致密气藏水平井产能图版及应用

吕志凯，冀 光，位云生，孙永兵，甯 波

(1.中油勘探开发研究院，北京 100083;2.中油渤海钻探工程有限公司，陕西 西安 710016)

引 言

致密砂岩气藏是中国非常规天然气藏的主要类型，多段压裂水平井技术是开发该类气藏的重要有效手段。苏里格致密砂岩气藏储层属于河流相沉积，具有阻流带，必须进行先期压裂才能正常生产，但稳产状况差。致密储层的特点和产能状况决定其必须采取低成本开发策略，而常规产能试井流程复杂，周期长，成本高，且测试条件严格，不适用苏里格气田快速投产的要求[1]。常用的方法是，利用试气资料采用一点法初步估算气井的绝对无阻流量，再根据无阻流量对气井进行初期配产[2-5]。

对于不同气藏、不同区块，应用同一个一点法产能公式计算出来的无阻流量与产能测试算出的结果相差较大，许多学者针对此问题进行了研究，指出了一点法的局限性[6-9]。对于压裂水平井，无阻流量反映的是生产初期近井区压裂裂缝带的渗流特征，若仍采用常规方法(即绝对无阻流量的1/4～1/3进行配产)明显不妥。因此，确定该类气井的合理产能成为当前亟待解决的技术难题。

通过论证一点法的适用性，利用水平井修正等时试井资料确定α值，并基于一点法产能方程绘制适用于苏里格气田水平井的产能图版，在没有任何测试资料(修正等时试井或一点法测试)情况下，利用气井初期生产数据即可确定绝对无阻流量。分析实际生产资料，提出适用于水平气井初期配产的方法，从而指导苏里格气田合理配产及产能建设。

1 一点法适用性分析

由气井稳态渗流理论，可导出一点法产能方程为[5]:

式中:QAOF为绝对无阻流量，104m3/d;qsc为稳定日产气量，104m3/d;pwf为稳定井底流压，MPa;pR为稳定地层压力，MPa;α为产能方程系数;A、B为二项式方程系数。

由式(1)、(2)可知，每口气井的α值不同，对应一个不同于其他井的单点产能方程[10-12]。但由于同一地区、同一类型气田(气藏)的地质特征差异不大，其α值相差也不大[11]。利用苏里格8口水平井的修正等时试井资料确定出产能方程和无阻流量，由此求得各井的α值(表1)。为进一步明确α取值的影响程度，计算了不同α取值无阻流量结果的误差，平均误差为10.36%，故该值确定的一点法产能方程，适用于苏里格气田水平井产能计算。

表1 利用修正等时试井资料确定α值

2 产能图版的制作与应用

将式(1)变形为:

通过上述研究认为，苏里格气田水平井α=0.856 0。由式(3)可知，由一个稳定点的qsc、pwf/pR即可确定水平气井的无阻流量。由于苏里格气田气井下入井下节流装置，为获得井底流压，需要进行套压折算。采用Cullender-Smith井底压力计算方法，对苏75-70-6H井不同生产时间的套压值进行折算。结果表明，套压变化值与其对应的井底流压变化值一致。这说明，稳定点的井底流压与地层压力的比近似等于稳定点的套压与初始点的套压比。为此，仅需水平井初期生产数据中初始时刻的套压、稳定点的套压以及日产气量，即可确定气井的绝对无阻流量。由此绘制出水平井产能图版(图1)，可以快速、直观的对水平井无阻流量进行估算。

图1 苏里格水平气井绝对无阻流量图版

以苏75-70-6H井为例。图2是该井的生产曲线，初始时刻套压为22.32 MPa，取生产30 d后的稳定点作为求算点(苏里格气田修正等时试井延续阶段为30 d)，套压为19.65 MPa，日产气量为18.14×104m3/d，由图版可知水平井无阻流量为67×104m3/d，实际计算结果为68.19×104m3/d，误差仅为1.75%。

图2 苏75-70-6H井生产曲线

利用10口水平井初期生产数据获得稳定日产气量、稳定点的套压与初始点的套压比，计算出气 井无阻流量，与图版法结果对比(表2)。

表2 图版法估算水平气井绝对无阻流量的验证

由表2可知，两者相差不大(误差在10%以内)，在获取了试气资料的基础上，利用该图版快速对水平气井的绝对无阻流量进行估算，可满足工程技术需求。

3 水平气井合理产量的确定

对于常规气藏，考虑到气井的高产与稳产，气井的合理产量一般定为绝对无阻流量的1/4～1/3[13]。但对于致密气藏，由于应用压裂水平井技术开发，储层性质发生了改变，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[14]，应用传统的配产方式显然不合适。根据开发部署，为保证苏里格气田整体上的平稳生产，同时避免压力下降过快引起压敏效应，气井应具有2～3 a的稳产期。分析了生产时间在3 a以上的63口气井实际生产数据，得出各井稳定产量，建立配产系数与无阻流量的关系(图3)。可以看出，水平气井的无阻流量越大，其配产系数越小，二者呈负指数关系。

图3 水平气井配产系数与绝对无阻流量关系

由苏东59-34H1井试气资料，可得稳定日产气量、稳定点的套压与初始点的套压比，由产能图版估算无阻流量为12×104m3/d，进而计算初期合理产量为1.75×104m3/d。由苏东59-34H1井采气曲线(图4)可以看出，该井投产581 d，套压压降速率为0.03 MPa/d，压降速率偏大(0.01～0.02 MPa/d为合理范围)，日产量波动大，说明初期配产偏高。

图4 苏东59-34H1井生产曲线

4 结论

(1)鉴于一点法测试的优点，对于同一地区、同一类型地质特征差异不大的气田(气藏)，应用该方法可以方便地获得无阻流量，对气井产能进行初步评价。

(2)绘制适用于苏里格气田水平井的产能图版，在没有测试资料的情况下(修正等时试井或者一点法测试)，结合水平气井初期生产数据，利用该产能图版可以快速、直观地对水平井无阻流量进行估算。

(3)通过水平气井生产资料分析发现，水平气井的无阻流量越大，配产系数越小，二者呈负指数关系。

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