摘要：柴達(dá)木盆地澀北一號(hào)氣田經(jīng)過12余年的試采開發(fā)，積累了大量生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)，基本達(dá)到了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評價(jià)條件。采用物質(zhì)平衡壓降法和遞減分析法2種動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法，對澀北一號(hào)氣田Ⅱ、Ⅳ號(hào)氣藏進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算。計(jì)算過程中結(jié)合生產(chǎn)測井資料、射孔資料，合理地解釋了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量和地質(zhì)儲(chǔ)量存在的計(jì)算差異，評價(jià)了氣藏的開發(fā)效果，指出了影響該區(qū)高效開發(fā)的問題，為澀北氣田其他氣藏的高效開發(fā)提供了參考。

關(guān)鍵詞：澀北氣田；動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量；物質(zhì)平衡法；遞減法；開發(fā)效果

    澀北一號(hào)氣田位于柴達(dá)木盆地東部三湖地區(qū)，是第四系生物成因氣藏，多層疏松砂巖邊水驅(qū)氣田。該氣田從1996年投入試采開發(fā)，2003年達(dá)到年產(chǎn)13.4×10⁸m³的高峰產(chǎn)量，以后趨于穩(wěn)定，產(chǎn)水量從0.319×10⁴m³/a到2008年的2.83×10⁴m³，采出程度約為8%，基本達(dá)到了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評價(jià)條件。筆者基于生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和測試資料，參照SEC儲(chǔ)量評價(jià)方法，通過壓降法和遞減分析法的計(jì)算分析，對澀北一號(hào)氣田兩個(gè)典型氣藏(Ⅱ號(hào)氣藏和Ⅳ號(hào)氣藏)進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評價(jià)。評價(jià)過程中結(jié)合產(chǎn)氣剖面測試資料、生產(chǎn)射孔資料，較為合理地解釋了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量和地質(zhì)儲(chǔ)量在計(jì)算過程中存在的計(jì)算差異，分析了Ⅳ號(hào)氣藏具體氣井的開發(fā)效果，為該區(qū)其他氣田的高效開發(fā)提供參考。

    氣田在進(jìn)入正式開發(fā)后，用生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算是氣田開發(fā)過程中的一項(xiàng)重要工作，是氣田實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)，儲(chǔ)量得以有效管理的重要依據(jù)，對于正在開發(fā)的氣田，評價(jià)包括井距、采氣速度、開發(fā)模式等在內(nèi)的各種參數(shù)，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量是一個(gè)重要的基礎(chǔ)^[1]。動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量不同于用容積法計(jì)算的儲(chǔ)量，其計(jì)算的是氣藏內(nèi)可以滲流的那部分地質(zhì)儲(chǔ)量，減少了用容積法計(jì)算儲(chǔ)量的一些術(shù)確定性。動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量是具有可操作性，可比性強(qiáng)的可靠儲(chǔ)量^[2]。筆者對澀北一號(hào)氣田兩個(gè)具有代表意義的氣藏(Ⅱ號(hào)氣藏和Ⅳ號(hào)氣藏)進(jìn)行計(jì)算分析與評價(jià)。

    Ⅱ號(hào)氣藏是澀北一號(hào)氣田的一個(gè)中型氣藏，Q₁₊₂地層，含氣面積21km²，井段跨度43m，氣層數(shù)2個(gè)，地質(zhì)儲(chǔ)量40.2×10⁸m³，氣藏海拔埋深1610～1550m，原始地層壓力13.6MPa；Ⅳ號(hào)氣藏處于Ⅱ號(hào)氣藏下部，由11個(gè)氣層組成，含氣面積43.4km²，地質(zhì)儲(chǔ)量110.6×10⁸m³，氣藏海拔埋深1530～1440m，井段跨度78m。由于是同沉積背斜構(gòu)造，兩個(gè)氣藏構(gòu)造相似，變化幅度一致。由于澀北氣田共有60余個(gè)氣層，10余個(gè)氣藏，選取的兩個(gè)氣藏一個(gè)是2層，一個(gè)是多層，故具有一定代表性，分別代表了精細(xì)劃分開發(fā)層系與粗略籠統(tǒng)劃分開發(fā)層系的兩個(gè)氣藏單元，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算采用傳統(tǒng)的物質(zhì)平衡壓降法和壓力產(chǎn)量遞減法兩種方法。

