龙凤山致密砂岩气藏早期产能主控因素评价及预测

◇中国石化东北油气分公司勘探开发研究院 汝亚林

针对龙凤山致密砂岩气藏储层厚度薄、物性差、非均质性强等特点，在气藏精细描述及评价基础上，系统分析并优选了影响单井初期产能气测全烃值、气层厚度、孔隙度、有效渗透率、含气饱和度、压裂段数、施工排量的7方面因素，运用灰色关联分析法得到了各因素的关联度，明确单井产能的主控因素，应用地层系数法对新部署水平井产能进行预测，预测结果与投产后实际产能吻合程度较高，该方法为龙凤山致密砂岩开发技术政策产能论证提供一定指导意义。

1 区域概况

龙凤山气田位于松辽盆地长岭断陷南部龙凤山构造带，自下而上发育下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组，上白垩统青山口组、姚家组、嫩江组四方台组和明水组，以及第四系。目的层为营城组，总体呈“西南高、东北低”的单斜构造，断层多为近南北—北东方向展布。研究区沉积主要来自南部物源控制。主要目的层营Ⅲ-营Ⅳ砂组为扇三角洲前缘沉积沉积，营Ⅰ砂组为辫状河三角洲平原—前缘沉积。对营城组20口井673个岩心样品物性分析，孔隙度主要集中在4%～8%，渗透率主要集中在0.01-1mD，属于特低孔、特低渗致密储层。营城组气层由下部沙河子组烃源岩供烃，气源由断裂垂向输导，砂体横向运移至营城组各砂组储层内成藏，为构造背景下的岩性油气藏。

2 开发特征

龙凤山气田储层厚度薄、物性差、非均质性强，全区所有气井均进行压裂改造。将区域内13口水平井产量进行归一化处理，生产特征分为3个阶段（见图1）：第1阶段为定产降压阶段，流体主要由压裂缝向井筒供给，基质流体向压裂缝供给速度远远小于压裂缝向井筒供给速度。由于压裂缝有限，近井地带压力快速下降，压裂缝向井筒供给时间较短，因此气井稳产期短。第2阶段为降产降压阶段，基质流体向压裂缝供给速度小于压裂缝向井筒的供给速度，出现近井地带地层压力下降，生产压差减小导致压力和产量双降。第3阶段为低产低压阶段，基质流体向压裂缝供给速度与压裂缝向井筒供给速度基本达到平衡，产量、油压递减速度变缓[1]。

图1 龙凤山致密砂岩水平井产量归一化曲线图

3 产能主控因素分析及预测

3.1 产能影响指标优选

气井产能评价是气田开发的核心工作。落实气井初期产能，可以为开发技术对策的制订及气藏优化配产提供依据。产能主控因素研究是气井产能评价工作的深化，是对已测试井或已投产井产能变化规律深层次原因的总结。目前一般用气井的无阻流量描述气井产能[1-5]，但实际上受井筒、冬天保供等方面的因素制约，大多数投产井初期均未进行产能测试及动态监测等工作。通过计算得到的无阻流量与实测得到的无阻流量差异较大。因此开展水平井试采工作，建立平均日产气与累产气关系，其中投产4个月平均日产气与累产气的（图2），表明投产4个月水平井达到拟稳定状态，取投产4个月的平均产气量作为早期水平井产能较为合适。

图2 累产气量与投产4个月平均日产气关系图

3.2 产能主控因素评价

油气田开发系统中存在许多影响储层性质或开发效果的因素，这些因素变化的随机性决定了获得流体流动规律的具有较高难度。依托因素之间的关联性判断影响油田开采的主要因素，可以为生产预测及调整开发提供决策依据。常规的因素分析法要求有较大的样本量，样本应具有典型的概率分布规律，否则分析结果将存在较大的误差，在实际应用过程中常常达不到这样的条件[6-7]。灰色关联分析法对数据的数量和质量要求程度相对容易，它综合考虑了多种影响因素，且结果比较准确、符合实际，是一种较为科学、简单、可靠的系统分析方法。根据水平井试采特征，优选了影响气井初期产能的地质和储层改造参数因素（表1）。应用灰色关联分析法对开发初期影响产能的8方面因素进行了灰色关联分析。

表1 产能影响参数统计

通过计算求出各因素的关联度，按照关联度大小进行排序：有效渗透率>压裂段数>全烃值>孔隙度>含气饱和度>排量>气层厚度（表2）。根据灰色关联度权重值大小，龙凤山气田致密砂岩气藏影响水平井开发初期产能的主控因素为反应储层的渗透性、物性及含气性的有效渗透率、孔隙度、全烃值、含气饱和度。由于有效储层改造决定流体的渗透性及导流能力，因此初期产能也受有效储层改造程度影响。

表2 各因素的关联度系数

3.3 产能预测

由于储层砂体变化快，非均质性较强，岩心分析的孔隙度与渗透率指数相关性较差，导致测井解释渗透率与岩心分析渗透率相差较大。龙凤山气田水平井均进行压裂改造，测井解释渗透率不能真实反应压后近井地带流体渗透性，计算得到的地层系数与初期产能相关性不高（图3）。

图3 水平井地层系数（测井解释渗透率）与初期产能关系图

龙凤山气田营城组13口水平井中仅2口井进行了压恢测试，因此无法通过试井分析方法确定水平井近井地带有效渗透率。本次应用RTA软件，采用Blasingame方法对每口水平井进行拟合，确定水平井有效渗透率，该有效渗透率能够反应压后近井地带基质与裂缝的综合渗透性。通过有效渗透率计算得到地层系数与初期产能线性相关性较好，（图4）。

图4 水平井地层系数（有效渗透率）与初期产能关系图

龙凤山致密砂岩气藏水平井的孔隙度与有效渗透率呈线性相关，且相关性较好，（图5）。通过三维地质建模建立孔隙度模型，得到新部署井孔隙度。在目前相同压裂工艺及规模条件下，根据孔隙度与有效渗透率线性相关性预测得到新部署井的有效渗透率，采用地层系数法预测新井产能。

图5 测井解释孔隙度与有效渗透率关系

2021年完钻的5口水平井，根据5口井测井解释孔隙度，利用公式2得到有效渗透率，再利用公式1预测初期产能。预测产能跟实际产能接近（表3），证实地层系数法对龙凤山致密砂岩储层初期产能预测是适用的。

表3 新井预测产能与实际产能对比统计表

4 结论

（1）储层物性、含气性及渗透性是决定水平井初期产能的主控因素，同时有效储层改造程度决定流体的渗透性。

（2）采用Blasingame方法确定各单井有效渗透率，与测井解释渗透率相比，有效渗透率更能反应压裂改造后近井地带的渗流能力，计算得到地层系数与单井初期产能线性相关性更高。