延安气田Y井区动储量评价方法研究

张力

陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院 陕西 西安 710075

动态储量是气藏储层中能够参与渗流的那部分天然气地质储量。动储量计算是气井动态分析和综合评价的重要基础，其计算结果是气田开发方案制定、后期开发调整的重要依据。因此，在气田开发的不同阶段，充分利用已有资料进行动储量核实，是掌握储量动用状况、评价开发效果的重要物质基础。

延安气田储层低渗、致密，目前正处于陆续建产阶段，生产井数量不断增加，关井压力恢复速度慢、时间长，同时由于产量任务严峻及冬季用气高峰期提产保供等综合因素的影响，气田不能大面积关井测压，致使地层压力测试数据少，因此采用依赖于准确地层压力[1-2]的常规压降法进行动储量评价将受到很大限制。

本文根据现有动储量评价方法的适用条件，选取了5种方法对延安气田Y井区包含Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类的15口气井进行了动储量计算，通过误差分析研究，最终确定了压降法、流动物质平衡法和产量不稳定法这3种适合延安气田开发现状的动储量评价方法，为储量动用状况和开发效果评价提供了理论支撑。

1 动储量评价方法及适用条件

1.1 压降法

压降法即物质平衡法，该方法是根据物质平衡方程原理来进行气井动态储量计算。压降法计算动储量所需参数少，仅需要原始地层压力、当前地层压力及累计产气量，该方法在气井动储量计算中应用广泛［3］。此方法需要实测或计算的地层压力值，适用于稳产期或递减期，采出程度应大于10%。对于定容封闭气藏的物质平衡方程为：

式中：G——气井动储量，108m3；Gp——气井累计产气量，108m3；p——气井当前地层压力，MPa；pi——气井原始地层压力，MPa；Zi——原始气体偏差系数；Z——当前气体偏差系数；a、b为回归方程系数。

图1 压降法的压降与动储量曲线

1.2 流动物质平衡法

根据能量守恒定律和渗流力学原理，当气藏中渗流到达拟稳定状态时，地层中各处与井底、井筒各点的压降速度相等，即为一个常数，且气井的压降漏斗曲线呈现出一簇平行的曲线[4]。此时视井底流压与视地层压力变化特征相同，做视井底流压与对应累计产气量的相关直线并回归直线斜率，则原始地层压力与直线斜率的比值即为该井的动储量。该方法适用于气井测流压资料较多，气体的渗流到达拟稳定状态，且生产过程中压力、产量都相对稳定。

1.3 产量不稳定分析法

产量不稳定分析法是基于储层流体的渗流理论，根据气井储层基本参数、井筒参数、高压物性参数，利用气井生产历史的产量及流压等数据，建立气井储层与井筒模型，可采用Blasingame、Agarwal-Gardner、NPI、Transient等气藏工程方法，对井底流压、气井当前地层压力进行计算，通过修正储层模型进行气井生产历史拟合，从而可以计算气井动态储量。该方法适用于气井具有长时间的生产历史，产水量少，有准确且连续的井口压力数据。

1.4 弹性二相法

对于一口在有界封闭储层中生产的气井，其井底压力的下降过程分为3个阶段［5］：即压降漏斗未传递至边界的不稳定渗流早期，接着压降漏斗传递至边界后为不稳定渗流晚期，最后阶段为拟稳定期，此时储层至井底任一点的压降速度相等，即弹性二相过程。当储层中气体的渗流到达拟稳态后，井底流压二次方的下降速度为常数。因此，根据渗流到达拟稳态条件后直线段的斜率，可求得气井的动态储量。该方法使用时气体的渗流须到达拟稳定状态，且生产中产气量与压力相对稳定，需要连续测压资料。

1.5 产量累计法

产量累计法是基于经验统计的一种动储量计算法，其原理是根据气井生产数据的检验和运算，当采出程度大于50%或者在生产制度不变的条件下气井产气量连续递减，当满足以上生产特征时，气井累计产气量随时间变化关系曲线呈现的线性关系段，该线性段斜率即为该气井的动储量。延安气田Y井区生产历史相对较长，对于以较低产量生产且压力资料无法获取、或个别间歇生产的气井，可用产量累计法进行动储量计算。此方法适用于气井采出程度大于50%或不改变生产制度的条件下产气量出现连续递减。

