复杂断块气藏合理开发方式研究

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）

N 气田含气面积 44.3km2，探明储量 33.82×108m3，目前仅投产气井2口，开发潜力较大，但受断层切割影响，储层发育连续性差，气藏规模较小，储量丰度低，外加气田处于松花江流域，地面条件复杂，气田有效动用难度大。为此，通过对N气田水平井、斜井等开发方式的可行性评价，优选井网与储层匹配的最佳开发方式，实现气藏储量的有效动用。

1 气田概况

N 气田主体区位于长春岭背斜构造东部，构造形态为南北向断层切割背斜形成的地垒断块，沿背斜轴向形成脊部高、两翼陡的拱型地垒,T2 层以下断层走向为北—北东向，少数为近南北向，大部分为正断层，延伸长度2～6km，多数断距15～100m，最大断距120m；气田主要发育扶杨油层，有效厚度轴部较厚、翼部变薄，砂体的延伸方向以北东—南西向为主，纵向上发育40个砂体，有效储层23个，有效储层钻遇率低，砂体连续性差。

2 开发方式评价

N气田储层发育层多而薄，横向连续性差，加之断层发育，气藏规模较小、储量丰度低，且位于松花江流域，地面条件复杂，属于难采储量。在开发方式上，需结合地面条件选择斜井、水平井及直井相结合的布井方式，使井网与储层匹配，实现气藏储量的有效动用，从而提高气藏开发效果。

2.1 水平井适应性评价

N气田储层层多且薄，不稳定，直井开发效果不明显，对于砂体呈片状发育的FI5、FI7、YI7 几个砂体可部署水平井，其他砂体不稳定区域可考虑斜井。

考虑到储层钻遇率的问题，当储层厚度小于6m时钻水平井风险过大，而当储层厚度过大时，水平井与直井产能替换比会过小，而钻水平井费用比直井费用大。因此部署水平井的储层厚度不宜过大。

通过对N 气田地质特征分析，从以下几个方面分析该区水平井适用的地质条件：

（1）储层厚度：储层厚度1.6～53.6m，平均19.1m，厚度较薄，水平井相对直井可获得较高的增产倍比；同时储层厚度又大于6m，有利于控制水平段井眼轨迹。但部分储层厚度过小，小于6m，故而水平井段井眼轨迹较难控制。

（2）储层连续性。N气田砂体多呈透镜状发育，仅几个主力层呈片状发育，对地面条件复杂、储层片状发育的区域可部署水平井，从而扩大连通范围，增加可动用储量，提高气藏储量动用程度及单井产能，减少钻井数量及地面基建等投资。

（3）储层的各向异性的影响。由于储层垂向渗透率越大则水平井效果越明显，而各向异性系数越大则水平井效果越差。如果储层裂缝不发育，且储层垂向渗透率小，对储层水平井产能影响较大。

（4）储层深度。从工艺角度考虑，水平井钻、完井液如果返排不畅则易形成地层污染，对水平井产能构成影响。N 气田储层较浅，深度750～890m，有利于水平井钻、完井液返排，减轻储层污染。

2.2 斜井适应性评价

（1）N 气田发育两套层系、40 个砂体，有效储层23个，储层发育较多，但单层厚度较小，平均单层厚度仅为0.8m；统计已完钻井有效储层钻遇率较低，其中钻遇率大于50%的砂体仅有3个，表明该区储层发育极不稳定，砂体连续性较差。因此，从储层发育状况分析，为充分利用储层，N气田比较适合部署斜井，尤其砂体不稳定区域。

（2）从地面条件分析，N 气田位于松花江流域，地面条件复杂，钻斜井可以减少钻井井数，增加储层钻遇厚度和可动用的地质储量。

3 产能对比分析

以N气田N2井为例分别计算直井、斜井与水平井的产能，从计算结果可以看出当斜井井斜角为0°时，斜井产能与直井一致，当斜井井斜角向90°接近时，斜井产能向水平井产能接近；当水平井长度过小时，水平井产能甚至可能小于斜井产能，故在气藏设计时需要综合考虑钻井工艺和经济的可行性。计算结果见表1。

