普光氣田氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法及效果

摘 要

摘要：在普光氣田部署的開發(fā)井中，距邊、底水較近的氣井有13口，約占33%，這類氣井投產(chǎn)層段選擇是影響單井乃至整個(gè)氣田開發(fā)效果的關(guān)鍵因素。投產(chǎn)層段選擇不合理，將導(dǎo)致邊、底水過早
摘要：在普光氣田部署的開發(fā)井中，距邊、底水較近的氣井有13口，約占33%，這類氣井投產(chǎn)層段選擇是影響單井乃至整個(gè)氣田開發(fā)效果的關(guān)鍵因素。投產(chǎn)層段選擇不合理，將導(dǎo)致邊、底水過早沿裂縫帶或高滲透帶快速推進(jìn)，降低氣井無水采氣期，影響氣井和氣藏產(chǎn)能，同時(shí)給防腐工作帶來困難。為此，在氣井分類評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用建模和數(shù)值模擬技術(shù)，結(jié)合單井特點(diǎn)來優(yōu)化氣井投產(chǎn)層段。結(jié)果表明：①位于構(gòu)造高、中部位不受邊水和底水影響的氣井，應(yīng)盡量全部打開；氣層跨度超過400m的氣井，考慮到投產(chǎn)作業(yè)施工難度，打開程度控制在70%～90%，對(duì)分散且品質(zhì)差的薄氣層不打開。②位于構(gòu)造中、低部位受邊、底水影響的氣井，打開程度以靠近氣層頂部50%～80%為宜。該方法在普光氣田的應(yīng)用有效地控制了氣井的出水時(shí)間，為提高單井無水期呆出程度和氣藏的最終采收率創(chuàng)造了條件。
關(guān)鍵詞：普光氣田；邊水；底水；投產(chǎn)層段；無水采氣期；采出程度；數(shù)值模擬；優(yōu)化
1 氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法
   氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化決定著單井產(chǎn)能、無水采氣期、最終采收率等開發(fā)指標(biāo)，是影響氣田開發(fā)效果的關(guān)鍵因素。投產(chǎn)層段選擇不合理，將導(dǎo)致邊、底水過早沿裂縫帶或高滲透帶快速推進(jìn)，降低氣井無水采氣期，影響氣井和氣藏產(chǎn)能，同時(shí)給防腐工作帶來困難[1～2]。筆者主要采用以下方法來進(jìn)行氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化。
1.1 氣井分類評(píng)價(jià)
   根據(jù)氣井所處構(gòu)造部位，儲(chǔ)層發(fā)育，距邊、底水距離等因素，將氣井分3類進(jìn)行評(píng)價(jià)。①構(gòu)造高部位氣井。氣層厚度大，主要發(fā)育在飛一、二段和長興組頂部，主力含氣井段厚度介于200～600m；飛一、二段儲(chǔ)層展布穩(wěn)定；儲(chǔ)層物性較好，Ⅰ類儲(chǔ)層占8.05%，Ⅱ類儲(chǔ)層占30.85%，Ⅲ類儲(chǔ)層占61.0%；氣井距氣水邊界遠(yuǎn)，垂向上比氣水邊界高出210m以上，平面上距氣水內(nèi)邊界距離在1300m以上；位于構(gòu)造高部位氣井占總井?dāng)?shù)的45%。②構(gòu)造中部位氣井。