低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟合技术研究_伍勇
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三、低渗透碳酸盐岩气藏精细历史 拟合技术在生产科研中的应用
利用低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟 合技术，准确建立了靖边下古碳酸盐岩储层数值模 拟模型，为靖边气田稳产能力、最终采收率等开发指 标预测奠定 了 基 础，同 时 为“长 庆 油 田 油 气 当 量 上 产 5 000 × 104 t 关键技术研究”、“鄂尔多斯盆地海 相碳酸盐岩大气田勘探目标优选与靖边气田稳产技
收稿日期： 2012 － 12 － 05 基金项目： 四川省教育厅人文社科重点研究基地项目“鄂尔多斯盆地岩性气藏储量综合评价方法及应用研究”（ 编号： 川油气科 SKZ07 － 01） 资助。 作者简介： 伍勇（ 1980 － ） ，工程师，2008 年获得西南石油大学油气田开发工程专业博士学位，目前在中国石油长庆油田分公司勘探开发 研究院从事气田生产动态分析及数值模拟研究工作。地址： （ 710018） 陕西省西安市未央区长庆油田勘探开发研究院天然气开发一室，电话： （ 029） 86594831，E － mail： wuyong_cq@ petrochina． com． cn。联系人： 钟水清，电话： （ 028） 86016641，E － mail： zsqing666@ 126． com
4． 利用产气剖面准确描述非均质气藏垂向物性变化 特征
垂向物性变化特征分析是气藏产层贡献率研究 及气藏后期挖潜的基础。针对常规拟合难以准确描 述非均质气藏垂向物性变化特征的困难，根据气井 产气剖面资料开展气井产层贡献率分析，并其研究 结果用于指导垂向物性参数调整，提高了模型的可 信度。图 5 为靖边气田 × 气井各小层产气剖面分析 结果，研究表明，该井主力层位马五31 生产能力优势 明显，其产气贡献率占到气井总产量的 57． 2% 。根 据产气剖面研究结果，调整该井附近纵向各小层物 性参数，使该井各小层产气能力与产气剖面分析结 果一致，有效提高了模型的准确性（ 图 5，图 6） 。
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钻
采
工
艺
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
术试验研究”等股份公司重大专项研究提供了技术 支持。
2013 年 2 月
Mar． 2013
四、认识与结论
针对靖边气田储层非均质性强、井筒流动规律
复杂，历史拟合多解性强的困难，开展气井单井动储 量评价、井筒动态分析、压力恢复试井分析及产气剖 面分析，并将其研究结果用于指导数值模拟历史拟 合，有效降低了历史拟合的多解性，为准确建立低渗 碳酸盐岩气藏数值模拟模型和开展动态预测奠定了 基础。
［3］ 段祎林，田亚爱，陈家琪． 靖边气田稳产的数值模拟 ［J］． 新疆石油地质，2009，30（ 5） ： 613 － 615．
［4］ 朱焱，谢进庄，杨为华，等． 提高油藏数值模拟历史拟合 精度的方法［J］． 石油勘探与开发，2008（ 3） ： 20 － 23．
［5］ 侯景儒，尹镇南． 实用地质统计学［M］． 北京： 地质出版 社，2002．
储量拟合是气藏数值模拟历史拟合的基础和关 键环节，常规气藏数值模拟模型储量拟合都是根据 静态地质储量评价结果进行标定的。然而，对于靖 边下古生界碳酸盐岩储层，由于侵蚀古潜沟及潜坑 发育，储层淋滤程度、孔隙充填程度、岩溶强度差异 大，导致储层非均质性强，储层物性变化大［5 － 6］，根 据井点处有效厚度、孔隙度、含气饱和度等物性参数 难以准确表征单井控制范围内平均物性参数，因此， 利用静态方法评价结果标定气藏数值模拟模型储量 误差较大。 2． 常规井口压力拟合难以准确确定压力损失原因
［8］ 钟水清． 我国 21 世纪非常规能源的战略研究［J］． 钻采 工艺，2005，28（ 3） ： 93 － 95．
［9］ 钟水清，陈怀龙，熊继有，等． 土库曼斯坦古姆达格油田 油藏驱动方式特点研究［J］． 钻采工艺，2007，30（ 6） ： 61 － 65．
（ 编辑： 黄晓川）
ABSTＲACT 4
靖边下古生界碳酸盐岩气藏纵向含气层系多， 纵向非均质性强，各小层产气能力差别较大，在无产 气剖面分析情况下常规历史拟合难以准确调整各小 层物性参数，从而反映气藏的垂向物性变化特征。
二、低渗透碳酸盐岩气藏 精细历史拟合技术
针对低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟历史拟合过 程中的困难，以气井动态分析为手段，开展气井单井 动储量评价、井 筒 压 力 损 失 分 析、压 力 恢 复 试 井 分
