壓降法在井間干擾氣井組中的應用研究

張曉斌 李文宏 范偉 劉蕾

1．中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710021;

2．低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安710021

壓降法在井間干擾氣井組中的應用研究

張曉斌1，2李文宏1，2范偉1，2劉蕾1，2

1．中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710021;

2．低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安710021

準確的動儲量計算值對氣田的開發(fā)具有重要意義。但在氣田開發(fā)中后期，氣井井間干擾普遍存在，傳統(tǒng)壓降法在計算氣井動儲量時僅把單井壓力測試資料及因其他原因關(guān)井時間較長的壓力資料作為依據(jù)，導致計算結(jié)果出現(xiàn)很大偏差。為解決這一難題，首先引入壓降跟蹤曲線，把單井生產(chǎn)資料應用到壓降曲線繪制過程中，降低了存在井間干擾氣井組單井傳統(tǒng)壓降法動儲量計算誤差，然后對傳統(tǒng)壓降法進行改進，采用以井間干擾的氣井組為計算對象的整體壓降法計算整個井組的動儲量，大大提高動儲量計算的準確性。選取鄂爾多斯盆地靖邊氣田山2儲層的兩口氣井對文章提出的方法進行驗證，證實了方法的可行性及可靠性。

井間干擾;氣井動儲量;壓降法;壓降跟蹤曲線

0 前言

氣井動儲量是氣田開發(fā)規(guī)模、穩(wěn)產(chǎn)時間、井網(wǎng)合理性及儲量動用情況評價等的重要依據(jù)，其計算的準確性直接影響到氣田開發(fā)方案的實施效果及氣藏的總體開發(fā)效果［1－5］。目前，常見動儲量的計算方法主要有壓降法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法、流動物質(zhì)平衡法、產(chǎn)量遞減法、產(chǎn)量累積法等［5－10］。其中，可靠程度最高、應用最廣的是壓降法。但是，在氣田開發(fā)中后期，氣井間干擾影響普遍存在，傳統(tǒng)壓降法在繪制壓降曲線時，僅把壓力測試資料及因其他原因關(guān)井時間較長的壓力資料作為依據(jù)。對于測壓資料少且生產(chǎn)狀況好的氣井，傳統(tǒng)壓降曲線繪制時可參考的地層擬壓力點較少，多認為其壓降曲線為直線型，無法反應因井間干擾因素造成的曲線偏轉(zhuǎn)，即無法反應其動儲量的變化情況，使得動儲量計算結(jié)果出現(xiàn)較大偏差［11－20］，而且由于井間干擾的存在，井間干擾氣井組單井動儲量計算往往存在儲量的疊加，計算不準確。

為了使井間干擾氣井組動儲量計算結(jié)果更加準確，本文引入該井的壓降跟蹤曲線，采用氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)中油壓、套壓的變化來反應地層壓力的變化，以解決測壓資料有限的氣井傳統(tǒng)壓降法無法準確反應單井氣井壓降曲線偏轉(zhuǎn)趨勢的問題，從而判斷井間干擾的存在，并在應用中對傳統(tǒng)壓降法進行改進，對已產(chǎn)生井間干擾的氣井組采用整體法計算，以解決井間干擾造成的動儲量計算結(jié)果偏大問題，提高動儲量計算的準確性。

1 理論依據(jù)及計算過程

1.1壓降曲線偏轉(zhuǎn)判斷

對于氣田開發(fā)后期生產(chǎn)時間較長且生產(chǎn)狀況良好，但壓力測試資料有限的氣井(只有3個或3個以下測壓點的氣井)，引入該井的壓降跟蹤曲線，利用氣井生產(chǎn)資料繪制壓降曲線，判斷壓降曲線偏轉(zhuǎn)。

根據(jù)Cullendet-Smith方法計算井底流壓與井口壓力的關(guān)系:

式中:pwf為井底流動壓力，MPa;pwh為井口流動壓力，MPa;f為天然氣管流摩擦系數(shù)，無綱量;qg為氣井產(chǎn)氣量，104m3/d;L為從氣井井口到產(chǎn)層中部的深度，m;d為油管或套管內(nèi)徑，m;ˉT為井筒氣柱平均溫度，℃;ˉZ為井筒氣柱平均偏差系數(shù)，無量綱;γg為氣體相對密度，無量綱。

根據(jù)產(chǎn)能二項式計算地層壓力與井底流壓的關(guān)系:

