苏里格气田天然气气井分类方法的研究

赵 涛，孙新亚，李文鹏，叶小闯

(长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古 鄂尔多斯 017300)

苏里格气田天然气气井分类方法的研究

赵 涛，孙新亚，李文鹏，叶小闯

(长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古 鄂尔多斯 017300)

苏里格气田目前根据气井储层有效厚度等方法对气井进行划分，制定不同工作制度及生产措施以确保气井稳产，发挥最大产能。但由于仅从原始储层物性进行划分，未考虑气井投产以后实际产能、压降速率等动态因素，加之该气田属于非均质气藏，气层连通性差，在生产过程中往往出现气井实际产能与评价结果不相符的情况，从而影响气井生产制度的制定工作。从静态分类入手，依靠测井数据、试气数据、气井套压降和气井套压降产量等关键数据，利用模糊数学方法对气井进行分类，并首次引入气井生产时间概念对不同生产时间的气井进行动态分类，进而根据动态分类结果制定某一阶段气井工作制度和生产措施，确保气井高产和稳产。

苏里格气田；气井；动态分类

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北侧苏里格庙地区，勘探面积20000km2，地质条件复杂，是一个低压、低产、低渗、非均质性的岩性气藏。目前，苏里格气田已经进入产气高峰期，到2011年1月1日，苏里格气田共有生产气井X口，但是随着气田的地质状况而引发的一些不足也逐渐暴露出来，相同配产的气井在相同的生产时间内套压下降速度差距很大。在单井生产初期，套压降在0.008～0.18MPa/d不等。面对苏里格气田几千口气井的实际情况必须制定出合理的工作制度和生产措施才能实现较长的稳产时间和较高的气井采收率，而制定工作制度和生产措施的依据就是根据气井生产情况对气井进行合理分类。为此，笔者对苏里格气田天然气气井分类方法进行了研究。

1 常用气井分类方法

1.1储层参数法

利用储层参数法对气井进行分类时，主要是参考气井的有效储层厚度来对气井进行分类，具体情况如下：①Ⅰ类井，有效储层单层连续厚度≥ 5m或有效储层累计厚度≥ 8m且相对集中分布；②Ⅱ类井，有效储层单层连续厚度介于3～ 5m或有效储层累计厚度≥ 8m且呈薄互层状分布； ③Ⅲ类井，有效储层单层连续厚度小于3m或有效储层累计厚度<8m。该方法属于静态评价法，无法动态地反映气井的产能状况。因为苏里格气田气井自然产能低，一般需要经过酸化压裂进行储层改造，由于改造后的效果对气层产气影响较大，单凭气井厚度进行划分明显存在局限性。以苏X井为例，射孔井段:①3230～3234m，储层有效厚度4.3m；②3201～3207m,储层有效厚度7.0m。采用储层参数法评价为Ⅰ类井，该井投产前测试产量为0.84×104m3/d，利用一点法测试计算得到的气体无阻流量为2.12×104m3/d，改造后的产能状况与评价结果不符，因而利用储层参数分类法不能真实反映气井改造后的实际产能。

1.2试气无阻流量法

在一般情况下，试气无阻流量能够直接反映气井的产能状况，具体情况如下：①Ⅰ类井，无阻流量大于10×104m3/d；②Ⅱ类井，无阻流量大于5×104m3/d但小于10×104m3/d；③Ⅲ类井，无阻流量小于5×104m3/d。由于目前苏里格气田气井的无阻流量均是在投产前采用一点法测试计算得到，所以其无阻流量反映的是生产初期近井地层压裂裂缝带的渗流特征，而随着气井的生产，远井地区基质储层

能量逐渐被动用。以桃X井为例，该井投产前测试无阻流量为20.45×104m3/d，根据试气无阻流量评价标准划分为Ⅰ类井。该井开井生产时井口套压为24.0MPa，日产气量2.2×104m3/d，但产量、压力下降很快，生产174d时井口套压降至7.4MPa，日产气量降至0.5×104m3/d，更换计量方式后测得实际产量为0.2×104m3/d，显然试气无阻流量评价结果与真实产量不符。

2 综合分类法

利用储层参数法和试气无阻流量法对气井进行分类，都不能正确反映气井正常生产能力的情况。应对影响气井产能的各个因素进行单因素分析，找出最具代表性的参数[3]，然后利用数学方法(如拟合、归一、无因次化、模糊处理等)处理成一个综合系数作为分类标准。

2.1地层系数与无阻流量之间特征分析

根据低渗、致密气藏的渗流规律：

(1)

由式(1)可以看出，地层有效厚度与有效渗透率的乘积即地层系数kh，是影响产能的关键因素之一。地层系数反映了气藏的静态特征，而试井时的无阻流量则反映了气藏的开发之初原始地层压力下的生产动态特征。单井的绝对无阻流量AOF是非常重要的参数，其直接反映了气井的产能和潜力[4]。

2.2分类方法

利用地层系数kh和试气无阻流量AOF等参数，使用模糊数学对上述参数进行处理形成一个综合评价因子CCF。

对地层系数kh、试气无阻流量AOF进行分析发现，上述参数均属于越大越优型参数，其中地层系数属于偏大型正态分布，其隶属函数为：

(2)