参考文献
［1］ 钟孚勋，张永生，杨雅和，等． 数值模拟技术在气田开发 中的应用研究［J］． 天然气工业，1995，15（ 3） ： 95 － 96．
［2］ 徐学成，王国先． 低渗透复杂断块油藏建模、数值模拟 一体化技术综合研究与应用［C］． 油藏地质建模与数 值模拟技术文集，2007（ 2） ： 298 － 304．
DOI： 10． 3969 / J． ISSN． 1006 － 768X． 2013． 02． 15
一、低渗碳酸盐岩气藏历史－ 4，8 － 9］， 但数值模拟中历史拟合是一个反问题，气井产量、井 口压力等输出结果受到储层物性、边界特征、井筒状 况等诸多因素影响，因此，存在较强的多解性。靖边 气田下古生界气藏为典型碳酸盐岩气藏，与常规气 田相比，该气藏历史拟合研究主要存在以下几个方 面的难点。 1． 静态储量评价结果难以准确标定数值模拟模型储 量
Abstract： Well completion with inflow control devices （ ICD） can efficiently control water coning in gas reservoir with bottom water，which can enhance gas recovery factor and prolong gas wells’life． In general，well completion with ICD based on the production profile of along horizontal well，which is added to press drop，can make gas － water interface move regularly，and average the segment flux． However，this method can’t optimize the cumulative production of horizontal gas well，only may delay the time of water inflowing into hole． Based on the predecessor coupled model and max cumulative production of horizontal well before water breakthrough，the segmentation and pressure drop value of horizontal well completion with ICD were determined． It provided theoretical basis for optimum design of horizontal well control water．
Add： State Key Laboratory of Petroleum Ｒesource and Prospecting，China University of Petroleum （ Beijing） ，No． 18 Fuxue Ｒoad，Changping District 102249，Beijing，P． Ｒ． China
YANG Jinxian1 ，LI Haitao2 ，DONG Shexia3 and JIA Chao4 （ 1． Graduate faculty，Southwest Petroleum University； 2． Petroleum Engineering Institute of Southwest Petroleum University； 3． CNOOC Service Co． Oilfield Production Ｒesearch Institute； 4． CCDC Geological Exploration ＆ Development Ｒesearch Institute） ，DPT 36（ 2） ，2013： 45 － 47
Tel： + 86 － 10 － 89732176 E － mail： chengyuxiong@ 126． com
HOＲIZONTAL WELL COMPLETION OPTIMIZATION WITH INFLOW CONTＲOL DEVICES IN BOTTOM WATEＲ DＲIVE GAS ＲESEＲVOIＲS
靖边碳酸盐岩储层物性较差，单井产能低，部分
气井井底积液严重，影响了气井产能的发挥。在常 规历史拟合过程中，往往通过调低外围储层物性达 到拟合井口压力的目的，从而误将井底积液引起的 压力损失归结于储层物性变差造成的损失，使模型 失真。 3． 常规拟合难以准确描述非均质气藏平面物性变化 特征
