涩北气田动态监测体系及优化研究

2012-01-11张小军王小鲁沈生福刘俊丰李金华

天然气勘探与开发 2012年3期

张小军王小鲁沈生福刘俊丰李金华

(中国石油青海油田公司天然气开发公司)

0 引言

涩北气田发现于1964年，1995年投入试采开发，主要由涩北一号、涩北二号、台南三个气田组成，具有含气面积大、储量丰度高、埋藏浅、品质好等特点，属于第四系疏松砂岩自生自储式的生物成因气藏，为全国典型的非酸性气田。气田储层以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，埋藏浅成岩性差，分布井段长，气井生产易出砂，纵向上气水间互，气水关系复杂，气井生产易出水，特殊地质特征不同程度的影响气田高效开发。因此取全取准各项开发资料，跟踪气田动态监测，强化气藏动态分析研究、深化气田地质认识十分必要。

近年来，根据涩北气田开发阶段和开发实际，按照“系统、准确、实用”的原则，通过对动态跟踪监测、动态分析及试井方法技术积极探索和不断创新，初步建立了具有疏松砂岩气田特色的动态监测体系。监测对象主要包括生产井和观测井，动态监测主要内容包括压力、温度、产量、产液剖面、流体性质与组分、气水界面和边界等的监测，并通过实践应用不断优化完善该体系，基本满足了气田开发动态跟踪分析和生产管理的需求。

1 涩北气田动态监测体系研究

1.1 涩北气田气井生产动态的典型特征

(1)气井出水

涩北气田大多数气井不同程度存在出水现象，出水严重影响气井产能，甚至导致停产，由于涩北气田气水关系复杂、岩性疏松，水源类型多样，主要包括:工作液、凝析水、层内水、层间水、边水，水源识别较难。

(2)气井出砂

涩北气田因成岩性差、胶结疏松，气井在生产过程中不可避免的要出砂，出砂破坏储层结构，易导致管外窜，部分砂生产过程中带出地面，严重磨蚀地面工艺设备，部分砂沉在井筒，如出砂速度较快，会砂埋产层，影响气井产能，同时也影响气井测试。

(3)储量动用不均衡

涩北气田属于长井段、多层疏松砂岩气田，大部分井采用多层合采的开采方式，分析研究认为，多层采气井在开发中存在明显的层间干扰，造成各小层储量动用不均衡，影响气田整体高效开发。

1.2 动态监测重点

动态监测是气藏开发科学管理的重要环节，为满足气田动态分析要求，需要建立针对各个开发层系的监测系统，认真做好各项动态监测工作，取全、取准各项动态资料。

(1)气层压力监测

•每个开发层系的生产井，每年监测一次压力及压力梯度曲线。测压时先测得流压和温度，然后将压力计下到气层中部，测气层压力及压力梯度，同时测得气层温度与温度梯度曲线;

•生产井正常生产时每季度测一次流压及流压梯度，生产动态变化较大时需增加监测频率，压力计要下到气层中部;

•每年选择1～2个开发层组进行全气藏关井测压，特别是对于主力开发层组要重点安排，测试时间选择夏季用气量低谷阶段。

(2)产能测试

•测试方法

分析涩北气田气井的产能测试资料，由于受井筒积液的影响，实测压力数据均存在不同程度的偏差。考虑到涩北气田储层渗透性较好，应采用系统试井的方式进行产能评价，避免修正等时试井关井段出现的气液分离影响。

•测试工作制度

采用四个工作制度进行产能测试，但必须注意，最大产量应低于临界出砂条件，并确保每个制度下的气井生产都要达到稳定(4天左右)。

•不稳定测试

产能测试结束后，直接关井进行压力恢复测试(关井6天以上)。测试中要全程连续井底测压，压力计必须下入气层中部，以减少井筒积液的影响。测压结束上提压力计过程中，测井筒静压、静温梯度。要求气层段以上50m内每10m停点测量一次，气层段顶部、中部、底部各测一个压力点，测压最深点应低于气层底部至少10m。要求每个测点停止足够的时间，保证测得稳定的压力。

(3)边水推进监测

•压力监测

针对含气面积大、储量大的主力气层采用油套管分别监测，建议使用永久式压力计，进行连续监测，以便准确了解开发动态、预测边水运动特征，确保气田长期、安全、稳定生产。如观察井使用普通压力计，每季测气层压力一次，压力计下到测试层段中部。

•水量及水样分析

各开发层系外排生产井，特别是产水井，要密切观察其产水变化，准确计量气、水产量，产水井每季度取水样作一次全面分析，以了解水性的变化。

•边水推进动态分析

每半年结合动态分析进行一次边水推进状况的综合分析，根据边水推进情况，进行必要的调整控制。

•探边测试井的选择

探边测试的主要目的有三个。

①解释目前气水边界的位置，评价气水边界的推进动态;

②解释地层渗透率，结合地层压力，评价地层物性的变化;