氣層厚度較大，主要發(fā)育在飛一、二段中上部，局部井區(qū)長興組頂部也發(fā)育氣層，主力含氣井段100～500m，展布穩(wěn)定；儲(chǔ)層物性好，Ⅰ類儲(chǔ)層占11.96%，Ⅱ類儲(chǔ)層占39.08%，Ⅲ類儲(chǔ)層占48.96%；氣井在飛仙關(guān)組均未鉆遇水層，距氣水內(nèi)邊界距離較遠(yuǎn)，一般在500 m以上；有5口井在長興組鉆遇底水，長興組礁體呈點(diǎn)狀分布，互不連通；位于構(gòu)造中部位氣井占總井?dāng)?shù)的37%。③構(gòu)造低部位氣井。氣層厚度相對(duì)較小，主要發(fā)育在飛一、二段中上部，厚度70～260m，長興組儲(chǔ)層零星發(fā)育；儲(chǔ)層物性好，Ⅰ類儲(chǔ)層占10.50%，Ⅱ類儲(chǔ)層占40.53%，Ⅲ類儲(chǔ)層占48.97%；氣井距氣水邊界較近，距飛仙關(guān)組氣水內(nèi)邊界在300 m以內(nèi)[3～4]；位于構(gòu)造低部位氣井占總井?dāng)?shù)的18%(圖1)。
    首先，引入新井測(cè)井資料，重新建立三維精細(xì)地質(zhì)模型，認(rèn)清氣藏微構(gòu)造以及儲(chǔ)層物性參數(shù)展布規(guī)律等。然后，經(jīng)過網(wǎng)格粗化，建立屬性數(shù)值模型，按照開發(fā)方案配產(chǎn)要求模擬評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)特征，預(yù)測(cè)氣藏?zé)o水采氣期、產(chǎn)能、采收率等開發(fā)指標(biāo)，研究邊、底水推進(jìn)的影響因素和規(guī)律[5]。模擬研究認(rèn)為：位于構(gòu)造高、中部位，距離邊水和底水比較遠(yuǎn)(距氣水內(nèi)邊界水平距離大于500m)的氣井，邊、底水對(duì)氣井生產(chǎn)沒有影響，氣層打開程度越高，穩(wěn)產(chǎn)期、最終采收率等開發(fā)指標(biāo)越高，這類氣井的氣層應(yīng)該盡量全部打開；位于構(gòu)造中、低部位，距離邊、底水比較近的氣井，1～2a就見水，這類氣井占總井?dāng)?shù)的33%左右，投產(chǎn)層段的優(yōu)化情況將直接關(guān)系到整個(gè)氣田的開發(fā)效果，是投產(chǎn)層段優(yōu)化的重點(diǎn)井。
1.2 應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)確定單井氣層最優(yōu)打開程度
    現(xiàn)以受邊水影響的P106井為例來說明打開程度優(yōu)化情況。在飛仙關(guān)組邊水氣藏三維精細(xì)地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過地質(zhì)模型粗化，建立P106井局部區(qū)域氣藏屬性數(shù)值模型(圖2)。為了評(píng)價(jià)氣層不同打開程度對(duì)邊水突進(jìn)的影響，根據(jù)氣、水層間儲(chǔ)層物性特點(diǎn)和鉆遇水層的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)從氣層頂部向下打開程度為11%、33%、55%、77%等不同方案，氣井初期產(chǎn)量按開發(fā)方案配產(chǎn)，進(jìn)行邊水氣藏開發(fā)數(shù)值模擬研究。
 