靖边下古生界碳酸盐岩气藏储层非均质性强， 物性变化快，建模直接得到模型参数场无法完全准 确反映气藏物性平面分布特征，常规历史拟合难以 准确确定储层物性参数的调整区域和取值范围。 4． 常规拟合难以准确描述非均质气藏垂向物性变化 特征
伍 勇等． 低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟合技术研究． 钻采工艺，2013，36（ 2） ： 52 － 54 摘 要： 数值模拟是气藏动态分析的重要手段，但对于靖边气田下古生界碳酸盐岩气藏，由于储层非均质性 强、井筒流动规律复杂，历史拟合多解性强，利用常规静态地质储量、井口压力、产量资料进行历史拟合难以准确确 定历史拟合调参数及其取值范围。在常规历史拟合基础上，开展气井单井动储量评价、井筒流动动态分析、压力恢 复试井及产气剖面分析，并将其研究结果用于指导数值模拟历史拟合，有效降低了历史拟合的多解性，为准确建立 低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟模型和开展气藏动态预测奠定了基础。 关键词： 气藏; 数值模拟; 历史拟合; 多解性; 动态预测
第 36 卷 第 2 期
Vol. 36 No. 2
钻
采
工
艺
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
析、产气剖面分析，并将其研究结果用于指导历史拟 合调参参数选取和参数值确定，有效降低了历史拟 合的多解性。 1． 开展单井动储量评价，为准确标定数值模拟模型 储量提供依据
针对静态储量难以准确标定数值模拟储量的问 题，采用压降法、气井不稳定分析法、流动物质平衡 法等开展单井动储量评价，获得了气藏整体动储量， 准确反映了气藏实际控制地质储量。在此基础上， 将气藏整体动储量评价用于标定数值模拟模型储量 （ 图 1） ，为储量拟合的准确拟合奠定了基础。
·53·
2． 开展井筒流动规律分析，准确确定压力损失原因 针对低渗气藏产能低，部分气井气筒积液，常规
历史拟合难以准确确定压力原因的困难，通过 Cullender － Smith 方法开展井筒流动规律分析［6］，并利 用该方法研究结果制作 VFP 表应用于数值模拟井 筒流动动态分析之中。靖边气田典型气井井筒流动 动态分析表明，部分气井理论计算井筒压降低于实 测井筒压 降，原 因 是 井 底 积 液 产 生 了 附 加 压 力 降 （ 图 2） 。因此，选择控制井筒流动动态关键是 VFPDP，而不是储层物性参数作为调 整 参 数 进 行 拟 合 （ 图 3） ，提高了模型准确性。 3． 应用压力恢复测试资料，准确表征气井平面非均 质性
针对碳酸盐岩气藏储层非均质性强，物性变化 快，常规拟合难以准确描述储层物性平面变化特征 的困难，根据气井压力恢复试井资料开展试井分析， 并将试井解释中储层物性、边界特征研究结果用于 指导模型参数调整范围选择和参数值大小控制中， 提高了模型的准确性。 × 井为靖边气田典型气井， 该井压力恢复资料解释成果表明该井具有外围变差 的径向复合地层特征［7 － 9］，流度比为 4． 82。根据该 研究成果，在历史拟合过程中调低该井外围储层物 性，达到了较好的拟合效果（ 图 4） 。
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开采工艺
钻
采
工
艺
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
2013 年 2 月
Mar． 2013
低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟合技术研究
伍 勇1，2 ，兰义飞1，2 ，蔡兴利1，2 ，刘志军1，2 ，张建国1，2 ，纪文娟1，2 ，张军祥2，3
( 1 长庆油田公司勘探开发研究院 2 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 3 长庆油田第四采气厂)
［6］ 陈元千． 现代油藏工程［M］． 北京： 石油工业出版社， 2001．
［7］ GAO Shu － sheng，QIAN Gen － bao，WANG Bin． Numerical simulation study of mechanism for gas supplying and draining in volcanic gas reservoir in Xinjiang based on dual media model［J］． Ｒock and Soil Mechanics，2011，01．
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
Vol． 36 No． 2 Mar． 2013