式中，kh=∑kihi，ki为第i压裂层的渗漏率，10-3μm2；hi为第i压裂层的厚度，m。

地层系数权重为：αkh=0.8。

试气无阻流量属于偏大型柯西分布，其隶属函数为：

(3)

试气无阻流量权重为：αAOF=0.2。

定义综合评价因子CCF：

CCF=μ(kh) ·αkh+μ(AOF)·αAOF

(4)

式(4)中地层系数权重和试气无阻流量权重由专家根据现场验证获得。具体分类规则如下：①Ⅰ类井，其CCF大于0.317；②Ⅱ类井，其CCF大于0.29但小于0.317；③Ⅲ类井，其CCF小于0.29。

根据综合分类法可以将地层系数kh和试气无阻流量AOF有效结合起来，利用模糊数学模型对相关数据进行处理后可以得出一个接近实际生产情况的气井分类效果，对气井合理配产和气井生产初期的管理有一定现实意义。

3 单位套压降采气量法

由于苏里格气田普遍采用井下节流工艺生产，受节流器以及夏季和冬季生产制度的不同的影响，井口油压并不能实际反应生产情况，而井口套压在生产过程中受外界因素影响较小，根据气井井口套压状况结合对应的累计采气量，能够较好地反映气井的生产能力。

气井单位套压降采气量不是一个定值，随着开采时间的延长，压力波及范围不断增大，气井的生产特征从反映与压裂裂缝沟通的近井地带储层特征逐渐过渡到表现为反映远井地带储层的渗流特征，气井的单位套压降随着生产时间的延长也要发生相应的变化。

图1 分类井单位套压降采气量与生产时间关系图

通过对典型气井套压降累计产气曲线和典型气井单位套压降采气量进行对比，发现单位压降采气量能够较好的反映气井的生产能力，经过对分类气井不同生产时期的单位套压降采气量与对应的生产时间数据进行回归，利用Matlab进行数据拟合得到3条相关性较好的幂函数曲线(见图1)。由此，在Ⅰ类井与Ⅱ类井曲线之间及Ⅱ类井与Ⅲ类井曲线之间的1/2处各插入一条曲线，得到2个幂函数关系式，暂定这2个幂函数关系式为气井处于不同生产时期时单位套压降采气量分类标准的判断关系式。但是对于因生产制度变化所引起的套压上升、产量下降的情况无法剔除，影响分类效果。对于简单几口典型气井在图示中增加拟合幂函数可以对各类气井加以区分，但是当井数达到几百口、上千口时该分类方法将失效，无法进行划分。

4 产量加权套压法

由于利用单位套压降采气量法进行气井分类时没有考虑因生产制度的变化而关井对实际生产结果的影响，因而引入产量加权套压法，对气井因工作制度变化而关井的情况进行有效处理，能够更加真实合理地反映气井因关井而造成的影响。

(5)

式中，WSP表示产量加权套压。

具体分类规则如下：①Ⅰ类井产量加权套压大于1;②Ⅱ类井产量加权套压小于10但大于7;③Ⅲ类井产量加权套压小于7。

产量加权套压法可以有效将因关井产生的影响进行剔除，加权产量可以有效反映气井的套压与产量之间的关系，并且可以对不同生产时间的气井进行比较，但该方法未能考虑地层原始资料，因而并不能对气井进行全面分类。

5 动态分类法

综合上述气井分类的优点以形成气井动态分类法，可以实现对气井进行良好分类，具体过程如下：①根据地层系数kh的模糊数学分布函数计算其在正态分布下的隶属度；②根据试气无阻流量AOF的模糊数学分布函数计算其在偏大型柯西分布下的隶属度；③根据产量加权套压的模糊数学分布函数(属于越大越优型参数)偏大型正态分布下的隶属度；④根据模糊数学方法计算该井在不同权重下的模糊数学综合系数CM(CM=μ(kh) ·αkh+μ(AOF)·αAOF+μ(WSP)·αWSP)；⑤根据该井模糊数学综合系数来判断该井分类。

该分类法综合考虑气井静态、动态参数并利用模糊数学进行处理得出综合系数，可以很好地反映气井分类情况，能够确保理论与实际生产情况的统一，是一种合理有效的方法。

6 应用举例

对苏48井区典型气井应用储层分类、试气无阻流量分类、综合分类、单位套压降分类、加权套压分类及动态分类等方法进行分类，通过与气井当前日产气量进行对比发现，采用动态分类方法得到的日产气量与当日产气量最为接近，因而可以准确反映气井目前生产情况(见表1)。

表1 苏48井区典型气井分类举例

7 结论和建议

根据对各种气井分类方法的分析可知，由于动态分类方法综合考虑了气井静态资料、试气资料以及实际生产情况，因而是一种合理有效的气井分类方法。另外，可以在实际应用过程中对计算结果采取动态标记的方法，例如苏X井51，其中51表示该井生产5年，目前为Ⅰ类井，并可编制程序定期对气井标记进行更新以指导生产实际工作的开展。

[1]闫健，张宁生，刘晓娟.苏里格低渗气井合理分类与配产研究[J].钻采工艺，2008(5)：59-61.

[2]赵素惠，欧阳诚，华桦.苏里格气田气井分类方法研究[J].天然气技术，2010(4):11-13.

[3]张烈辉，严谨.一种简便的凝析气井合理产量确定方法[J].天然气工业，2005,25(10)：79-81.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.08.021

TE332

A

1673-1409(2011)08-0066-04