式中:pR為地層壓力，MPa;qg為氣井產(chǎn)氣量，104m3/d; A、B為產(chǎn)能方程系數(shù)，無量綱。

利用上述方法計算的地層壓力，繪制地層擬壓力與累計產(chǎn)氣量的關(guān)系曲線(即壓降跟蹤曲線)，則可查看壓降曲線偏轉(zhuǎn)情況。

1.2 井間干擾氣井組動儲量計算

對于因井間干擾造成壓降跟蹤曲線偏轉(zhuǎn)的氣井，把互相干擾的氣井組作為一個相對封閉的壓力系統(tǒng)，用整體壓降法計算井組整體動儲量。

對于定容、封閉、消耗式氣藏，在開采過程中沒有水驅(qū)作用，同時氣藏壓力下降所引起的束縛水膨脹和孔隙體積的減小量也極其小，可以忽略不計，則地層壓力與天然氣儲量關(guān)系:

式中:p為某時刻地層壓力，MPa;Z為對應于地層壓力p的氣體壓縮因子，無量綱;pi為原始地層壓力，MPa;Zi為原始狀態(tài)下的壓縮因子，無量綱;GP為累計采出氣量，108m3;G為動儲量，108m3。

對于一個相對封閉的壓力系統(tǒng)，本文在計算式(3)中地層壓力時，采用累計產(chǎn)量加權(quán)平均的計算方法:

式中:pm為m井地層壓力，MPa;qm為m井累計產(chǎn)氣量，108m3。

1.3 計算過程

1)根據(jù)氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)中的油、套壓數(shù)據(jù)通過Cullendet-Smith方法計算井底流壓;

2)通過產(chǎn)能二項式計算地層壓力，繪制單井的地層擬壓力與累計產(chǎn)氣量關(guān)系曲線(即壓降跟蹤曲線)，分析曲線偏轉(zhuǎn)趨勢;

3)對壓降跟蹤曲線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的氣井，分析其發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因，如果是由于井間干擾而產(chǎn)生的壓降曲線偏轉(zhuǎn)，則把互相干擾的氣井井組作為一個相對封閉的壓力系統(tǒng)，利用整體壓降法計算井組的動儲量。

2 現(xiàn)場應用

2.1 壓降曲線偏轉(zhuǎn)判斷

以上古生界山2儲層生產(chǎn)狀況良好的A、B氣井為例，兩井的傳統(tǒng)壓降曲線見圖1～2。

圖1 A井壓降曲線圖

圖2 B井壓降曲線圖

由圖1～2可知，由于A、B井的測壓資料及因其他原因關(guān)井時間較長的壓力資料有限，其傳統(tǒng)壓降曲線均為直線型，未出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。利用氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算單井地層壓力，分別繪制兩井的壓降跟蹤曲線，見圖3～4。

由圖3～4可知，A、B井的壓降跟蹤曲線均出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，而傳統(tǒng)壓降曲線均為直線型。故本文引入的壓降跟蹤曲線更能反應氣井生產(chǎn)過程中井間干擾、外圍儲層供氣等因素的影響，即更能反映動儲量的變化情況。

圖3 A井壓降跟蹤曲線圖

圖4 B井壓降跟蹤曲線圖

2.2 井間干擾氣井組動儲量計算

由圖3～4可知，A井壓降跟蹤曲線為下偏型，B井壓降跟蹤曲線為上翹型，兩壓降曲線呈互補的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，且兩壓降跟蹤曲線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的日期相近。加之，A、B兩井的生產(chǎn)層位同為上古生界山2儲層，且兩井的井距小于兩井泄流半徑之和。分析認為，A井與B井間存在井間干擾現(xiàn)象。

綜合分析A、B兩井與鄰井的連通情況后認為可把該兩井作為一個壓力系統(tǒng)相對獨立的井組，用整體壓降法計算井組動儲量，計算結(jié)果見圖5。

圖5 井間干擾井組動儲量計算曲線

若對A、B井分別應用傳統(tǒng)壓降法計算其動儲量，則兩井動儲量的和為7.71×108m3。若A、B兩井使用本文介紹的方法計算動儲量，則兩井動儲量的和為6.87×108m3，較單井壓降法累加計算值降低了0.84×108m3，說明對于井間干擾的氣井傳統(tǒng)壓降法計算的總動儲量值偏大。對比其他動儲量評價方法的計算結(jié)果，本文提出的動儲量計算方法的計算結(jié)果更加符合實際。

3 結(jié)論與認識

1)對于生產(chǎn)時間較長，壓力測試資料有限的氣井，通過氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理后繪制的壓降跟蹤曲線，能真實地反應壓降曲線的偏轉(zhuǎn)情況。

2)對壓力系統(tǒng)相對獨立的井間干擾氣井組，通過累產(chǎn)加權(quán)平均的整體壓降法計算井組動儲量，使得動儲量計算結(jié)果更加準確。

3)選取上古生界山2儲層的氣井對本文提出的方法進行了驗證，證實了方法的可行性及可靠性。

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10.3969/j．issn．1006－5539.2016.06.011

2016－06－25

張曉斌(1987－)，女，山東濰坊人，工程師，碩士，主要從事油田化學及提高采收率方面的研究。