頁巖氣井產(chǎn)能表征方法研究

劉 華，王衛(wèi)紅 ，王妍妍，谷紅陶，金冰垚

（1.頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)國家重點實驗室，北京100083；2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；3.中國石化華東油氣分公司南川頁巖氣項目部，重慶408400；4.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

常規(guī)氣藏氣井的產(chǎn)能主要用無阻流量作為衡量指標(biāo)，以產(chǎn)能試井理論為基礎(chǔ)，通過試氣、試采資料確定氣井產(chǎn)能方程和無阻流量，評價氣井生產(chǎn)能力。

我國頁巖氣資源豐富[1]。頁巖氣地質(zhì)特征、滲流機理不同于常規(guī)氣藏，頁巖儲集空間復(fù)雜，賦存方式獨特，基質(zhì)滲透率特低，傳質(zhì)方式多樣，水平井體積壓裂改造是其主要開發(fā)技術(shù)，開發(fā)過程中存在吸附氣解吸、擴散現(xiàn)象。

中國石化涪陵焦石壩龍馬溪組頁巖氣成功商業(yè)開發(fā)以來，開發(fā)人員一直在討論不同生產(chǎn)階段頁巖氣井的產(chǎn)能應(yīng)該用什么指標(biāo)表征和衡量。結(jié)合中國石化涪陵、川南及常壓頁巖氣大量的氣藏工程開發(fā)實踐，總結(jié)提出在不同的開發(fā)階段可以采用不同的指標(biāo)表征頁巖氣井的產(chǎn)能，認(rèn)為可以用無阻流量、產(chǎn)氣量和可采儲量3類指標(biāo)表征頁巖氣井產(chǎn)能。具體如下：

1）無阻流量：結(jié)合涪陵實際試氣資料，建立了涪陵龍馬溪組頁巖氣井試氣初期“一點法”，α系數(shù)值為0.25，評價結(jié)果主要反映頁巖氣井壓裂改造裂縫系統(tǒng)的初始產(chǎn)能，該方法在其他區(qū)塊應(yīng)用時要注意方法的適用性；針對多工作制度的產(chǎn)能測試，多流量法評價地層壓力值與實測值吻合度高，該方法在涪陵具有較好的適應(yīng)性；對于進入擬穩(wěn)態(tài)階段的頁巖氣水平井，可以采用建立的二項式方程確定氣井無阻流量，該方法要求流動進入擬穩(wěn)態(tài)階段，對物性較差的頁巖氣井實用性不強。

2）可采儲量：在頁巖氣井進入遞減階段之前，更適合用頁巖氣壓裂水平井非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能評價方法預(yù)測頁巖氣井產(chǎn)能。目前國內(nèi)外學(xué)者建立了相關(guān)產(chǎn)能預(yù)測模型，在應(yīng)用過程中要密切注意方法的假設(shè)條件，同時需要考慮壓裂液返排和裂縫閉合對產(chǎn)能預(yù)測的影響；進入遞減階段后，國內(nèi)外廣泛采用經(jīng)驗遞減分析方法預(yù)測頁巖氣井的可采儲量，應(yīng)用過程中要綜合考慮不同區(qū)塊頁巖氣井的實際地質(zhì)條件和方法的適用條件，優(yōu)選出適合該區(qū)塊的經(jīng)驗遞減分析方法。經(jīng)驗遞減分析方法下步需要考慮產(chǎn)液量大對產(chǎn)能預(yù)測帶來的影響。

3）產(chǎn)氣量：在同一區(qū)塊，頁巖氣地質(zhì)條件相近，試氣階段可以初步采用相同油嘴下的工作制度表征頁巖氣井產(chǎn)能，在應(yīng)用過程中要密切關(guān)注壓力和產(chǎn)液量，在不同區(qū)塊應(yīng)結(jié)合地質(zhì)和開發(fā)實際優(yōu)選油嘴。

上述研究為不同生產(chǎn)階段頁巖氣井的產(chǎn)能表征提供了有效方法，也為頁巖氣井生產(chǎn)動態(tài)分析及開發(fā)技術(shù)政策制定提供了技術(shù)支撐。