student of China University of Petroleum （ Beijing） ，being engaged in the research on SC － CO2 drilling technology．
利用低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟 合技术，准确建立了靖边下古碳酸盐岩储层数值模 拟模型，为靖边气田稳产能力、最终采收率等开发指 标预测奠定 了 基 础，同 时 为“长 庆 油 田 油 气 当 量 上 产 5 000 × 104 t 关键技术研究”、“鄂尔多斯盆地海 相碳酸盐岩大气田勘探目标优选与靖边气田稳产技
收稿日期： 2012 － 12 － 05 基金项目： 四川省教育厅人文社科重点研究基地项目“鄂尔多斯盆地岩性气藏储量综合评价方法及应用研究”（ 编号： 川油气科 SKZ07 － 01） 资助。 作者简介： 伍勇（ 1980 － ） ，工程师，2008 年获得西南石油大学油气田开发工程专业博士学位，目前在中国石油长庆油田分公司勘探开发 研究院从事气田生产动态分析及数值模拟研究工作。地址： （ 710018） 陕西省西安市未央区长庆油田勘探开发研究院天然气开发一室，电话： （ 029） 86594831，E － mail： wuyong_cq@ petrochina． com． cn。联系人： 钟水清，电话： （ 028） 86016641，E － mail： zsqing666@ 126． com
4． 利用产气剖面准确描述非均质气藏垂向物性变化 特征
垂向物性变化特征分析是气藏产层贡献率研究 及气藏后期挖潜的基础。针对常规拟合难以准确描 述非均质气藏垂向物性变化特征的困难，根据气井 产气剖面资料开展气井产层贡献率分析，并其研究 结果用于指导垂向物性参数调整，提高了模型的可 信度。图 5 为靖边气田 × 气井各小层产气剖面分析 结果，研究表明，该井主力层位马五31 生产能力优势 明显，其产气贡献率占到气井总产量的 57． 2% 。根 据产气剖面研究结果，调整该井附近纵向各小层物 性参数，使该井各小层产气能力与产气剖面分析结 果一致，有效提高了模型的准确性（ 图 5，图 6） 。
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术试验研究”等股份公司重大专项研究提供了技术 支持。
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Mar． 2013
四、认识与结论
针对靖边气田储层非均质性强、井筒流动规律
复杂，历史拟合多解性强的困难，开展气井单井动储 量评价、井筒动态分析、压力恢复试井分析及产气剖 面分析，并将其研究结果用于指导数值模拟历史拟 合，有效降低了历史拟合的多解性，为准确建立低渗 碳酸盐岩气藏数值模拟模型和开展动态预测奠定了 基础。
［3］ 段祎林，田亚爱，陈家琪． 靖边气田稳产的数值模拟 ［J］． 新疆石油地质，2009，30（ 5） ： 613 － 615．
［4］ 朱焱，谢进庄，杨为华，等． 提高油藏数值模拟历史拟合 精度的方法［J］． 石油勘探与开发，2008（ 3） ： 20 － 23．
［5］ 侯景儒，尹镇南． 实用地质统计学［M］． 北京： 地质出版 社，2002．
储量拟合是气藏数值模拟历史拟合的基础和关 键环节，常规气藏数值模拟模型储量拟合都是根据 静态地质储量评价结果进行标定的。然而，对于靖 边下古生界碳酸盐岩储层，由于侵蚀古潜沟及潜坑 发育，储层淋滤程度、孔隙充填程度、岩溶强度差异 大，导致储层非均质性强，储层物性变化大［5 － 6］，根 据井点处有效厚度、孔隙度、含气饱和度等物性参数 难以准确表征单井控制范围内平均物性参数，因此， 利用静态方法评价结果标定气藏数值模拟模型储量 误差较大。 2． 常规井口压力拟合难以准确确定压力损失原因
［8］ 钟水清． 我国 21 世纪非常规能源的战略研究［J］． 钻采 工艺，2005，28（ 3） ： 93 － 95．
［9］ 钟水清，陈怀龙，熊继有，等． 土库曼斯坦古姆达格油田 油藏驱动方式特点研究［J］． 钻采工艺，2007，30（ 6） ： 61 － 65．
（ 编辑： 黄晓川）
ABSTＲACT 4
靖边下古生界碳酸盐岩气藏纵向含气层系多， 纵向非均质性强，各小层产气能力差别较大，在无产 气剖面分析情况下常规历史拟合难以准确调整各小 层物性参数，从而反映气藏的垂向物性变化特征。
二、低渗透碳酸盐岩气藏 精细历史拟合技术
针对低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟历史拟合过 程中的困难，以气井动态分析为手段，开展气井单井 动储量评价、井 筒 压 力 损 失 分 析、压 力 恢 复 试 井 分
参考文献
