徐　森，朱玉雙，樊志強(qiáng)，劉鵬飛

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西 榆林 710200)

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榆林氣田南區(qū)增壓開采效果預(yù)測(cè)

徐森1，2，朱玉雙1，樊志強(qiáng)1，劉鵬飛1

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西 榆林 710200)

榆林氣田南區(qū)屬于“低滲、低壓、低豐度”氣田，已連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)11.3年，處于穩(wěn)產(chǎn)末期，目前地層壓力較低，井口油套壓6.5、7.5 MPa，冬季調(diào)峰應(yīng)急能力下降且有限，持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)難度大，需加設(shè)增壓機(jī)增壓加強(qiáng)氣井生產(chǎn)能力、延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期。應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析方法和數(shù)值模擬技術(shù)開展氣田穩(wěn)產(chǎn)能力評(píng)價(jià)，論證增壓時(shí)機(jī)和增壓方式，并運(yùn)用數(shù)值模擬預(yù)測(cè)最終增壓方案的增壓效果，研究表明氣田生產(chǎn)到2045年，增壓開采相比自然開采會(huì)增產(chǎn)56.22億 m3，采出程度提高6.56%。

榆林南區(qū)；增壓方式；增壓時(shí)機(jī)；增壓效果

榆林氣田南區(qū)采取“先定產(chǎn)降壓、后定壓降產(chǎn)”生產(chǎn)方式，目前處于“定產(chǎn)”生產(chǎn)的后期，部分氣井井口壓力接近地面系統(tǒng)集輸最低壓力，面臨降產(chǎn)，急需降低井口壓力以維持穩(wěn)產(chǎn)；并且受井口壓力限制，間歇生產(chǎn)井和氣井產(chǎn)水不斷增多。榆林南區(qū)急需增壓以降低井口壓力的制約，延長(zhǎng)氣井的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間[1～2]。

1　氣田開發(fā)和集輸工藝現(xiàn)狀

榆林氣田位于鄂爾多斯盆地東北部，陜西省榆林市境內(nèi)，是長(zhǎng)慶油田的最大氣田之一,是西氣東輸?shù)闹饕獨(dú)庠吹亍Ｓ芰帜蠀^(qū)氣藏類型復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)層物性條件差，氣井生產(chǎn)能力比較低。榆林氣田南區(qū)于2001年開始產(chǎn)能建設(shè)。隨著開發(fā)時(shí)間的增長(zhǎng),氣田內(nèi)部氣井壓力隨著開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，進(jìn)入開發(fā)中、后期，氣井壓力將不能滿足集輸管網(wǎng)對(duì)進(jìn)氣壓力的要求，制約低壓氣井的正常生產(chǎn)。因此集輸系統(tǒng)中增設(shè)壓縮機(jī),對(duì)低壓天然氣進(jìn)行增壓輸送,以延長(zhǎng)低壓氣井穩(wěn)產(chǎn)期、提高氣井采收率、保證氣田的經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)。

2　氣田增壓集輸方式優(yōu)選

氣井的最低生產(chǎn)壓力和生產(chǎn)制度,直接影響著增壓方式的選擇，同一個(gè)氣田采用的增壓方式不同，增壓時(shí)機(jī)也不同，增壓方式是整個(gè)低壓氣田地面集輸系統(tǒng)的二次改造的主要因素。調(diào)研國(guó)內(nèi)外采用的增壓開采方式主要有單井增壓、集氣站增壓、區(qū)域增壓以及集中增壓[3～8]。分別(表1)從技術(shù)工藝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)投資、管理難度、外協(xié)處理等方面對(duì)上述種增壓集輸模式進(jìn)行了對(duì)比分析。

通過多種增壓方式的對(duì)比，依據(jù)氣田目前集輸管網(wǎng)、開發(fā)現(xiàn)狀、外協(xié)難度、管理難度，優(yōu)選集氣站增壓，并采取“增壓降產(chǎn)”方式，以適應(yīng)榆林氣田目前的非均衡開采現(xiàn)狀，最大限度發(fā)揮氣井生產(chǎn)能力。