1 用無阻流量表征頁巖氣井產(chǎn)能

目前中國石化在國內(nèi)已開發(fā)頁巖氣田主要包括涪陵海相高壓頁巖氣田及彭水常壓頁巖氣田，開發(fā)初期儲層地層壓力大于30 MPa，而實驗結(jié)果表明該區(qū)龍馬溪組儲層條件下的蘭氏壓力為6～7 MPa[2-3]。由于地層壓力遠(yuǎn)高于蘭氏壓力，試氣階段吸附氣解吸量非常小，因此試氣階段暫不考慮吸附氣解吸的影響，可以采用常規(guī)氣藏評價氣井產(chǎn)能的方法——用無阻流量表征頁巖氣井的產(chǎn)能。根據(jù)目前涪陵海相頁巖氣試氣資料相對豐富的特點，針對涪陵主體區(qū)的多工作制度測試資料，可以采用多流量法評價氣井產(chǎn)能，建立了涪陵龍馬溪組主體區(qū)頁巖氣井試氣初期“一點法”經(jīng)驗公式。

1.1 多流量法

頁巖儲層滲透率極低，生產(chǎn)過程中關(guān)井次數(shù)少，頁巖儲層的原始地層壓力難以獲取。若頁巖氣井在系統(tǒng)測試時沒有測得地層壓力，采用“多流量法”開展產(chǎn)能評價，可以同時計算目前地層壓力和無阻流量。

“多流量法”要求氣井正常生產(chǎn)過程中，至少改變3次工作制度（產(chǎn)量由小到大），每個工作制度生產(chǎn)至穩(wěn)定狀態(tài)。利用至少3組對應(yīng)穩(wěn)定的產(chǎn)量、井底流壓，聯(lián)立求解方程組，得到當(dāng)前的地層壓力和無阻流量。

結(jié)合涪陵龍馬溪組頁巖氣井實際產(chǎn)能測試資料，優(yōu)選產(chǎn)能測試資料品質(zhì)相對較好的頁巖氣井開展“多流量法”評價。為了驗證“多流量法”評價地層壓力的準(zhǔn)確性，優(yōu)選在產(chǎn)能測試前剛剛開展靜壓測試的8口頁巖氣井，對比多流量法計算的地層壓力與實測壓力，可以看出通過產(chǎn)能測試資料計算的地層壓力與實測壓力高度吻合（圖1）。從圖1中可以看出，B井地層壓力的計算誤差最大，約7.1%。分析原因主要是由于測靜壓后1個月才開展多流量測試，氣井生產(chǎn)導(dǎo)致地層壓力降低。其余頁巖氣井地層壓力的計算值與預(yù)測值誤差為0.8%～4.1%，平均誤差僅2.3%。根據(jù)計算的地層壓力,評價8口井的無阻流量為（35～68）×104m3/d，平均值為41.5×104m3/d。

圖1 涪陵頁巖氣井計算地層壓力與實測地層壓力Fig.1 Comparisons between calculated formation pressure and measured formation pressure of shale gas wells in Fuling

涪陵龍馬溪組實際應(yīng)用表明，采用該方法可以同時評價地層壓力和氣井無阻流量，評價地層壓力值與實測值吻合度非常好，表明該方法在涪陵主體區(qū)具有較好的適應(yīng)性。

1.2 二項式法

當(dāng)氣井生產(chǎn)達(dá)到SRV擬穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)階段，考慮地層向裂縫的變質(zhì)量流和主裂縫內(nèi)高速非達(dá)西效應(yīng)，通過疊加原理建立了頁巖氣多段壓裂水平井?dāng)M穩(wěn)態(tài)階段產(chǎn)能方程[4]，并以此為理論依據(jù)可以開展氣井多工作制度的產(chǎn)能評價。頁巖氣多段壓裂水平井?dāng)M穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能方程為：