    數(shù)值模擬研究結(jié)果表明：當(dāng)打開11%時(shí)，由于氣層上部位置主要為Ⅲ類儲(chǔ)層，物性差，氣井生產(chǎn)基本不見水，但穩(wěn)產(chǎn)期不足3a。當(dāng)打開33%、55%、77%時(shí)，見水時(shí)間分別為5.2a、3.5a、1.4a，無水期采出程度分別為15.1%、8.8%、6.2%；當(dāng)打開程度大于77%時(shí)，由于氣層中、下部位置多為Ⅱ類儲(chǔ)層，且局部發(fā)育裂縫，儲(chǔ)層物性較好，開發(fā)過程中邊水將快速推進(jìn)?？梢?，隨著P106井氣層打開程度的不斷增加，無水采氣期將逐漸縮短，相應(yīng)的無水期采出程度將逐步降低，而穩(wěn)產(chǎn)期因多因素影響將發(fā)生由低到高然后降低的變化。由此認(rèn)為，P106井氣層自上而下打開程度控制在55%左右為最優(yōu)[6](圖3)。
 

應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)評(píng)價(jià)后認(rèn)為：鉆遇長興組底水但以飛仙關(guān)組為主力氣層的氣井，應(yīng)避射長興組氣層；鉆遇長興組底水且以長興組為主力氣層的氣井，打開程度應(yīng)控制在50%左右為宜；受邊水影響的氣井，因?yàn)殡x邊水距離和氣、水層之間儲(chǔ)層物性不同，氣井合理打開程度介于50%～90%之間。
1.3 開發(fā)井投產(chǎn)層段優(yōu)化
為最大限度地發(fā)揮氣層潛力，滿足開發(fā)方案設(shè)計(jì)的要求，根據(jù)氣井分類評(píng)價(jià)、最優(yōu)打開程度數(shù)值模擬評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合單井氣層縱橫向物性變化、井身結(jié)構(gòu)、固井質(zhì)量等情況，具體優(yōu)化氣井投產(chǎn)層段?，F(xiàn)以P106井為例，該井位于構(gòu)造低部位，屬于大斜度井，含氣井段超過700m，氣層段以上200m固井質(zhì)量較好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。飛一、二段氣層為該井主力氣層，氣層段下部以Ⅱ類儲(chǔ)層為主，物性相對(duì)較好；上部以Ⅲ類儲(chǔ)層為主，物性相對(duì)較差；飛三段主要發(fā)育Ⅲ類儲(chǔ)層，分布分散且物性差(圖4)。該井在飛仙關(guān)組鉆遇了水層。
 

根據(jù)數(shù)值模擬評(píng)價(jià)結(jié)果，選取避射氣層下部6350.9～6529.0m井段，避射厚度斜深178.1m。同時(shí)考慮到飛三段解釋的12.1m/5層氣層分散在50m跨度范圍內(nèi)，不利于投產(chǎn)作業(yè)施工，全部避射。最終優(yōu)選飛一、二段上部5966.3～6344.8m井段投產(chǎn)，井段跨度378.5m，累計(jì)射孔厚度226.6m。P106井氣層的實(shí)際打開程度為50.6%。
2 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)
應(yīng)用該技術(shù)思路和方法完成了普光氣田開發(fā)井的投產(chǎn)層段優(yōu)化。優(yōu)化后，氣井實(shí)際打開氣層厚度介于38～558m，氣層打開程度50.6%～100%，合計(jì)避射氣層1592m；投產(chǎn)井段跨度38～839m，合計(jì)避射井段跨度6579m。已完成投產(chǎn)作業(yè)氣井，實(shí)測(cè)單井平均無阻流量479×104m3/d，氣井實(shí)測(cè)產(chǎn)能均達(dá)到或超過方案設(shè)計(jì)要求。氣田投入生產(chǎn)以后，各項(xiàng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)與設(shè)計(jì)指標(biāo)基本一致。
3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)
根據(jù)開發(fā)井分類評(píng)價(jià)結(jié)果，應(yīng)用數(shù)值模擬等技術(shù)分類評(píng)價(jià)了開發(fā)井受邊、底水影響情況及氣層最優(yōu)打開程度，結(jié)合單井地質(zhì)和工程情況優(yōu)化了氣井投產(chǎn)層段。研究認(rèn)為：①位于構(gòu)造高、中部位不受邊水和底水影響氣井，應(yīng)盡量全部打開；氣層跨度超過400m的氣井，考慮到投產(chǎn)作業(yè)施工難度，分散且品質(zhì)差的薄氣層不打開，打開程度控制在70%～90%。②位于構(gòu)造中、低部位受邊、底水影響的氣井，打開程度以靠近氣層頂部50%～80%為宜。
投產(chǎn)層段的優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)氣田高效開發(fā)的關(guān)鍵因素之一，對(duì)于發(fā)育邊、底水、高含硫化氫的普光氣田更是如此。投產(chǎn)層段優(yōu)化為控制邊、底水快速推進(jìn)創(chuàng)造了有利條件。氣田投產(chǎn)后，還需要根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析結(jié)論，通過調(diào)整氣井工作制度等措施，有效控制邊、底水推進(jìn)。
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(本文作者：彭鑫嶺1 張世民1 張雪松2 李繼強(qiáng)2 1.中國石化中原油田普光分公司；2.中國石化中原油田勘探開發(fā)科學(xué)研究院)