含水饱和度。
Sw 可 以 直 接 读 取,因 此 只 要 计 算 出 Swi、
Sgr 利
用岩心相对渗透率测试 资 料,采 用 P
i
r
son 模 型 拟 合
相对渗透率曲线。
2.
1 束缚水饱和度与残余气饱和度计算模型
岩心可动水饱 和 度 与 岩 心 孔 隙 度、渗 透 率 相 关
120
2021 年第 2 期
内蒙古石油化工
地层系数法在苏 76 区块气井产能预测中的应用
邓东东1,王玉善1,高
磊1,李国良1,张
洁1,胡
涛2
(
1.渤海钻探工程公司 油气合作开发分公司;
2.渤海钻探工程公司 工程技术研究院,天津 300457)
摘要:苏里格气田是受三角洲平原分流河道砂体控 制的 大 面 积 分 布 的 低 压、低 渗 透、低 丰 度 岩
i
r
son 相对渗透率
模型中的经验系数,建 立 实 用 的 相 对 渗 透 率 计 算 模
/(
型。图 2 为综合地层系数 (
1-Sgr-Sw )
1-SwiSgr)与 相 对 渗 透 率 Krgl 的 拟 合 关 系,相 关 系 数 为
0.
9225。
122
2021 年第 2 期
内蒙古石油化工
(
Krg =0.
适合该区的 P
i
r
son 相对渗透率模型为
1-Sgr -Sw 1.532
)
Krgl =0.
8587* (
1-Sgr -Swi
时间满 3 年生产稳定,选取区块试气不同分类,不同
(
10)
区域,不同层位井共计 105 口。
按照建 立 的 有 效 地 层 系 数 F 计 算 模 型,计 算
口井试
气 层 的 有 效 地 层 系 数 F,然 后 与 这 105
式中,
PR 为 地 层 压 力,MPa;
Pwf 为 井 底 压 力,MPa;
4 3
A、
B 为 二 项 式 系 数;
qg 为 气 井 产 量 10 m /d;
qAOF
为无 阻 流 量 104m3/d;h 为 厚 度 m;K 为 渗 透 率
-3
2
10 μm ;
Z 为天然气压缩因
μg 为天然气地下黏度,
子;
i
r
s
on 模型利用实验数据确 定 该 模 型中
的经验系数,建立实用的相对渗透率计算模型。
根据 P
i
r
son 模型
1-Sgr -Sw
)
(
Krgl =A * (
7)
1-Sgr -Swi
式中:
Krgl 为 归 一 化 相 对 渗 透 率;A 和 m 为 P
i
r
s
on
模型系数;
Swi 为 束 缚 水 饱 和 度;
余气饱和度 Sgr 进 行 回 归 (见 图 1),拟 合 出 关 系 式
Sgr=f(
Swi),建立测井计算残余气饱和度 Sgr 模型。
(
Sgr =-0.
1969Swi +0.
3651
9)
2.
2 P
i
r
s
on 相对渗透率模型系数确定
确定束缚水饱和度 Swi、残余气饱和 度 Sgr、含水
饱和度 Sw 后利用实验数据确定 P
的重要内 容。 国 内 普 遍 产 能 预 测 方 法 有 单 位 平 方
地层压力无阻流量法,神经网络方 法 [2],不 稳 态 IPR
数学模型等,模 糊 综 合 评 判 法 等,这 些 方 法 大 多 基
于均质地层和线性 映 射 的 假 设,没 有 充 分 考 虑 致 密
砂岩气层埋 藏 深 度 大,物 性 差,气 层 的 测 井 响 应 特
Tf 为地层温度;
re 为气井的供气半径;
rw 为 井底
折算半径;
D 为非达西流系数;
S 为污染系数。
在相同的 生 产 压 差 下,A、
B 值 越 小,则 相 应 的
产量越大。 气 井 的 绝 对 无 阻 流 量 与 地 层 压 力 成 正
比,与系数 A 与 B 成反比。因此产能方程系数 A 和
B 即使影响气井产能的因素。
储层参数(厚度、渗 透 率 等),外 因 分 为 油 藏 参 数 (压
性差,无法 直 接 通 过 孔 隙 度、渗 透 率 预 测 储 层 可 动
参数、压 裂 参 数 等 )。 工 程 参 数 受 测 试 时 间 和 测 试
与岩心孔隙度存 在 很 好 正 相 关 性。 苏 76 井 区 岩 样
力与黏度,供气半径 等)、工 程 参 数 (完 井 方 式、井 筒
121
产能方程可表示为:
A1qg +B1qg
(
kh=
6)
2
2
PR -PWF
2 有效地层系数的求取
低渗透致密气 藏 属 于 变 形 介 质 气 藏,对 于 该 类
2
分析主要包括 2 个方面:各个参数与产能的关系;参
气藏,其渗透率和孔 隙 度 等 物 性 参 数 随 压 力 和 束 缚
基于经典 渗 流 理 论 中 稳 态 平 面 径 向 流 模 型 预
差的关系 [2]。下 面 根 据 产 能 试 井 理 论,利 用 气 井 产
能方程对 影 响 苏 里 格 低 渗 透 气 井 产 能 的 主 要 影 响
文章编号:
1006-7981(
2021)
02-0120-05
气井绝对无阻流量为:
2
(
4)
qAOF =
2
2
2
A + A +4B (
101 )
pR -0.
提出了基于归一化相 对 渗 透 率 模 型 的 有 效 地 层 系 数,建 立 基 于 有 效 地 层 系 数 的 气 井 产 能 预 测 方
程。该方法在苏 76 区块进行验证,预测的无阻流量与测试无阻 流 量 符合 率 在 82% 以 上,符 合 气 井
的实际生产规律。
关键词:低渗透气井;产能影响因素;产能预测;归一化相对渗透率;有效地层系数
水饱和度,而岩心测 试 结 果 表 明 岩 心 束 缚 水 饱 和 度
回压的影响,要 求 有 一 定 的 测 试 时 间,气 井 流 动 达
束缚水饱和度与孔隙度关系为:
到拟稳态 所 需 测 试 时 间 较 长。 油 藏 参 数 中 地 层 压
力 PR 是在气井完井时实测的,现场 需 实时 予以 准 确
测定。供气半径 re、井底折算半径 rw re 在公式 中 处
于对数位置,对结 果 的 影 响 不 大,可 以 选 取 500m~
1000m 的 经 验 值,
rw 取 为 储 层 套 管 半 径。 苏 里 格
气田曾进 行 过 数 十 口 井 的 修 正 等 时 试 井 确 定 了 该
地区的有效的非达西流系数 D 值。内因中形状因子
1795Krgl +0.
0021
11)
2.
4 有效地层系数计算模型
相对渗 透 率 是 指 相 渗 透 率 与 绝 对 渗 透 率 的 比
值,即 Kg =Krg ×K 。有效地层系数为
F =Kg ×He
(
12)
式中,
He 为气 层 有 效 厚 度,即 为 试 气 层 段 内 测
井解释为气层的厚 度,对 于 试 气 层 段 内 含 有 多 个 气
结为内因和外因。 内 因 分 为 地 质 参 数 (形 状 因 子)、
水饱和度变化较 为 敏 感。 为 提 高 产 能 预 测 精 度,减
一化相对 渗 透 率,提 出 有 效 地 层 系 数 F 预 测 气 井
产能。
求取气相的相渗透率 Kg,然后求取有效地层系
数 F。根 据 苏 里 格 气 田 相 对 渗 透 率 实 验 室 测 量 数