［1］ 钟孚勋，张永生，杨雅和，等． 数值模拟技术在气田开发 中的应用研究［J］． 天然气工业，1995，15（ 3） ： 95 － 96．
［2］ 徐学成，王国先． 低渗透复杂断块油藏建模、数值模拟 一体化技术综合研究与应用［C］． 油藏地质建模与数 值模拟技术文集，2007（ 2） ： 298 － 304．
DOI： 10． 3969 / J． ISSN． 1006 － 768X． 2013． 02． 15
一、低渗碳酸盐岩气藏历史－ 4，8 － 9］， 但数值模拟中历史拟合是一个反问题，气井产量、井 口压力等输出结果受到储层物性、边界特征、井筒状 况等诸多因素影响，因此，存在较强的多解性。靖边 气田下古生界气藏为典型碳酸盐岩气藏，与常规气 田相比，该气藏历史拟合研究主要存在以下几个方 面的难点。 1． 静态储量评价结果难以准确标定数值模拟模型储 量
Abstract： Well completion with inflow control devices （ ICD） can efficiently control water coning in gas reservoir with bottom water，which can enhance gas recovery factor and prolong gas wells’life． In general，well completion with ICD based on the production profile of along horizontal well，which is added to press drop，can make gas － water interface move regularly，and average the segment flux． However，this method can’t optimize the cumulative production of horizontal gas well，only may delay the time of water inflowing into hole． Based on the predecessor coupled model and max cumulative production of horizontal well before water breakthrough，the segmentation and pressure drop value of horizontal well completion with ICD were determined． It provided theoretical basis for optimum design of horizontal well control water．
Add： State Key Laboratory of Petroleum Ｒesource and Prospecting，China University of Petroleum （ Beijing） ，No． 18 Fuxue Ｒoad，Changping District 102249，Beijing，P． Ｒ． China
YANG Jinxian1 ，LI Haitao2 ，DONG Shexia3 and JIA Chao4 （ 1． Graduate faculty，Southwest Petroleum University； 2． Petroleum Engineering Institute of Southwest Petroleum University； 3． CNOOC Service Co． Oilfield Production Ｒesearch Institute； 4． CCDC Geological Exploration ＆ Development Ｒesearch Institute） ，DPT 36（ 2） ，2013： 45 － 47
Tel： + 86 － 10 － 89732176 E － mail： chengyuxiong@ 126． com
HOＲIZONTAL WELL COMPLETION OPTIMIZATION WITH INFLOW CONTＲOL DEVICES IN BOTTOM WATEＲ DＲIVE GAS ＲESEＲVOIＲS
靖边碳酸盐岩储层物性较差，单井产能低，部分
气井井底积液严重，影响了气井产能的发挥。在常 规历史拟合过程中，往往通过调低外围储层物性达 到拟合井口压力的目的，从而误将井底积液引起的 压力损失归结于储层物性变差造成的损失，使模型 失真。 3． 常规拟合难以准确描述非均质气藏平面物性变化 特征