頁巖氣壓裂水平井在擬穩(wěn)態(tài)（SRV整體泄壓）流動階段產(chǎn)能方程仍然滿足二項式形式，只是產(chǎn)能方程系數(shù)A、B計算公式不一樣。如果已知地層壓力，仍然可以按照常規(guī)二項式形式評價頁巖氣井產(chǎn)能，該方法在投產(chǎn)初期評價的無阻流量主要反映裂縫系統(tǒng)的初始產(chǎn)能。頁巖儲層物性差、滲透率低，氣井在投產(chǎn)早期存在壓裂液返排，二項式產(chǎn)能曲線容易倒轉(zhuǎn)。對于地層壓力取值偏小或由于積液造成井底流壓偏小造成二項式曲線凹向壓差軸的情況，此時可對二項式采用C值校正法進行產(chǎn)能評價。

針對涪陵一期主體區(qū)，早期試氣井中約25%可以采用二項式法進行評價，二項式評價的頁巖氣井無阻流量為（15～165）×104m3/d。

結(jié)合南川區(qū)塊早期3個工作制度以上的試氣資料（15口井），試氣資料狀況表明工作制度主要從大到小，每個制度主要測試4～8 h，最短試氣時間僅2 h，均未實測井底流壓，多數(shù)井沒有實測原始地層壓力。測試時返排率差異較大，返排率1.45%～13.68%，其中11口井返排率小于5%。針對上述3個制度以上的試氣井采用二項式產(chǎn)能評價方法，均出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)。初步分析有以下原因：測試產(chǎn)量采用由大到小的遞減序列且測試時間偏短；產(chǎn)液量計量不準(zhǔn)或井底存在積液情況。

1.3 一點法

常規(guī)氣藏“一點法”公式適用的條件主要包括：①測試壓力點必須達(dá)到穩(wěn)定；②地層流體為單相，對于僅有1～2個工作制度的測試井，或者二項式曲線倒轉(zhuǎn)的氣井，可以優(yōu)選單點測試數(shù)據(jù)，通過“一點法”確定氣井測試段的無阻流量。

結(jié)合涪陵龍馬溪組頁巖氣田早期實際測試資料，優(yōu)選開展產(chǎn)能系統(tǒng)測試且資料品質(zhì)好的5口頁巖氣井，采用二項式進行產(chǎn)能評價，根據(jù)評價結(jié)果初步建立涪陵主體區(qū)“一點法”的產(chǎn)能評價系數(shù)值（表1）。可以看出，涪陵頁巖氣田“一點法”和陳元千“一點法”的α系數(shù)值相等，α=0.25，則無阻流量經(jīng)驗公式為：

式中：pD為無因次壓力qAOF為測試段無阻流量，104m3/d；pR為平均地層壓力，MPa；pwf為井底流動壓力，MPa；qg為氣井產(chǎn)量，104m3/d。

表1 涪陵地區(qū)頁巖氣井“一點法”系數(shù)對比Table1 Comparison of"one point method"coefficient of shale gas wells in Fuling

在“一點法”產(chǎn)能評價過程中，需要選取生產(chǎn)時間較長、相對穩(wěn)定、液量較少的工作制度進行評價，結(jié)果更具有代表性。該系數(shù)值有待于通過更多該區(qū)域的實際產(chǎn)能測試井進行驗證。

結(jié)合涪陵地區(qū)頁巖氣井試氣資料現(xiàn)狀，針對試氣多制度中的每個工作制度均用“一點法”進行評價，同時針對多工作制度采用二項式進行評價，評價結(jié)果優(yōu)先選用二項式評價結(jié)果；針對二項式出現(xiàn)異常的情況，則選用“一點法”，選取生產(chǎn)時間相對較長、產(chǎn)水量少的“一點法”評價結(jié)果。

2 用可采儲量表征頁巖氣井產(chǎn)能

由于頁巖氣井試氣階段的產(chǎn)能僅反映壓裂改造裂縫系統(tǒng)的產(chǎn)能，沒有反映吸附氣解吸及改造區(qū)外圍補給等頁巖氣的特點。頁巖氣開發(fā)實踐表明，開發(fā)過程中應(yīng)更多選用可采儲量表征頁巖氣井的產(chǎn)能。

