窄河道致密砂岩气藏高效井识别方法研究及应用——以川西地区窄河道致密砂岩气藏为例

王启颖， 詹泽东， 严焕榕， 卢 娟， 向 宇， 邹陈蓉， 路 芳

(中国石油化工股份有限公司 西南油气分公司, 成都 610041)

随着气藏开发的深入进行，常规气藏日益枯竭，致密砂岩气藏日益成为气藏评价与开发的重点。一方面，窄河道致密砂岩气藏作为非常规气藏中的重要组成部分，具有河道窄、储层非均质性强、含气丰度不均一、气水分布关系复杂等特点，进而造成不同层系、不同河道、同一层系、同一河道气井产能具有较大的差异性，开展以窄河道为基本富集单元的高产富集规律与高产富集模式、井型的选择等研究成为国内外专家学者研究的热门课题[1-6]；另一方面，随着全球经济市场化竞争日益激烈，以油气田开发为业务轴心的企业对效益的追求更加突显，传统的以无阻流量为核心的气井产能评价方法难以适应新形势下气藏评价与开发的需要，如何以效益开发为核心开展高效井识别与分析，进而明确高效井静、动态特征，从而开展气藏评价，实现气田高效开发具有重要意义。

1 高效井识别方法的建立

以无阻流量开展气井产能评价一直是气藏开发的一个行业标准。但无阻流量的计算一般是基于产能方程的求取，针对窄河道致密砂岩气藏水平井开发目前尚未建立有效的非稳定渗流或稳定渗流的产能方程，目前较多采用等效的二项式产能方程作为近似的产能方程。同时由于储层致密进行系统产能试井求取等效的二项式方程往往导致二项式方程异常[7]，此外由于储层条件与渗流机理的复杂性导致气井产能转化为有效产量往往与无阻流量评价结果存在较大差异。以川西地区同层位的某窄河道气藏的两口生产井为例，无阻流量较大的气井B生产效果明显差于无阻流量较小的气井A(表1，图1)，表明以无阻流量作为气井产能评价标准已不能满足效益开发评价的需要，有必要建立以效益开发为核心的高效井识别方法。

表1 同气藏气井无阻流量与生产数据统计

图1 生产曲线

窄河道致密砂岩气藏高效井识别的核心在于效益评价,而效益评价的核心在于投入与产出的测算，通常情况下气井的投资在一定时间内受气田开发钻、采技术、地面投资及管理的影响是一定的，从而投资也是一定的，除去市场与政策影响的气价变化这个弹性因素，气井产量这一刚性因素决定了气井的效益[8]，因此精确地建立气井产量预测模型成为识别高效井的关键。基于渗流理论的解析模型与数值模型不仅方法复杂、对工程人员的专业要求强且费时大，同时难以适应窄河道气井产量、压力双递减的生产特征，因此趋势预测对于窄河道气井产量预测具有更为重要的意义。研究表明，气井进入边界流后，气井产量递减满足Arps递减模型[9]，同时受国内外学者对非常规气藏递减模型研究的启发[9-11]，通过对川西地区某窄河道致密砂岩气藏148口生产井诊断表明，窄河道致密砂岩气藏气井产量递减也遵循Duong递减模型，平均相关系数达到0.99，如图2所示。

