致密砂岩气藏产量分段递减规律特征

李小雪 黄小亮 陈海涌 周 科 金大权 王鹏鲲

重庆科技学院

0 引言

气田或区块产量递减率是气田开发工作者普遍关注的重要问题之一，也是油气藏工程学科经常性的研究课题[1-3]。致密砂岩气藏地质条件复杂，储层物性差，非均质性强，具有明显的低孔隙度、低渗透、低产量、低丰度等特点[4-5]，后期供给能量速度慢，因此表现为气井初期产量高递减快、后期产量递减缓慢、气藏的递减率并不是恒定[6]，另外，致密砂岩气藏部分气井的产量波动大、生产数据较为分散，故而研究致密砂岩气藏的递减规律相比于常规气藏更加复杂。目前关于低渗透气藏的产量递减规律研究已有较多的研究方法，主要包括传统产量递减分析方法和现代产量递减分析方法。传统递减分析法主要是基于Arps方程式，它是对历史数据的曲线拟合，进而对产量进行预测的一个相关经验公式[7]。它的优点是方法简单快速，不需要压力数据或油气藏参数，在矿场上应用比较广泛；缺点是Arps递减曲线只能运用于分析边界确定的已达到稳定流动的数据[8]。现代产量递减分析方法主要包括 Fetkovich、Blasingame、Agarwal-Gardner、NPI、FMB等。它的优点是建立了典型图版，能够对产量数据定量分析，能够分析早期的不稳定流和后期的拟稳定流动状态，适用于变产量和变井底流压生产情况；缺点是由于现代产量递减分析图版方法原理和操作较复杂，而且每一种方法均有各自的使用条件，所以在现场实际应用过程中并不普遍[9-11]。由于传统产量递减方法和现代产量递减方法不能解决致密砂岩气藏递减率变化的问题，为此，笔者针对各种产量递减方法的适用性及优缺点，以传统的产量递减方法为基础，结合致密砂岩气藏的地质特征和动态开发特征，提出了产量分段递减分析方法，并根据致密砂岩气藏的生产数据，采用典型曲线拟合法制定了分段临界点的标准。将该方法应用到实际现场中。现场应用结果表明，分段递减法在生产数据的拟合率、累产气和动态储量等3个指标的误差中均小于一段式递减法，且计算简单、结果可靠，对此类气藏的开发具有一定的指导意义。

1 产量分段递减的原因

根据文献调研，结合致密砂岩气藏的动态开发特征，总结了造成目前气井产量出现分段递减的原因主要有3种情况。

1.1 气井采取了增产措施

如X1井2008年采取了注剂措施。采取措施后，气井的产量有了一定范围的上升。从图1可以看出，注剂段的生产曲线明显不同于自然段的生产曲线递减规律，根据后期产量递减预测结果表明X1井自然段符合指数递减，注剂段符合调和递减。

图1 X1井采气曲线图

1.2 气井进行了工作制度的调整

如X2井2006年采取了间歇生产，产量有了幅度上升，从图2可以看出，间歇生产段的生产曲线明显偏离自然段的生产曲线递减规律[12]，根据后期产量递减预测结果表明X2井自然段产量符合指数递减，间歇生产段符合调和递减。

图2 X2井采气曲线图

1.3 气井受到井底积液的影响

如X3井后期井底积液，储层绝对渗透率和气相的相对渗透率都下降，导致气井产量递减[13-14]。从图3可以看出，积液段的生产曲线偏离自然段的生产递减规律。根据后期产量递减预测结果表明X3井自然段产量符合指数递减，积液段符合调和递减。