3　氣藏?cái)?shù)值模型的建立

利用ECLIPSE數(shù)模軟件建立了單孔介質(zhì)的三維兩相的黑油數(shù)值模型，平面網(wǎng)格尺寸為100 m×100 m，縱向上依據(jù)儲(chǔ)層厚度劃分為3個(gè)模擬層。通過歷史擬合修正所建立的模型，使模型更接近真實(shí)的氣藏，滿足數(shù)模的要求。兩口單井典型井生產(chǎn)歷史擬合結(jié)果，單井?dāng)M合精度高，說明所建立的模型能反映實(shí)際氣藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，可靠程度高，能進(jìn)行下一步的方案預(yù)測(cè)。

表1　不同增壓方式優(yōu)缺點(diǎn)分析

4　增壓時(shí)機(jī)的確定

4.1單井增壓時(shí)機(jī)預(yù)測(cè)

榆林南區(qū)單井到集氣站采用福射狀集輸系統(tǒng)流程，單井井口壓力低于集氣站集輸系統(tǒng)壓力時(shí)，無法保障正常生產(chǎn)，單井井口壓力降低到最低外輸壓力的時(shí)間點(diǎn)成為增壓設(shè)計(jì)的參考要點(diǎn)，氣井穩(wěn)產(chǎn)期末便是氣井的理論增壓時(shí)機(jī)。運(yùn)用壓降速率折算法、灰色預(yù)測(cè)法、產(chǎn)量不穩(wěn)定法、數(shù)值模擬方法等預(yù)測(cè)氣井的自然穩(wěn)產(chǎn)期，并綜合各個(gè)方法確定單井的穩(wěn)產(chǎn)期，完成對(duì)榆林氣田171口單井的穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)。

通過預(yù)測(cè)，榆A站穩(wěn)產(chǎn)期在2016年7月-2017年2月之間，平均穩(wěn)產(chǎn)期2016年10月(表2)。同理，對(duì)其它集氣站所轄氣井依次進(jìn)行穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)。

表2　榆A站單井穩(wěn)產(chǎn)期預(yù)測(cè)表

圖1　集氣站單井配產(chǎn)調(diào)整預(yù)測(cè)圖

井號(hào)目前調(diào)整前調(diào)整后油壓Mpa套壓Mpa單井配產(chǎn)104m3/d單井穩(wěn)產(chǎn)期單井配產(chǎn)104m3/d單井穩(wěn)產(chǎn)期19.29.322017.92.52017.426.89.722017.1132017.4…………………187.88.312016.80.82017.5197.58.112016.40.52017.4平均/合計(jì)7.2/8.5//135/135

4.2集氣站增壓時(shí)機(jī)預(yù)測(cè)

由于集氣站單元內(nèi)各單井生產(chǎn)能力、生產(chǎn)史存在差異，導(dǎo)致各單井的井口壓力、穩(wěn)產(chǎn)期末時(shí)間點(diǎn)存在差異，也就是各單井增壓時(shí)機(jī)不同。通過單井配產(chǎn)調(diào)整，單井配產(chǎn)偏高的調(diào)低點(diǎn)，單井偏低的調(diào)高點(diǎn)，使得同一集氣站內(nèi)單井的穩(wěn)產(chǎn)期末時(shí)間點(diǎn)趨于一致，優(yōu)化集氣站增壓模式。如榆J站，通過站內(nèi)19口井配產(chǎn)調(diào)整(表3)，反映到數(shù)模結(jié)果如圖1所示，預(yù)測(cè)穩(wěn)產(chǎn)期基本都在2017年4、5月。

圖2　增壓站部署示意圖

站點(diǎn)增壓時(shí)機(jī)增壓批次備注榆B站榆A站榆C站榆H站榆D站榆F站榆J站榆I站榆G站榆K站榆E站榆L站20162017201811月11月12月1月1月3月4月4月6月10月12月4月13245井網(wǎng)相對(duì)完善、儲(chǔ)量動(dòng)用程度高、井口壓力低、產(chǎn)量遞減明顯加密調(diào)整可實(shí)施下古加密井(兼顧上古)可加密、擴(kuò)邊調(diào)整富水區(qū)可實(shí)施下古加密井(兼顧上古)富水區(qū)