③评价水侵速度与物性和采气强度的关系，预测其余井水侵动态。

围绕以上三个目的，制定探边井的选井原则。

①平面上，测试井位于含气面积边部，边水将是其主要水源;

②目前尚未表现出大量水侵，气水界面离井尚有一定距离;

③近3年来进行过探边测试(目的是为了便于比较)。

(4)出砂监测

•详细观察、记录气井出砂状况。包括井口取样分析、砂刺气咀情况、探砂面(时间、方法、砂面深度)及冲砂情况(冲砂时间、使用设备、冲砂介质、施工条件、砂柱高度、冲出砂量和出砂粒度等)。

•调整出砂井的生产压差及产气量，控制其出砂，并进行效果监测和评价。

•对出砂较严重的井，分析其主要出砂层位与原因，并进行防砂作业。

(5)产气剖面监测

•平面监测系统

每个开发层系固定选择1/3左右的典型代表井，每年测一次产气剖面，了解各开发层系多层合采时各层的产气状况;在固定产气剖面监测系统的基础上，根据需要再增加一部分测试井。

•纵向监测系统

完善井网钻井时，在气田较高部位，周围气井采气量较高的地区分别选1～2口井钻至最深层系以下，进行FMT测试，了解分层压力，分析压力变化及层间差异，研究与储层类型、开采状况的关系。

•典型井选择

研究产气剖面变化规律，提出提高开发效果的措施。包括落实出水层位，评价出水强度，判断水源是边水还是层窜水;评价出水层位特征，分析堵水工艺可行性;根据时间推移产出剖面测试，分析产量变化的原因。

鉴于这一目的，产出剖面测试井的选井原则是:平面上，测试井位于腰部或高部位，测试井大量出水，且出水量波动，无法确定是层窜水还是某一小层产出了边水;或者是产量上升的气井。

(6)天然气物性监测

每个开发层系每年选1～2口井进行高压物性取样分析，了解随着气田开发进展，天然气组份、偏差系数、体积系数等的变化，以利于更可靠地预测动态变化。

(7)井况监测

选择生产时间长、出砂较严重的井进行套管监测，了解套管完好状况、管外是否因出砂而导致层间窜通等情况。

2 动态监测优化研究

气田动态监测以提高开发认识为目标，主要是通过时间、次数、构造部位、层组分布等因素进行选井，突出资料的代表性、可对比性、连续性。一般选取1/4-1/3的生产井作为定点监测井的原则，进行优选定点井，同时充分考虑气井井筒内的管柱组合情况，通过不断的实践总结，优选定点井、优选测试项目和测试时间，减少测试程序和时间，节约费用。

2.1 流、静压测试优化

以往气井静压测试是关井7天后间隔24小时测两井次静压，通过对涩北气田1100井次的关井7天后间隔24小时测两井次静压数据进行统计分析(图1)，得到前后两次测试静压的变化率在5‰以内，说明静压从测试2井次改为1井次是可行的，目前优化为关井10天后进行1次静压测试。

以往气井流压测试间隔基本上是在120天左右，而气井实际生产时间一般在80天左右，开井时间仅占测试间隔时间的60%，因开关井频繁而导致连续生产时间在40天左右，且关井次数最多达到4次(图2)，因此优化后气井生产时间不少于30天进行流压测试。

针对这种情况，结合涩北气田开发现状，对流静压测试进行优化。具体做法是:流压定点井3次/年(前后两次测试间隔不少于60天)、非定点井2次/年(前后两次测试间隔不少于120天)，静压定点井2次/年(前后两次测试间隔不少于120天)、非定点井1次/年(前后两次测试间隔不少于180天)。在以上原则的基础上，气井生产时间不少于30天即可进行流压测试，同时关井10天以上方可进行静压测试。

2.2 全气藏关井组合优化测试

全气藏关井不仅能了解气藏压力在平面上的分布、储层在平面上的连通性，而且可以了解气藏气水边界的推进情况，评价气藏边水的活跃程度，复核气藏的动态储量，为气藏的开发调整方案提供了有力的证据。通过近年来的分析研究，在气田全气藏关井测试中，采用全气藏关井组合优化测试方法，即先进行全气藏关井，同时进行探边测试，最后进行干扰试井，各项资料可以互相验证，利用综合资料解释，深化气藏开发认识。

图1 涩北气田间隔24小时压力变化直方图

图2 气井两次流压测试间隔直方图

2.3 产能优化测试

涩北气田开发至今，为了掌握气井产能下降规律及产能影响因素，摸清气井地层参数变化及污染情况，通过实践分析，优化产能试井。①为了加强气井测试的连续性，选取时间间隔为2年;②在同等情况下，优先考虑定点井;③一些重点关注井(如水平井)1年进行1次产能测试;④对于措施作业气井，特别是防砂气井进行产能压恢测试;⑤压力恢复测试尽量结合产能试井同时测试，以节约时间，减小测试与生产的矛盾;⑥为了开展不同压差下的产出剖面测试，产能测试和产出剖面结合测试，取得新的认识。