表1 N2井不同井斜角时的产能

4 开发效果对比分析

建立数值模拟模型，对N气田按表2设计的方案进行数值模拟，时间为30年。通过对各开发方式及开发速度下达到产能规模所需井数、平均单井稳产期、稳产期平均采出程度及最终采出程度进行对比，找出较优的开发方式。

表2 模拟方案设表计表

（1）以斜井产能替换比1.5，水平井产能替换比2.0，模拟不同采气速度下，达到相同产能规模时，不同开发方式的开发效果（见表3）。

当采气速度为2.0%时，达到相同产能规模所需斜井比直井少8口、水平井比直井少11口，稳产期采出程度斜井比直井大10.0%、水平井比直井14.0%，最终采出程度斜井比直井大5.0%、水平井比直井大3.0%。

当采气速度为3.0%时，达到相同产能规模所需斜井比直井少11 口、水平井比直井少17 口，稳产期采出程度斜井比直井大13.0%、水平井比直井20.0%，最终采出程度斜井比直井大6.0%、水平井比直井大9.0%。

当采气速度为4.0%时，达到相同产能规模所需斜井比直井少6口、水平井比直井少13口，稳产期采出程度斜井比直井大7.0%、水平井比直井16.0%，最终采出程度斜井比直井大6.0%、水平井比直井大10.0%。

模拟结果显示，当以相同采气速度生产时，水平井越长、斜井井斜角越大、产能替换比越高，则达到相同产能规模所需井数越少，且水平井稳产期>斜井稳产期>直井稳产期。

表3 不用采气速度开发方式对比表

（2）以井底最小控制压力0.5MPa，模拟预测采气速度为1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%及4.0%时，直井、斜井及水平井开发效果见图1～图3。

当用直井进行开采时，采气速度越大则稳产期越短，当采气速度不小于3.5%时，基本已经没有稳产期，开井即开始减产，故直井采气速度不宜过大。此外采气速度越大则初期井底流压越小且井底流压下降越快。

采用斜井、水平井进行开采时，采气速度越大则稳产期越短，初期井底流压越小且井底流压下降越快。

模拟结果显示，当以不同采气速度采气时，不论以何种方式（直井、斜井、水平井）开采，随采气速度增大稳产期越短，开采初期井底流压较小且流压下降较快，累产气量逐渐增大，但增幅逐渐减小。

综上所述，当进行布井时，可先考虑在适合水平井的区域布水平井，再根据所要达到的产能规模，在适合斜井的区域布适当数量的斜井，然后再跟据产能规模确定直井数。

由于N气田储层较浅，地层压力较低，如果采气速度过大，则容易导致流压过低，稳产时间短，故采气速度不宜过大，约为1.5%～2.0%左右。

当采气速度为1.5%时，达到产能规模需要直井17口，除去现有的10口，还需要直井7口。若水平井产能替换比为2.0，斜井产能替换比为1.5，则依照斜直井为主，水平井为辅的原则，对地面条件差的井区部署水平井1 口，地面条件相对较好的部署斜井2 口，地面条件好的部署直井2 口。若水平井产能替换比为2.5，可考虑布水平井1口、斜井3口。

当采气速度为2.0%时，达到产能规模需要直井23口，除去现有的10 口，还需要直井13 口。若水平井产能替换比为2.0，斜井产能替换比为1.5，则依照斜直井为主，水平井为辅的原则，对地面条件差的井区部署水平井2 口，地面条件相对较好的部署斜井4 口，地面条件好的部署直井3 口。若水平井产能替换比为2.5，可考虑布水平井2口、斜井4口、直井2口。

5 结论

（1）论证得到了N 气田水平井、斜井开发的可行性,计算结果表明，斜井和水平井开发都是可行的，但水平井开发风险相对较大，宜考虑以斜直井为主，水平井为辅。

（2）利用数值模拟方法，得到了N 气田不同井型下产量、压力随时间的变化关系，为正确开发N 气田提供了基础；N气田采气速度不宜过大，采气速度宜为1.5%～2.0%，宜布水平井1～2口、斜井2～4口。

（3）当布水平井时，考虑到砂体展布范围，布井层位宜大于6.0m，否则砂体易尖灭，展布范围不够大，水平井储层钻遇长度会比较短，产能会比较低。