2.1 非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測方法

頁巖儲層基質(zhì)滲透率極低，氣井生產(chǎn)過程中非穩(wěn)定流動階段持續(xù)時間長，因而非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能變化規(guī)律更能代表頁巖氣井實際生產(chǎn)能力，因此，頁巖氣井需更多利用非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能預(yù)測方法評價頁巖氣井產(chǎn)能。

目前，國內(nèi)外針對頁巖氣多段壓裂水平井產(chǎn)能評價和預(yù)測的解析方法大致可以劃分為裂縫等效法、三線性流法、雙孔線性流法和五線性流法[5-10]。上述方法基本原理如下：考慮頁巖氣解吸和擴散效應(yīng)，在頁巖氣雙孔滲流綜合微分方程的基礎(chǔ)上，根據(jù)頁巖氣多段壓裂水平井滲流場流線具有長期非穩(wěn)態(tài)線性流動特點，將壓裂水平井簡化為三區(qū)或五區(qū)線性流滲流物理模型，建立頁巖氣多段壓裂水平井非穩(wěn)態(tài)滲流及產(chǎn)能模型，通過拉普拉斯變換對模型進行求解，得到氣井在定產(chǎn)及定壓生產(chǎn)時的氣井產(chǎn)量和井底流壓隨時間變化的解析解。

對于五線性流模型，考慮井底氣流匯聚影響的氣井井底無因次擬壓力為：

考慮井底氣流匯聚影響的氣井井底無因次流量為：

利用上述模型，當(dāng)已知地質(zhì)和壓裂參數(shù)后，可以直接預(yù)測氣井產(chǎn)量和壓力變化；也可以根據(jù)生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)，反求未知地質(zhì)及壓裂參數(shù)，預(yù)測氣井產(chǎn)量變化。這種方法評價產(chǎn)能不僅需要有氣井的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，而且需要有較準(zhǔn)確的井底壓力數(shù)據(jù)，并且氣井產(chǎn)量和壓力波動不大。

以平橋南區(qū)焦頁AA井為例說明頁巖氣井產(chǎn)能預(yù)測流程：根據(jù)氣井生產(chǎn)動態(tài)資料計算單井動態(tài)儲量，進而反算SRV改造區(qū)大小，用此值約束氣井生產(chǎn)歷史擬合降低多解性，最終得到該井的儲層及壓裂改造參數(shù)，并基于擬合參數(shù)預(yù)測氣井的可采儲量。焦頁AA井的生產(chǎn)歷史擬合見圖2，焦頁AA井生產(chǎn)歷史擬合基礎(chǔ)上的生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測見圖3，預(yù)測結(jié)果顯示焦頁AA井30年末累產(chǎn)氣量0.76×108m3。

圖2 焦頁AA井生產(chǎn)歷史擬合情況Fig.2 Fitting situation of production history of well-Jiaoye-AA

圖3 焦頁AA井生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測Fig.3 Production index prediction of well-Jiaoye-AA

利用該方法對平橋南區(qū)試采時間比較長的氣井開展生產(chǎn)歷史擬合，壓裂改造參數(shù)解釋結(jié)果顯示平橋南區(qū)頁巖氣井壓裂裂縫半長40～90 m，裂縫導(dǎo)流能力為（0.14～ 1.37）×10-3μm2·m，改造區(qū)天然裂縫滲透率為（0.005 ～ 0.029）×10-3μm2。

頁巖氣多段壓裂水平井生產(chǎn)過程中，壓力傳播慢，不穩(wěn)定線性流動期長，壓裂參數(shù)（有效裂縫條數(shù)、裂縫半長）難確定，該分析方法存在多解性，需結(jié)合多種不同途徑確定模型參數(shù)，盡量降低擬合不確定性。