1.6 压降速率法

压降速率法是根据生产制度稳定的气井在生产过程的产量与压力变化规律而提出的一种动态分析计算法。选取稳定生产段并求得该段的平均套压压降速率，由于生产制度稳定，认为之后的套压变化特征与稳定生产段一致且直到套压降为零，故套压为零时的生产时间可用稳定生产段起点的套压除以平均套压压降速率求得，因此气井动储量即稳定生产段起点对应的累计产气量加上稳定生产段起点至套压降为零阶段的累计产气量，后者累产气量为稳定产气量与稳定生产段起点至套压降为零段时间的乘积。

2 动储量评价方法选择

延安气田Y井区构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部，开发目的层为上古生界盒8、山1、山2及本溪组，属弹性气驱动岩性气藏，具有低渗致密、丰度低、气井自然产能低、单井控制储量低的特点，所有气井需进行压裂改造后才能投产。Y井区于2014年12月投产，截至2022年12月，总计投产气井45口，平均开井数为37口，区块日产气量48.24×104m3/d，日产水量6.94 m3/d，平均单井产气量1.01×104m3/d，平均单井产水量0.15m3/d，区块累计产气量16.30×108m3，累计产水量1.83×104m3。

根据延安气田Y井区的储层特征及开发现状，通过不断研究和现场应用的摸索和总结，在延安气田Y井区选取15口（包含Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类）符合上述方法适用条件的气井，分别采用压降法、流动物质平衡法、产量不稳定法、产量累计法和压降速率法进行动储量计算，以验证以上各种方法在延安气田Y井区动储量计算中的相对可靠性。由于压降法是根据关井后实测恢复后的地层压力值进行计算，该方法计算所得动储量结果相对准确，故以压降法为参照标准进行相对误差评价。

3 结果分析及方法优选

采用选取的5种方法对Y井区15口气井进行动储量计算，以压降法计算结果为参照（见表1），其他4种方法计算结果与之对比，流动物质平衡法、产量不稳定法的相对误差分别为7.9%和9.36%，误差较小；产量累计法、压降速率法的相对误差分别为34.1%和29.77%，误差偏大。以上结果表明，动储量评价中流动物质平衡法和产量不稳定法相对误差小，基本符合工程计算的要求，可作为压降法的辅助方法来验证动储量计算结果的准确性。

表1 Y井区气井动储量计算及误差对比

结合气田开发实际，分析产量累计法计算结果误差偏大的主要因素有，下游冬季用气高峰阶段气井提产保供，生产任务的影响引起阶段工作制度变化，表现为计算结果总体偏小。而影响压降速率法误差偏大主要由于致密储层非均质性强、储层改造形成裂缝的形态复杂引起的压力的波动变化及气井井筒储集效应等因素的综合影响，表现为计算结果普遍偏小。

综上分析，对于Y井区压力测试资料多、生产制度平稳、产能较高的气井，可采用压降法、流动物质平衡法和产量不稳定法计算气井动储量。

4 结论

（1）对比不同气井动储量计算方法的适用条件，优选了5种方法对Y井区的15气井进行了动储量计算及与压降法对比的误差分析，结果表明，流动物质平衡法及产量不稳定法误差较小，计算结果可信度高，可作为除压降法外Y井区动储量评价的主要方法。

（2）产量累计法、压降速率法计算结果误差偏大，不能单独作为气井动储量评价的依据，使用时应参照压降法、流动物质平衡法和产量不稳定法确定计算结果。

（3）致密储层采用压降法时关井压力恢复速度慢、时间长，而流动物质平衡法须渗流达到拟稳态条件且有两次以上流压测试，相较于以上两种方法的限条件制，产量不稳定法只需记录全面准确的生产数据，其适用性更高。