图3 X3井采气曲线图

2 分段临界点的制订标准

建立产量分段递减方法的关键是找到分段临界点，根据致密砂岩气藏的生产数据，采用典型曲线拟合法制定了产量分段临界点的标准，具体步骤如下所述。

1）当气田进入产量递减阶段后，可以将Arps双曲递减的产量方程写成：

式中qi表示初始产量，104m3/月；qt表示t时刻对应的产量，104m3/月；n表示递减指数；Di表示初始递减率。

2）给定不同的n值和Dit值，计算出不同的产量比（qi/qt），然后将不同n值下的产量比与Dit的对应值绘在双对数坐标下，可得到典型递减曲线理论图版[15]。

3）将气井的生产数据绘出qi/qt与t双对数坐标，并将绘制结果与标准理论图版进行拟合。

4）拟合过程中，找出递减规律的分段临界点，以图版明显偏向双曲和调和递减的拐点为依据。

以苏里格气田X4井和X5井为例，X4井2006年（对应图4横坐标为1.4）的递减数据明显偏离图版典型递减曲线，从图版可以看出：2006年以前符合指数递减，2006年以后符合双曲递减，表现为两段式分布规律，与一段式递减明显不一致，故2006年为X4井的分段临界点。X5井2008年（对应图5横坐标为1.7）的递减数据明显偏离图版典型递减曲线，从图版可以看出：2008年以前符合指数递减，2006年以后符合调和递减，表现为两段式分布规律，与一段式递减明显不一致，故2008年为X5井的分段临界点。

3 现场应用

苏里格气田具有低孔隙、低渗透、低丰度和储层非均质性强的特征[16-18]，为典型的致密砂岩气藏。选取苏里格气田典型井X6井和X7井的生产资料，在Arps理论基础上，建立时间与单井产量递减关系，表现为两段式递减特征。为有效论证两段式的准确性，采用一段式递减和分段递减的方法分别对气井递减规律进行研究如图6、图7和表2所示。

从图表中可以看出，X6井采用一段式递减规律研究时，其递减规律符合指数递减，递减率为2.2%，产量递减方程为分段递减规律研究时，前期符合指数递减，递减率为4.7%，产量递减方程为：合双曲递减（n=0.1），递减率为0.25%，产量递减X7井采用一段式递减规律研究时，其递减规律符合指数递减，递减率为1.3%，产量递减方程为分段递减规律研究时，前期符合指数递减，递减率为3%，产量递减方程为双曲递减（n=0.1），递减率为0.19%，产量递减方对2口气井的生产数据的拟合率、累产气量和动态储量3个指标进行误差分析，结果如下所述。

图4 X4井图版法递减规律拟合图版

图5 X5井图版法递减规律拟合图版

图6 X6井递减规律图

1）生产数据的拟合率分析表明，分段递减对生产数据的拟合率均高于整体递减。X6井一段式递减拟合率为84.66%，分段递减前期拟合率为90.15%，后期拟合率为90.77% 。X7井一段式递减拟合率为58.35%，分段递减前期拟合率为83.98%，后期拟合率为60.75%，表明分段递减分析更符合气井的递减规律。

2）累产气量误差分析表明，分段递减对累产气量的误差均小于一段式递减。X6井目前累产气量为2 473.01×104m3，采用一段式递减预测误差为16.89%，采用分段递减预测误差为11.92%；X7井目前累产气量为960.43×104m3，采用一段式递减预测误差为5.7%，采用分段递减预测误差为0.43%，表明分段递减分析更符合气井的递减规律。

图7 X7井递减规律图

表2 一段式递减和分段递减预测结果对比表

3）动态储量误差分析表明，分段递减对动态储量的误差均小于一段式递减。X6井计算的RTA动态储量为3 040×104m3，采用一段式递减预测误差为14.54%，采用分段递减预测误差为9.91%；X7井计算的RTA动态储量为1 035.6×104m3，采用一段式递减预测误差为1.66%，采用分段递减预测误差为0.65%，表明分段递减分析更符合气井的递减规律。

4 结论

1）造成目前气井产量出现分段递减的原因主要有增产措施的采取、工作制度的调整和气井积液的影响3种情况。

2）根据致密砂岩气藏的生产数据，采用典型曲线拟合法制订了产量分段临界点的标准，以图版明显偏向双曲/调和递减的拐点为依据。

3）通过现场应用表明，分段递减在生产数据的拟合率、累产气和动态储量3个指标的误差均小于一段式递减，表明了分段递减更适用于致密砂岩气藏的递减规律。

4）产量分段递减方法，为致密砂岩气藏乃至致密油藏的递减规律找到了一种简单可靠的方法，具有一定的适用性和指导意义。