2.2 經(jīng)驗遞減法

經(jīng)驗遞減分析方法不需要大量的地質(zhì)和工程參數(shù)，應(yīng)用簡單方便，常用來分析氣井產(chǎn)量遞減。國外頁巖氣（包括致密氣）井產(chǎn)量遞減分析方法主要包括改進的Arps雙曲遞減法、冪律指數(shù)遞減法、擴展指數(shù)遞減法和Duong遞減法等。

改進的Arps方法適用于定壓降產(chǎn)階段，氣井生產(chǎn)完全進入邊界控制時的產(chǎn)量遞減分析，擬合的b隨時間逐步減小，該方法中的最低遞減率Dmin需要相對長期的生產(chǎn)數(shù)據(jù)才能確定（或者同一區(qū)塊其他老井來確定）。從北美頁巖氣田的應(yīng)用情況看，總體上改進的Arps模型預(yù)測結(jié)果偏樂觀。

冪律指數(shù)遞減法[11-14]能夠根據(jù)早、中期不穩(wěn)定流階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行產(chǎn)量擬合和遞減預(yù)測，快速確定氣井可采儲量的上、下限值。隨著開發(fā)時間的延長，該方法預(yù)測的結(jié)果比Arps方法更為可靠。

擴展指數(shù)遞減方法（SEPD）[15]用于預(yù)測致密氣和頁巖氣井產(chǎn)量遞減分析，與Arps遞減分析相比，該方法有如下優(yōu)勢：①預(yù)測的產(chǎn)量或可采儲量（EUR）是有范圍限制的；②可以不依賴擬合前的數(shù)據(jù)預(yù)處理（如異常數(shù)據(jù)剔除）。由于涪陵頁巖氣田早期以定產(chǎn)生產(chǎn)為主，結(jié)合國內(nèi)頁巖氣井的生產(chǎn)實際，該方法對于國內(nèi)進入遞減且生產(chǎn)時間較長的頁巖氣井具有比較廣泛的應(yīng)用。

DUONG[16]根據(jù)裂縫延伸理論推導(dǎo)得到的產(chǎn)量模型。其分析流程為：①檢查校正生產(chǎn)數(shù)據(jù)；②確定系數(shù)a和m；③確定初始產(chǎn)量q1；④可采儲量預(yù)測。

總體上經(jīng)驗遞減分析法需要的參數(shù)少，但要求頁巖氣井定壓遞減生產(chǎn)半年以上。由于國內(nèi)外頁巖氣地質(zhì)條件、壓裂改造工藝和開采方式的差異，對于進入遞減生產(chǎn)時間較長的頁巖氣井，目前主要優(yōu)選擴展指數(shù)模型進行遞減分析，如川南某深層頁巖氣井采用該方法預(yù)測可采儲量為0.5×108m3。迫切需要在國外研究基礎(chǔ)上深化頁巖氣井產(chǎn)量遞減預(yù)測方法研究，生產(chǎn)初期階段需要深化定產(chǎn)變壓和變產(chǎn)變壓等工作方式下的產(chǎn)量遞減方法研究，形成一套簡單有效、適應(yīng)性強的頁巖氣井產(chǎn)能預(yù)測方法，為頁巖氣藏經(jīng)濟有效開發(fā)提供理論支撐。

2.3 數(shù)值模擬法

相比于生產(chǎn)動態(tài)分析，數(shù)值模擬方法可以考慮更復(fù)雜的儲層特征和流動機理，具有更精細(xì)、更接近頁巖氣藏真實特征的特點。基于精細(xì)地質(zhì)建模研究成果、Petrel建模結(jié)果及現(xiàn)有的生產(chǎn)歷史資料，建立頁巖氣井的數(shù)值模擬模型，對氣井進行生產(chǎn)歷史擬合，可以預(yù)測氣井的生產(chǎn)指標(biāo)。

基于川南AB井相關(guān)地質(zhì)和壓裂改造參數(shù)建立頁巖氣多段壓裂水平井?dāng)?shù)值模擬模型，裂縫網(wǎng)格周圍采用局部對數(shù)加密，根據(jù)實驗測試結(jié)果蘭氏體積、蘭氏壓力分別設(shè)置為3.3 m3/t、6.5 MPa，相滲曲線借鑒涪陵巖心測試數(shù)據(jù)。