图2 Duong递减模型诊断图

综上所述，充分考虑Arps递减模型与Duong递减模型的优劣性与适用性条件[9-11]，建立窄河道致密砂岩气藏高效井识别主要步骤如下：

1)收集气井静、动态资料，利用非稳定渗流理论开展气井动态诊断[12]。

2)判断气井流态，若处于边界流，执行3)，否则执行4)。

3)采用Arps递减模型进行参数拟合，若递减指数大于1[9-11]，执行(4),否则利用拟合的Arps递减模型进行产量预测。

4)采用Duong递减模型进行模型参数拟合并进行气井产量预测。

5)根据气井投资、目前气价以及气井产量预测结果对气井投产、产出进行测算。

7)根据气井FIRR计算结果，结合企业气藏开发财务要求对气井进行效益分类，识别高效井(图3)。

图3 窄河道致密砂岩气藏高效井识别流程

2 高效井识别实例分析

以川西某窄河道致密砂岩气藏某典型井(E井)为例，该井为水平井，其生产曲线如图4所示。通过气井诊断该井处于边界流状态(图5)，故采用Arps递减模型开展参数拟合(图6)，从拟合结果看，递减指数为0.410 1，小于1，故利用该模型开展产量预测，预计到废弃产量(0.1万m3/d)累计产气量为 2 240万m3，各年度产气量如图7所示。根据气藏经济评价理论[8]在各年度现金流入与流出测算的基础上，采用步骤6)中公式计算该井的财务内部收益率小于0，判定该井为无效井。

图4 E井生产曲线

图5 E井单井动态诊断图(边界流)

图6 E井Arps递减模型拟合及预测图

图7 E井各年度预测产气量统计

与基于无阻流量(20.83万m3/d)的产能评价结果相比，该井由高产井重新定位为无效井，从而为气藏评价与产能建设提供了新的认识，实现了气田开发效益优先的理念转化。

3 气井效益主控因素与气藏评价

3.1 主控因素分析

通过高效井识别方法的研究为气井分类提供了基础，对明确不同气井的动态特征和渗流特征具有重要意义，进而为气田开发高效开发提供新思想、新思路。

以川西某窄河道致密砂岩气藏为例，通过对148口进行高产井识别，若以企业内部收益率8%、12%作为两个区间将气井分为3类。通过统计分析表明，较好的储层物性与含气性是气井高效的基础，稳产能力的大小是确保气井高效的有力保障，泄流区域的大小是气井高效的重要影响因素(表2)，而采用无阻流量分类难以确定不同类型气井的特征(表3)。同时从初期无阻流量统计可以看出，气井无阻流量对高效井的指示作用不具有决对作用，进一步说明该方法对气田开发高效井识别的重要性。

表2 川西地区某窄河道气藏根据内部效益因子不同类型气井主要开发动态指标统计

表3 川西地区某窄河道气藏根据无阻流量不同类型气井主要开发动态指标统计

另一方面，分别对3类气井的压恢双对数曲线开展研究表明，高效井具有明显的双线性或线性流特征，效益井双线性或线性流特征持续时间较短，无效井没有明显双线性、线性流特征，曲线形态特征如图8～图10所示。由于该窄河道气藏储层普遍较薄，储层类型属于孔隙型致密储层，裂缝发育较少，气田开发主要采用水平井开发模式，线性、双线型流对储层改造效果具有明显的指示作用，因此通过对比表明，工程技术改造是气井实现高效开发的有效手段。

图8 高效井压恢双对数曲线形态特征

图9 无效井压恢双对数曲线形态特征

图10 效益井典型渗流特征

综上所述，提高储层物性、含气性预测精度，有效配套工程工艺技术，同时利用水平井开展窄河道致密砂岩气藏开发是实现气田高效开发的重要途径，进而形成了该气藏高效开发的总体策略，基于该开发策略，目前该气藏已成为西南油气田川西第一大气藏。

3.2 气藏评价

利用3.1节中主控因子有利于开展气藏综合评价，进而控制开发风险，而利用无阻流量为目标的气藏综合评价难以反映气井最终的效益和开发风险。以川西某窄河道致密砂岩气藏为例，从图11可以看出，采用内部效益因子开展气藏综合评价效果与气井实际开发具有一致性，而采用基于无阻流量为目标的气藏综合评价结果难以反映气井的真实开发效果，进而难以提高气藏的开发效益。

图11 气藏综合评价及开发效果对比

4 结论

1)通过调研与气田开发实践，建立了基于高效井识别方法的气田效益开发评价技术。

2)实例分析表明，利用新的方法技术有利于弥补传统的基于无阻流量开展气井产能评价的不足，更有利于油气田企业实现效益开发。

3)通过高效井识别方法，以川西地区某窄河道致密砂岩气藏为例，明确了窄河道致密砂岩气藏实现高效开发的主要因素，有利于开展气藏综合评价。