引入比产能进行气井产能评价引发的思考

崔映坤

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司,上海 200120）

引入比产能进行气井产能评价引发的思考

崔映坤

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司,上海 200120）

气井产能的评价,理论基础已相当成熟,实际生产中也已形成相当成熟的方法,具体的操作过程亦不复杂。然而在实际运用中由于受到资料数量和质量的制约,稍不留意就会使得评价结果与实际产能出现较大差异,从而影响开发技术政策的制定、气田的开发效果及气田的经济效益。笔者引入比产能方法,在对XXX气田进行产能评价过程中,遇到一系列难以用常规方法解决的问题,由此引发产能评价的思考,对其原因以及对实际气田开发的影响进行分析和探讨,并提出了相应的应对措施。

气井产能评价;比产能;不确定性

Abstract:There are many methods to evaluate flow potential of gas well which has mature theory base and simple processing course.However,due to the quantity and quality of the well data,the calculation result is quite different from the actual flow potential in practice,which will affect development plan and the corresponding commercial efficiency.The writer encounters some tender problems when calculate the flow potential of XXX gas filed,then think it over and analyse and discuss its reason,and propose measures to solve these problems finally.

Key words:gas flow potential evaluation;specific flow potential;uncertainty

气井产能是气田开发的重要指标,正确评价气井产能对于制定合理的工作制度、编制气田开发方案有重要意义[1]。因此许多参考书和文献都介绍多种气井产能评价方法,归纳起来,现场广泛运用的方法主要有两类:试井资料分析法与类比法[2]。两种方法分别适用于已获系统试井资料与未获系统试井资料的情况。气田开发方案编制阶段和气田开发初期确立开发井的产能均需要根据本气田探井、评价井,邻近气田或本地区的探井、评价井或生产井已获的产能资料进行类比得到开发井的产能。因此,此阶段产能评价运用的方法主要为类比法。

类比法产能评价方法理论简单,在气田亦得到较好的运用。但是笔者在运用类比法对XXX气田进行产能评价时却遇到许多问题,这些问题对产能评价的理论研究无不利影响,而在实际工作中,处理不好却对制定气田开发方案、确立气井工作制度有较大的影响,最终影响到气田的开发效果及气田的经济效益。本文就运用类比法进行产能评价过程中出现的问题进行思考,并对其原因以及对实际气田开发的影响进行初步的分析和探讨,并提出相应的应对措施。这对于实际现场工作中进行合理的产能评价有重要的现实意义。

1 产能评价原理及方法

常用的类比法是首先根据取到的大量产能资料建立无阻流量与地层系数的相关关系,即QAOF=f（kh）,再将待评价井的地层系数kh值代入即得到无阻流量[3]。

本文中除运用上述类比法外,还采用了陈元千教授于1999年在其出版的《油气藏工程实用方法》一书中介绍的一种预测气井绝对无阻流量的方法。该方法中引入比产能的概念[4],运用已知产能资料建立比产能ηAOF与渗透率 k的相关关系,即ηAOF～ f（k）,然后得到 QAOF与ηAOF的关系式,QAOF=f（ηAOF,hPR2）,代入待评价井的 k、h、PR2值即可得到产能结果。

式中:ηAOF为气井的比产能,104m3/（MPa2·d·m）;qAOF为无阻流量,104m3/d;h为气层厚度,m;PR为地层压力,MPa。

对于多层合采井,则需要对各层的 h、PR、k值做如下处理得到多层合采平均的h、PR、k值,再代入公式计算。

2 运用比产能进行XXX气田产能评价

2.1 XXX气田气井产能评价

XXX气田目前所处阶段为试生产阶段,部分开发井已完钻,鉴于下游市场未完全落实,各井进行轮流开采,因此产能评价只能采用类比法。

2.1.1采用两种类比法进行回归得到相关关系[1-2]