結(jié)合壓裂施工情況建立不等長裂縫模型，裂縫半長分別為80 m、60 m、40 m，并將氣藏劃分為改造區(qū)及未改造區(qū)，基于模型對已有的壓力數(shù)據(jù)進行歷史擬合，歷史擬合結(jié)果見圖4。

圖4 川南AB井生產(chǎn)歷史擬合結(jié)果Fig.4 Fitting result of production history of well-AB in Southern Sichuan

在此基礎(chǔ)上假設(shè)氣井按5.5×104m3/d的配產(chǎn)進行生產(chǎn)，井口外輸壓力下降至2 MPa之后轉(zhuǎn)為定壓生產(chǎn)，預(yù)測該井30年末累產(chǎn)氣為0.81×108m3。

2.4 物質(zhì)平衡法

針對定容封閉頁巖氣藏，根據(jù)物質(zhì)平衡方程推算廢棄地層壓力條件下的技術(shù)可采儲量（圖5），方程如下：

式中：G為頁巖氣井動態(tài)總儲量，108m3；pi為初始地層壓力，MPa；pab為廢棄地層壓力，MPa；QEUR（p=pab）為廢棄地層壓力下的累計產(chǎn)氣量，即物質(zhì)平衡法計算的技術(shù)可采儲量，108m3；Z*為考慮吸附氣解吸等因素修正的偏差因子。

圖5 物質(zhì)平衡法評價頁巖氣井可采儲量Fig.5 Evaluating recoverable reserves of shale gas wells by material balance method

2.5 經(jīng)驗公式法

針對涪陵一期主體區(qū)的頁巖氣井，結(jié)合頁巖氣井生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測的可采儲量與12 mm油嘴的試氣產(chǎn)量，可以看出預(yù)測的可采儲量與12 mm油嘴初始試氣產(chǎn)量存在較好的線性關(guān)系（圖6）。從圖6可以看出初始產(chǎn)量越高，可采儲量也越高。根據(jù)此經(jīng)驗關(guān)系式，可以根據(jù)試氣產(chǎn)量直接預(yù)測頁巖氣井的可采儲量。

該關(guān)系式基于涪陵一期主體區(qū)，在川南深層頁巖氣井的適用性還需要進一步論證。

圖6 涪陵一期主體區(qū)可采儲量與12 mm油嘴試氣產(chǎn)量關(guān)系曲線Fig.6 Relation between recoverable reserves and gas test production of 12 mm nozzle in Phase I main area of Fuling

3 用產(chǎn)氣量表征頁巖氣井產(chǎn)能

在涪陵龍馬溪組頁巖氣井產(chǎn)能評價過程中發(fā)現(xiàn)，部分氣井評價的無阻流量值相同，但生產(chǎn)動態(tài)表現(xiàn)出非常大的差異（單位壓降下的累產(chǎn)氣量、可采儲量等）。結(jié)合頁巖氣井產(chǎn)能評價及生產(chǎn)動態(tài)經(jīng)驗，總結(jié)認(rèn)為在地質(zhì)和測試條件基本相同情況下，可以選取相同油嘴下的試氣產(chǎn)量表征氣井產(chǎn)能；對于放噴生產(chǎn)的頁巖氣井，可以采用試采初期的平均產(chǎn)量表征頁巖氣井產(chǎn)能。

3.1 試氣產(chǎn)量

涪陵龍馬溪組主體區(qū)頁巖氣井的實際試氣資料（表1、圖6）表明二項式產(chǎn)能評價結(jié)果與選取12 mm油嘴工作制度的評價結(jié)果非常接近（誤差3.9%）。

