低渗透气田气井分类评价与配产研究

黄发海 （中石油大庆油田有限责任公司第十采油厂，黑龙江 大庆166405）

大庆油田A气田地质条件复杂，是个低压、低渗透构造－岩性气藏，主产扶余、杨大城子气层，气层深700～800m。目前气田有试采井67口，可开井49口，平均地层压力3.01MPa，单井日产气0.41×104m3，单井产量低、压力低。由于油田生产用气需要，尤其是冬季高峰期时，生产过程中存在气井产量低，压力下降快，气井供气能量不足等现象。通过现场生产数据分析，发现即使是同样的配产，不同类型气井的压力下降速度差距很大。要实现较长的稳产时间和较高的采收率，需要对气井进行正确分类、合理配产。

1 气井分类评价

A气田气井利用井口压力和产量进行分类，分类指标只考虑了气井动态产能的一个方面。由于是生产数据，易受用气需求影响，数据可靠性较差，不能完整、准确地反映气井的产能。气井在分类开发与管理过程中发现部分井与其同类井的生产特征不一致，需重新划分井型。因此，寻找一种动、静相结合的综合分类方法就成为合理配产和提高气藏的最终采收率的关键。

1.1 定量分类评价原理

气井综合定量评价就是在气井评价参数优选的基础上，对气井分类的多个影响因素进行综合评价，最终得到一个综合评价指标，并依据它对气井进行分类。笔者选用的综合评价指标计算公式为：

式中，Qsc为综合评价指标；Xi为分类评价参数；ai为评价参数的权系数；n为评价参数的个数。

Xi为已知参数，只有权系数ai是未知数，只要求出权系数ai，就可计算得出综合评价指标Qsc。

权系数是某一评价因素在决定总体特性时所占有的重要性程度，计算各指标的权系数，实际上是寻找事物内部各种影响因素之间的定量关系。目前用于确定权系数的方法有专家估值法、层次分析法、模糊关系方程求解法、主成分分析法及灰色关联分析法等。

通过对多种评价方法优缺点及适用性的比较，优选灰色关联分析法确定权系数，进行气井的定量分类评价。该方法通过加权系数的形式考虑了不同参数的重要程度，分类结果更符合实际情况［1］。特别适合于大规模、多因素、多指标的系统评价，较为科学并接近客观实际，比较适合A气田气井分类。

1.2 气井分类标准的建立

利用20口井取心、试采资料，选取与某阶段产量相关的10个参数，通过归一化处理，使每项评价参数归一在0～1。应用聚类分析法和数理统计法，确定气井分类评价参数，即井控储量、地层系数、地层压力、单位压降产量和采出程度（见表1）。

应用灰色关联分析法，确定各项参数权重（软件实现），建立综合评价系数计算公式：

式中，G0为标准化井控储量；F0为标准化地层系数；P0为标准化地层压力；Q0为标准化单位压降产量；R0为标准化采出程度。

表1 评价指标优选结果

利用该公式，计算A气田20口井的综合评价系数，通过综合评价系数概率累计分布，建立气井分类标准，将气井由好到差分为3类（见图1、表2）。

2 气井配产

A气田原采用采气指示曲线法配产，该方法是介于理论和经验之间，具有一定的理论基础，又与经验法一样可以不断及时随生产调整，但由于气田每年产能测试的资料井有限，气井配产结果往往与实际生产存在一定的偏差。为了更好地指导气井的合理开发，采用采气指示曲线法与现场实际生产资料相结合的方式进行配产。

图1 评价系数概率累计分布图

表2 气井分类标准

由气井的二项式方程：

可得到：

式中，pR为地层压力，MPa；Δp为生产压差，MPa；pwf为生产流压，MPa；A为层流系数；qg为产气量，104m3／d；B 为紊流系数。

作Δp～qg关系曲线，当生产压差的增加不再沿直线增加而是高于直线，这时气井表现出了明显的非达西流效应。这里的配产是以气井出现非线性效应时的产量作为气井生产的极限产量。

那么，在拐点确定时，由于受人为因素的影响，其稳定性较差，为此，需在图中绘制一条基线，从而增强该拐点确定的稳定性。

理论上，在产量较高时气流表现出紊流特征，部分能量消耗到非达西渗流上，Δp～qg的关系曲线，显示为曲线段。而气井产量较低时，地层气流表现为达西渗流，其初始段满足达西渗流公式：

p2R－p2wf＝Aqg

将pwf＝pR－Δp代入达西渗流公式［2］，得到：

在产量qg不高时，生产压差Δp也较低。按照A气田气井开发经验，生产压差Δp一般不能超过地层压力的10%。因此，取Δp≈0.1pR，代入上式即可得Δp～qg的基线方程：

由于A和pR为已知，这样就可以在图中绘制出所需要的初始直线段（见图2），即气井的基线，从而得出其拐点值，即极限产量；极限产量确定后，根据产气曲线、压力变化曲线以及生产时间定性判断气井极限产量标定是否合理。

图2 Δp～qg关系示意图

3 现场应用

D2－14井原分类为Ⅰ类井，日配产0.65×104m3，年压降速度0.21MPa，压力下降速度较快，连续稳产能力较差，后调整为Ⅱ类（评价系数0.51），日配产0.45×104m3，加药周期由10d缩短为5d，气井保持连续生产，年压降速度减缓为0.09MPa，开采效果得到明显改善。

利用以上方法，对A气田49口生产井进行分类。其中，Ⅰ类井23口，主要分布气藏中部、构造高处，主力气层发育厚度大、物性好；Ⅱ类井16口、Ⅲ类井10口，多分布于气藏边部，主力气层不发育、或发育厚度薄，储层物性差。与原分类对比，综合分类调整10口井，Ⅰ类调整为Ⅱ类3口，Ⅲ类调整为Ⅱ类4口，Ⅱ类调整为Ⅲ类3口。

重新标定49口井极限产量为21.2×104m3／d。Ⅰ类井23口，极限产量14.7×104m3／d；Ⅱ类井16口，极限产量4.9×104m3／d；Ⅲ类井10口，极限产量1.6×104m3／d（见表3）。

表3 不同类型气井生产动态特征

根据气井分类及配产结果，结合不同类型井地质、生产特征及油田用气情况，制定油藏、采气和生产一体化气井分类管理模式。通过气井分类管理、合理配产，气层能量得到合理利用，Ⅰ类井压力下降速度减缓，Ⅱ类井连续稳定生产，Ⅲ类井提高了开井时率。

4 结论

1）动静结合多指标分类，将各指标处理成一综合评价系数，避免了各项参数间互相交叉、结果矛盾的现象，实现了评价指标的唯一性，分类可操作性强，分类结果与实际情况相符合。

2）采气指示曲线法与现场实际生产资料相结合的配产方式，避免了由于产能测试资料有限，导致气井配产结果与实际生产存在偏差的情况。

3）气井分级分类管理，合理利用各类井产能与压力优势，科学调配，即可最大限度的满足油田生产用气需要，又可对各类气井实施保护性开采，避免了由于用气需要，高配高产，损害地层的情况。

［1］ 罗庆成 .灰色关联分析与应用 ［M］.南京：江苏科学技术出版社，1998.

［2］ 严文德，郭肖，孙雷 .一个新的低渗透气藏气井产能预测公式 ［J］.天然气工业，2006，26（1）：88－90.