XXX气田可用于类比求产能的测试层只有5个,运用常规的类比方法回归得到 QAOF=f（kh）关系式效果并不理想（见图1）。由图1可见已知的5个点中除①号点距离回归曲线较近外,其它均较远,相关系数只有0.69。若用此关系式将待评价产能井 kh代入得到的无阻流量的可信度便可想而知。

图1 形成 QAOF=f（kh）关系式图Fig.1 Correlation ofQAOF=f（kh）

图2是引入比产能概念后,由已知的5个测试产能回归得到ηAOF=f（k）关系式图。由图2明显可见,引入比产能后回归效果较 QAOF=f（kh）大大改善,相关系数可达0.941。

图2 形成ηAOF=f（k）关系式图Fig.2 Correlation ofηAOF=f（k）

笔者收集了本地区20个单层测试的产能资料,在没有剔除任何一个测试点的情况下建立如图3所示的ηAOF=f（k）相关关系。引入比产能对本地区产能回归亦得到非常好的效果,相关系数达到0.923,说明本地区采用ηAOF=f（k）相关关系可行。

图3 利用本地区资料建立 QAOF=f（kh）关系式图Fig.3 Correlation ofQAOF=f（kh）by the data in this district

2.1.2 利用回归得到ηAOF=f（k）关系式进行产能分析

ηAOF=f（k）的相关性明显优于 QAOF=f（kh）,这里选用ηAOF=0.0012k0.652关系式进行产能评价,因此得到无阻流量的公式为:

将XXX气田新钻开发井资料代入（2）式,即可得到无阻流量。若开发井开采单层,将该单层的 h、PR2、k值直接代入即可,若为多层合采,则根据公式（2）、（3）、（4）,对各层的 h、PR、k值做相应处理得到多层合采平均的h、PR、k值,再代入公式计算。

2.1.3 产能分析中遇到的问题

（1）产纯气时渗透率 k的取值

按照产能公式的理论推导,渗透率要求使用有效渗透率。本文在运用已知产能资料建立ηAOF=f（k）相关关系过程中,所有的渗透率 k均采用有效渗透率,因此符合产能公式的要求。然而,在开发方案编制阶段或气田开采初期的渗透率资料一般来自测井解释,而有效渗透率资料很难得到。根据统计本地区探井、评价井已得到的测井解释渗透率 k测与试井渗透率（有效渗透率）k试,两者之间关系并无明显规律。因此在将开发井渗透率资料代入相关关系式时,渗透率的选用相当重要,且对产能结果影响明显。

（2）气水同出时渗透率 k的取值

由于评价阶段地质认识的不足,开发井钻井效果不好,钻到含水气层或气水同层甚至水层的可能性不是没有,因此少数气井在气田开发初期就可能出现气水同出的现象。图4为本地区一套典型的气水两相相对渗透率曲线,由图4可知,在气水两相同时存在的情况下,水一旦突破,气相相对渗透率会迅速减小。那么在气水同出的情况下开发井选用渗透率除了考虑到有效渗透率与测井渗透率关系外,产水对气相渗透率的影响同样不可忽视。

图4 该地区典型气水相对渗透率曲线Fig.4 Typical gas-water relative permeability curve of this district

（3）类比法的系统误差

采用比产能获得的ηAOF=f（k）相关关系式优于 QAOF=f（kh）相关关系式,然而对比利用ηAOF=f（k）相关关系式计算得到的无阻流量与实际测试值之间仍存在较大误差。

表1对比分析了利用原始测试资料计算得到无阻流量和产能值（无阻流量1/4配产）与采用ηAOF=f（k）相关关系式后计算得到的无阻流量和产能之间的误差。对于气井产量而言,按无阻流量1/4配产后得到的气井产能比无阻流量更具有直观意义。表1中第4、5、7栏分别为原始测试产能、计算产能以及两者误差值。20个测试点中有5个产能误差在10×104m3/d以上,最高误差可达到27.7×104m3/d。虽本地区作为海上油气田,投资成本大,单井经济极限产能较高,但产能误差达到10×104m3/d以上仍相当惊人。因此在运用类比法产能评价结果进行实际气井配产时,如何规避误差、合理配产至关重要。