涪陵主體區(qū)早期的試氣資料表明：試氣總時間主要為10～40 h（圖7），試氣時各井排液時間見圖8，總體上壓裂液返排率低，其有32口井的返排率低于2%，僅焦頁DD井的返排率超過10%?？傮w上，由于涪陵主體區(qū)主要采用6 mm、8 mm和12 mm三個油嘴試氣，試氣工作制度的測試時間相對穩(wěn)定，試氣時返排液量很小，可以考慮選用12 mm油嘴的試氣產(chǎn)量表征頁巖氣井的產(chǎn)能。結(jié)果表明，采用12 mm油嘴試氣時主體區(qū)平均產(chǎn)量最高，東部次之，西南部明顯偏低，與地質(zhì)認(rèn)識一致，表明該指標(biāo)可以作為涪陵一期主體區(qū)頁巖氣井產(chǎn)能的表征指標(biāo)之一。

圖7 涪陵主體區(qū)試氣時間Fig.7 Gas testing time of main areas in Fuling

圖8 涪陵主體區(qū)試氣排液時間Fig.8 Liquid discharge time of main areas in Fuling

3.2 試采初期平均產(chǎn)量

目前中國石化涪陵以及威榮頁巖氣田，生產(chǎn)方式主要以先定產(chǎn)后定壓為主，即氣井存在一定時間的穩(wěn)產(chǎn)期，而國外及中國石油頁巖氣井主要采用放噴（限壓）模式生產(chǎn)，通過分析氣井生產(chǎn)動態(tài)和產(chǎn)量遞減規(guī)律，可建立氣井產(chǎn)能預(yù)測經(jīng)驗公式。該類型氣井可以采用試采初期的平均產(chǎn)量（月或年）表征頁巖氣井的產(chǎn)能。

以Haynesville為例，大多數(shù)頁巖氣井采用放噴方式投產(chǎn)，初期通過自噴排液實現(xiàn)降壓，見氣高峰一般為30～120 d以后，平均為60 d。不同的氣井初始產(chǎn)量規(guī)模差別較大，但單井產(chǎn)氣特征類似，均表現(xiàn)為初期產(chǎn)量高且遞減快、后期產(chǎn)量遞減慢的特征，氣井產(chǎn)水量變化特征與產(chǎn)氣量類似，早期產(chǎn)水高，之后快速下降。

通過分析該氣田氣井動態(tài)和產(chǎn)量遞減規(guī)律，可建立氣井產(chǎn)能預(yù)測經(jīng)驗公式。Haynesville頁巖氣井可采儲量（QEUR）與初始產(chǎn)量（第一個月平均產(chǎn)量）的相關(guān)性為0.69（圖9），二者的經(jīng)驗關(guān)系式分別為：

式中：qi為氣井第一個月產(chǎn)氣量，104m3/d。

圖9 可采儲量與初始產(chǎn)量關(guān)系曲線Fig.9 Relation between recoverable reserves and initial production

4 結(jié)論

1）提出針對不同開發(fā)階段頁巖氣井的產(chǎn)能可以用無阻流量、可采儲量和產(chǎn)氣量3類指標(biāo)進行表征。

2）用無阻流量表征頁巖氣井產(chǎn)能，建立了涪陵主體區(qū)“一點法”經(jīng)驗公式，α系數(shù)值為0.25；針對多工作制度的產(chǎn)能測試，多流量法在涪陵具有較好的適應(yīng)性。

3）用可采儲量表征頁巖氣井產(chǎn)能，在頁巖氣井進入遞減階段之前，可以選用頁巖氣壓裂水平井非穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能評價方法，下步需要考慮壓裂液返排和裂縫閉合對產(chǎn)能預(yù)測的影響；進入遞減階段后，可以采用經(jīng)驗遞減法預(yù)測頁巖氣井的可采儲量，下步需要考慮產(chǎn)液對產(chǎn)能預(yù)測帶來的影響。

4）對于定產(chǎn)生產(chǎn)的頁巖氣井，可以優(yōu)選相同油嘴下的試氣產(chǎn)量表征頁巖氣井產(chǎn)能，該方法在應(yīng)用過程中要關(guān)注壓力和產(chǎn)液量。