物質(zhì)平衡壓降法是氣田計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的常用方法，該種方法是建立在質(zhì)量守恒的基礎(chǔ)上，其計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量較為可靠，但是這種方法需要高質(zhì)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)(如壓力、產(chǎn)量等)，對于含氣面積較大，開發(fā)井?dāng)?shù)較多的氣藏，一般需要3次以上的全氣藏關(guān)井來求取氣藏平均壓力。筆者結(jié)合氣田的動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料，采用平均法對氣藏中部壓力進(jìn)行折算，計(jì)算結(jié)果與全氣藏關(guān)井測試結(jié)果對比后發(fā)現(xiàn)，用該種方法處理的氣藏平均壓力與氣藏實(shí)際壓力誤差在2%以內(nèi)(如圖1)，可以用物質(zhì)平衡法進(jìn)行氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算。

 

    應(yīng)用氣藏地層壓力和生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)，繪制Ⅱ號(hào)和Ⅳ號(hào)兩個(gè)氣藏的生產(chǎn)指示曲線，如圖2、3所示。

 

    圖2顯示，Ⅱ號(hào)氣藏壓降呈指數(shù)遞減規(guī)律，線性關(guān)系較好，由線性回歸公式Y(jié)=0.004X+15.37，計(jì)算得到該氣藏的動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量為38.4×10⁸m³。

    按照同樣的方法，繪制Ⅳ號(hào)氣藏的壓降圖如圖3所示，線性回歸公式Y(jié)=0.002X+17.98，得到氣藏的動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量為89.9×10⁸m³。

    在氣田進(jìn)入開發(fā)中后期后，遞減分析法是一種廣泛應(yīng)用的求取動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的計(jì)算方法^[3]，氣藏的遞減方式取決于氣井的開發(fā)方式、儲(chǔ)層物性和驅(qū)動(dòng)類型等。按照Arps遞減理論，遞減一般分為指數(shù)遞減，調(diào)和遞減和雙曲遞減等。近年來，F(xiàn)etkovich等人進(jìn)一步發(fā)展了氣藏工程遞減鯉論，借鑒應(yīng)用這些研究成果，計(jì)算了Ⅱ號(hào)和Ⅳ號(hào)氣藏的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。列出用多種遞減法計(jì)算的氣藏地質(zhì)儲(chǔ)量，控制面積和可采儲(chǔ)量如表1所示。

    從表1得到Ⅳ號(hào)氣藏按不同計(jì)算方法得到的氣藏平均儲(chǔ)量為98.53×10⁸m³。

按照同樣的方法，可以計(jì)算Ⅱ氣藏的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量約為40.8×10⁸m³，計(jì)算結(jié)果與用壓降法計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量相吻合。

    通過對比用容積法計(jì)算的地質(zhì)儲(chǔ)量，列出3種方法計(jì)算的氣藏儲(chǔ)量如表2所示。

    對比結(jié)果顯示，Ⅱ號(hào)氣藏靜態(tài)法計(jì)算的儲(chǔ)量和用物質(zhì)平衡壓降法和遞減法計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量基本吻合，說明該氣藏的儲(chǔ)量是可靠的。但Ⅳ號(hào)氣藏計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量僅約為用容積法計(jì)算的儲(chǔ)量的85%。根據(jù)SEC儲(chǔ)量評價(jià)方法^[4～6]，結(jié)合澀北氣田多層疏松砂巖的氣藏特征和多層開發(fā)的開發(fā)模式，運(yùn)用產(chǎn)氣剖面資料和射孔資料從氣藏射孔動(dòng)用程度和生產(chǎn)動(dòng)用程度綜合進(jìn)行分析。

由于Ⅱ號(hào)和Ⅳ號(hào)氣藏都是多層疏松砂巖，繪制氣藏長軸剖面圖如圖4、5所示。

 