2.2 对气田开发的影响

产能评价过程中无论是无法取到合理的渗透率值,还是无法避免类比法本身存在的系统误差,其结果是最终的产能不能正确反映气层真实的情况。如果运用这样的产能评价结果对气井配产,对气田开采的影响可能有以下两个方面:

表1 利用相关关系式进行产能评价误差分析Tab.1 Error analysis table to evaluate flow potential by correlation formula

（1）配产过低,采气速度过低,导致气田资金回收速度变慢,减小气田的经济效益,尤其对于海上油气田,油田投资大,风险高,所有气田开采在保障稳定供气的情况下,均要求高速开采,快速回收投资。

（2）配产过高,采气速度过高,轻者导致气田一直高位运行,给气田生产带来巨大压力;重者导致气井出砂,出水,暴性水淹,甚至关井。

表1中第8、9、10栏分别计算了原始产能、计算产能下的采气速度值（以单井控制储量15×108m3计算）以及两者的误差。从表1第10栏数据看,20个测试点中有7个采气速度误差在2%以上,最大达到-6.6%。

2.3 相应应对措施

对于产纯气时渗透率 k的取值,通过对比本地区探井、评价井已得到的测井解释渗透率 k测与试井渗透率k试,两者之间虽无明显的规律,但两参数大致范围为:k测≈1～10k试,因此将待评价井渗透率 k代入回归公式计算时,区别于常规情况下给定确切的渗透率值,本次按照 k测≈1～10k试关系给出一个区间,即将待评价井测井解释得到的渗透率从1/10至1之间给出若干个值,再计算相应的无阻流量,这样计算得到的无阻流量应该是一个区间值而非一个确定值。

对于气水同出的情况,则根据测井解释的饱和度值,在相对渗透率曲线上读出相应气和水的相对渗透率,然后计算 krg＊k即可得到气水同出时气相的渗透率值。同样由于饱和度解释中存在一定的区间范围,在气水同出的情况下得到的无阻流量同样应该是一个区间值。

而对于类比法本身存在的系统误差,其本身是无法避免的,但如果根据产能评价结果对气井进行配产时,充分考虑存在的误差,配产时应留有一定余地,让实际配产位于方法本身的误差区间值内。

3 结论

（1）引入比产能概念,建立ηAOF=f（k）相关关系式,其回归效果优于建立的 QAOF=f（kh）相关关系式,在本地区可行。

（2）运用类比法进行产能评价,其过程简单,但实际操作中渗透率不易取准,且方法本身仍存在一定的系统误差。

（3）由于资料本身的限制以及方法本身存在的误差,比产能法的运用可能会给气田开发带来不利影响,比如使得投资回收速度减慢或者使得气田高位运行,引起气井过早出水、暴性水淹甚至关井。

（4）为了避免资料限制以及方法本身存在的误差,建议在产能评价过程中给定一定的区间,让评价的产能结果落在可能的区间内。

（5）鉴于产能的不确定性,建议气井配产过程中充分考虑气井产能存在的不确定性。

[1]程时清,谢林峰,李相方,等.产水凝析气井三相流产能方程[J].天然气工业,2004,24（12）:99-101.

[2]谢兴礼,朱玉新,冀光,等.气藏产能评价方法及其运用[J].天然气地球科学,2004,15（3）:276-279.

[3]黄炳光,冉新权,李晓平,等.气藏工程分析方法[M].北京:石油工业出版社,2004.

[4]陈元千.油气藏工程使用方法[M].北京:石油工业出版社,1999.

Thinking for gas well’s flow potential evaluation by introducing relative flow potential

Cui Yingkun

（SINOPEC Shanghai Of fshore Oil&Gas Company,Shanghai200120）

TE33+2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.061

1008-2336（2010）04-0061-05

2010-07-14;改回日期:2010-08-20

崔映坤,男,1974年生,油藏工程师,1999年毕业于中国石油大学,油气田开发工程硕士,现从事油气田开发管理工作。E-mail:cyk@shopc.com.cn。