5　集氣站增壓方案的確定

依據(jù)榆林南區(qū)地面開采現(xiàn)狀，結(jié)合前面數(shù)值模擬預(yù)測(cè)集氣站增壓時(shí)機(jī)，確定最終的增壓順序(表4)，以“整體規(guī)劃，分期實(shí)施”的原則,部署增壓?jiǎn)卧こ?。首先建議上第1、2批次增壓站(圖2)，第3、4、5批次集氣站繼續(xù)優(yōu)選未動(dòng)用儲(chǔ)層有利區(qū)，開展加密調(diào)整、滾動(dòng)擴(kuò)邊等開發(fā)調(diào)整措施研究，延長(zhǎng)集氣站自然穩(wěn)產(chǎn)期，后期再實(shí)施氣田增壓開采，以延緩增壓的時(shí)機(jī)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

圖3　不同井口壓力下增壓穩(wěn)產(chǎn)延長(zhǎng)時(shí)間及累產(chǎn)增量圖

6　增壓開采效果分析

利用數(shù)值模擬，設(shè)計(jì)20億m3/a的井口壓力4.86 Mpa的自然穩(wěn)產(chǎn)方案和增壓井口壓力分別為4、3、2.5、2、1.5、1、0.5 Mpa的增壓方案進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測(cè)。針對(duì)不同井口壓力下穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間、穩(wěn)產(chǎn)期末產(chǎn)氣量進(jìn)行指標(biāo)對(duì)比(圖3)，當(dāng)井口壓力為2 MPa時(shí)，增壓穩(wěn)產(chǎn)累計(jì)增量幅度相對(duì)較小，因此初步優(yōu)選榆林南區(qū)增壓井口壓力為2.0 MPa。

預(yù)測(cè)增壓井口壓力2.0 MPa條件下(表5，圖4)，30年末累積采氣量610.32×108m3，采出程度達(dá)71.2%，相比較不增壓情況下，增產(chǎn)56.22×108m3，采出程度提高6.56%。

圖4　榆林南區(qū)20億規(guī)模不同井口壓力下預(yù)測(cè)曲線圖

7　結(jié)語

(1)通過多種方法對(duì)單井、集氣站、氣田進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)自然穩(wěn)產(chǎn)期在2016年10月-2017年2月。

(2)通過多種增壓方式對(duì)比，依據(jù)氣田目前集輸管網(wǎng)、開發(fā)現(xiàn)狀、外協(xié)難度、管理難度，優(yōu)選集氣站增壓，并采取“增壓降產(chǎn)”方式。

(3)井網(wǎng)相對(duì)完善、儲(chǔ)量動(dòng)用程度高、產(chǎn)量遞減明顯的榆A、榆B、榆C站可考慮第一批次增壓，榆I、榆G可考慮第二批次增壓；其余區(qū)塊在開展氣田開發(fā)調(diào)整措施之后再進(jìn)行陸續(xù)增壓。

(4)預(yù)測(cè)增壓井口壓力2.0 MPa條件下，采出程度達(dá)71.2%，相比不增壓會(huì)增產(chǎn)56.22×108m3，采出程度提高6.56%。

(5)建議在目前氣田開發(fā)基礎(chǔ)上，優(yōu)選未動(dòng)用儲(chǔ)層有利區(qū)，開展加密調(diào)整、滾動(dòng)擴(kuò)邊等開發(fā)調(diào)整措施研究，延長(zhǎng)自然穩(wěn)產(chǎn)期，后期再實(shí)施氣田增壓開采。

表5　林南區(qū)20億規(guī)模不同井口壓力下開發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)

[1]劉爭(zhēng)芬．大牛地“低壓、低產(chǎn)、低滲透”氣田增壓集輸模式[J]．天然氣工業(yè).2011,31(10) : 86-88．

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2016-03-04

徐森(1963-)，男，山東臨邑人，在讀博士研究生，主攻方向：油氣開發(fā)。

TE155

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1004-1184(2016)04-0254-03