靖边下古生界碳酸盐岩气藏储层非均质性强， 物性变化快，建模直接得到模型参数场无法完全准 确反映气藏物性平面分布特征，常规历史拟合难以 准确确定储层物性参数的调整区域和取值范围。 4． 常规拟合难以准确描述非均质气藏垂向物性变化 特征
伍 勇等． 低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟合技术研究． 钻采工艺，2013，36（ 2） ： 52 － 54 摘 要： 数值模拟是气藏动态分析的重要手段，但对于靖边气田下古生界碳酸盐岩气藏，由于储层非均质性 强、井筒流动规律复杂，历史拟合多解性强，利用常规静态地质储量、井口压力、产量资料进行历史拟合难以准确确 定历史拟合调参数及其取值范围。在常规历史拟合基础上，开展气井单井动储量评价、井筒流动动态分析、压力恢 复试井及产气剖面分析，并将其研究结果用于指导数值模拟历史拟合，有效降低了历史拟合的多解性，为准确建立 低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟模型和开展气藏动态预测奠定了基础。 关键词： 气藏; 数值模拟; 历史拟合; 多解性; 动态预测
第 36 卷 第 2 期
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析、产气剖面分析，并将其研究结果用于指导历史拟 合调参参数选取和参数值确定，有效降低了历史拟 合的多解性。 1． 开展单井动储量评价，为准确标定数值模拟模型 储量提供依据
针对静态储量难以准确标定数值模拟储量的问 题，采用压降法、气井不稳定分析法、流动物质平衡 法等开展单井动储量评价，获得了气藏整体动储量， 准确反映了气藏实际控制地质储量。在此基础上， 将气藏整体动储量评价用于标定数值模拟模型储量 （ 图 1） ，为储量拟合的准确拟合奠定了基础。
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2． 开展井筒流动规律分析，准确确定压力损失原因 针对低渗气藏产能低，部分气井气筒积液，常规
历史拟合难以准确确定压力原因的困难，通过 Cullender － Smith 方法开展井筒流动规律分析［6］，并利 用该方法研究结果制作 VFP 表应用于数值模拟井 筒流动动态分析之中。靖边气田典型气井井筒流动 动态分析表明，部分气井理论计算井筒压降低于实 测井筒压 降，原 因 是 井 底 积 液 产 生 了 附 加 压 力 降 （ 图 2） 。因此，选择控制井筒流动动态关键是 VFPDP，而不是储层物性参数作为调 整 参 数 进 行 拟 合 （ 图 3） ，提高了模型准确性。 3． 应用压力恢复测试资料，准确表征气井平面非均 质性
针对碳酸盐岩气藏储层非均质性强，物性变化 快，常规拟合难以准确描述储层物性平面变化特征 的困难，根据气井压力恢复试井资料开展试井分析， 并将试井解释中储层物性、边界特征研究结果用于 指导模型参数调整范围选择和参数值大小控制中， 提高了模型的准确性。 × 井为靖边气田典型气井， 该井压力恢复资料解释成果表明该井具有外围变差 的径向复合地层特征［7 － 9］，流度比为 4． 82。根据该 研究成果，在历史拟合过程中调低该井外围储层物 性，达到了较好的拟合效果（ 图 4） 。
·52·
开采工艺
钻
采
工
艺
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
2013 年 2 月
Mar． 2013
低渗透碳酸盐岩气藏数值模拟精细历史拟合技术研究
伍 勇1，2 ，兰义飞1，2 ，蔡兴利1，2 ，刘志军1，2 ，张建国1，2 ，纪文娟1，2 ，张军祥2，3
( 1 长庆油田公司勘探开发研究院 2 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 3 长庆油田第四采气厂)
［6］ 陈元千． 现代油藏工程［M］． 北京： 石油工业出版社， 2001．
［7］ GAO Shu － sheng，QIAN Gen － bao，WANG Bin． Numerical simulation study of mechanism for gas supplying and draining in volcanic gas reservoir in Xinjiang based on dual media model［J］． Ｒock and Soil Mechanics，2011，01．
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
Vol． 36 No． 2 Mar． 2013
student of China University of Petroleum （ Beijing） ，being engaged in the research on SC － CO2 drilling technology．