    從兩幅圖可以看到，Ⅱ號(hào)氣藏有兩個(gè)有效氣層，第一層厚度大約7.4m，第二層厚度5.6m，總平均氣層有效厚度13m，第三個(gè)為含氣水層，氣層上面大概有近10m的泥巖蓋層。Ⅳ號(hào)氣藏有11個(gè)有效氣層，下面是氣水同層，或者水層。統(tǒng)計(jì)Ⅱ號(hào)氣藏的射孔層位，可以了解到該氣藏24口開發(fā)井在第一氣層都有射孔，在第二氣層上有19口井射孔。于是可以計(jì)算出Ⅱ號(hào)氣藏的射孔動(dòng)用程度為：

    另外由于氣藏的非均質(zhì)，在生產(chǎn)測井中發(fā)現(xiàn)有部分產(chǎn)層在生產(chǎn)過程中并不產(chǎn)氣。如果以氣層數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，則氣層動(dòng)用程度為(14/15)×10%=93%；如果以氣層厚度來進(jìn)行計(jì)算則可以得氣層開發(fā)動(dòng)用程度為(69.4/73.7)×10%=94.2%，綜合動(dòng)用程度為射孔動(dòng)用程度、開發(fā)動(dòng)用程度的綜合，即為89.6%×94.2%=84.4%。按照同樣的方法，可以得到Ⅳ號(hào)氣藏的綜合動(dòng)用程度僅為55.2%(表3)。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果與用容積法計(jì)算結(jié)果相近的Ⅱ號(hào)氣藏其綜合動(dòng)用程度較高，動(dòng)儲(chǔ)量核算結(jié)果與容積法計(jì)算結(jié)果差別較大的Ⅳ號(hào)氣藏其綜合動(dòng)用程度較低，只有55.2%，這為Ⅳ號(hào)氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量核算與用容積法計(jì)算結(jié)果相差提供了較為合理的解釋依據(jù)。

    通過上述計(jì)算分析可以看出，在氣田開發(fā)過程中，氣藏如果要獲得較大的動(dòng)用程度和提高最終氣田采收率，優(yōu)化氣層開發(fā)組合，實(shí)行精細(xì)開發(fā)是可行的選擇。進(jìn)行長井段射孔開發(fā)在氣田開發(fā)早期，對于提高單井產(chǎn)量，滿足供氣需求是合適的，但是對于提高氣藏綜合動(dòng)用程度，尤其是在氣田開發(fā)中后期，在防止邊底水竄進(jìn)，預(yù)防氣井過早見水上是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)澀北氣田Ⅳ號(hào)氣藏實(shí)行長井段多層開發(fā)生產(chǎn)的2口井和僅有三層開發(fā)生產(chǎn)的2口井的生產(chǎn)特征(表4)，對比可以看出，用較少氣層進(jìn)行開發(fā)，氣井不但能獲得較長的穩(wěn)產(chǎn)、穩(wěn)壓期，還能獲得較多的累積產(chǎn)氣量，即理想的采收率，開發(fā)效果明顯優(yōu)于長井段多層開發(fā)的氣井。

    通過以上動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算及對比分析，可以得到以下認(rèn)識(shí)：

    1) 應(yīng)用物質(zhì)平衡壓降法和遞減法計(jì)算澀北氣藏的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量是合適的，其精度不僅受壓力和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的影響，同樣也受開發(fā)模式的影響。

    2) 計(jì)算分析表明，同一氣藏包含單氣層越多，其層間干擾影響越明顯，氣藏綜合動(dòng)用程度越低。

    3) 氣田開發(fā)生產(chǎn)實(shí)例表明，單井用大約3個(gè)氣層進(jìn)行生產(chǎn)是有效的和經(jīng)濟(jì)的，不僅可以延長無水采氣期，同時(shí)有助于提高氣藏的最終預(yù)期采收率，值得在新氣田開發(fā)應(yīng)用。

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(本文作者：李江濤 陳得壽 高勤峰 田會(huì)民 錢戰(zhàn)宏 孫亞 中國石油青海油田公司天然氣開發(fā)公司)