致密气井有效井距数值试井模拟分析

王东，梁倚维，马力，彭清明

（中国石油长庆油田公司苏里格南作业分公司，陕西西安710018）

致密气井有效井距数值试井模拟分析

王东，梁倚维，马力，彭清明

（中国石油长庆油田公司苏里格南作业分公司，陕西西安710018）

致密气井有效井距的确定对气田的井间加密、长期稳产、提高采收率和开发效益具有重要意义，致密气井有效井距主要受控制砂体的形态、储层和流体属性及措施效果影响，该文采用数值试井模拟方法，主要模拟分析在矩形砂体（地层线性流）的地质条件下，渗透率、砂体宽度、砂体长度、裂缝半长、产层厚度对致密气井有效泄气距离的影响，并通过数值试井模拟对比分析找出参数的匹配关系，结果可为井网优化数值模拟研究提供基础认识和依据。

致密气井；有效距离；矩形砂体；数值试井模拟；匹配关系

泄气半径公式[1]表明瞬态泄气半径是时间、渗透率、孔隙度、黏度和总压缩系数的函数，定义了无限大储层中径向扩散流在ti时刻，压降漏斗扩展到ri的距离，可以看出随着开井时间的推移，压力漏斗向储层深部逐渐扩展，直到遇到储层边界或者邻井的干扰时停止增加，在达到边界控制流阶段之前，在ti时刻，r大于ri的储层尚未受到影响，压力未发生变化；把泄气半径转变为泄气面积时，泄气面积与渗透率和时间成正比，与孔隙度、黏度和总压缩系数成反比；瞬态泄气半径扩展越慢，所对应的泄气面积也就越小。

上述泄气半径公式仅适用于径向扩散流[2]，对于河道形状砂体的地层线性流并不适用，该文采用数值试井模拟方法[3]，假设储层形状为矩形，对于给定的储层宽度、岩石和流体属性，确定气井有效储层长度，储层长度过大和过小都会影响到气井生产时间、累计产量和最终采收率，为使模拟接近致密气井实际生产情况，该文定义的有效井距为：以先定产3年后定压降的方式连续模拟生产15年，并且气井模拟期末控制储量最终采收率至少达到80%（见表1，表2）。

表1 数值试井基础模型参数

表2 砂体宽度、裂缝半长取值范围

1 无储层边界影响最大井距

给定砂体宽度条件下，把累计产量近似不变所对应的砂体长度定义为无储层边界影响的最大井距。模拟气井在基础模型参数条件下，气井连续生产15年所能达到的最大井距和对应的最大泄气面积。

给定砂体宽度，模拟泄气长度在砂体长度方向上随时间变化关系，模拟结果显示，砂体宽度和裂缝半长对泄气长度在砂体长度方向上随时间的变化无影响，泄气长度在砂体长度方向上随时间的变化关系成幂函数（见图1）。

在模拟连续生产15年期末，砂体长度上的泄气长度约为5 200 m，但当砂体长度增加到一定数值时，累计产量变化逐渐减弱（见图2），以累计产量近似不变对应的砂体长度定义为无储层边界影响最大井距，与模拟条件对应的最大井距为4 000 m。

图1 泄气长度在砂体长度方向上随时间变化曲线（k=0.1 mD）

图2 储层长度与累计产量变化曲线（k=0.1 mD，w=400 m，xf=50 m）

在各种砂体宽度和裂缝半长组合的模拟条件下，累计产量随储层长度的变化趋势相同[4]，累计产量随砂体长度增加而增加，但当砂体长度达到一定数值时，累计产量近似不变。在砂体宽度一定的条件下（见图3），裂缝半长只影响累计采气量，并不影响无储层边界影响的最大井距，砂体宽度为50 m、100 m和200 m时，对应无储层边界影响最大井距约3 000 m，砂体宽度为400 m和800 m时，对应无储层边界影响最大井距约4 000 m。

在相同生产模拟约束和砂体组合条件下（见图4），采收率随裂缝半长的增加而增加，相同裂缝半长随砂体规模的扩大采收率降低，证明裂缝半长同砂体规模具有一定匹配关系；无储层边界影响最大井距3 000 m时，对应最高控制储量采收率45%（w=200 m，xf=100 m），无储层边界影响最大井距4 000 m时，对应控制储量最高采收率34%（w=800 m，xf=400 m），证明在无储层边界影响最大井距条件下，控制储量没有得到充分开采，仍有大量控制储量剩余，因此，无储层边界影响最大井距并不是致密气井有效井距，致密气井存在一个储量可以得到合理开采的有效井距。

图3 储层长度与累计产量变化曲线（k=0.1 mD）

图4 不同砂体宽度、裂缝半长组合采收率图

2 致密气井有效井距

如上论证，在无储层边界影响最大井距条件下，致密气井的控制储量采收率偏低，其主要原因是虽然压力波及到无储层边界影响最大井距，但是因为储层供给能力较弱，并未充分动用压力波及范围内的控制储量。

致密气井主要渗流流态依次为井筒储集阶段、裂缝线性流阶段、平面径向流阶段、地层线性流阶段和边界响应阶段，采用数值试井模拟分析不同砂体宽度、裂缝半长和砂体厚度组合条件下的动态响应（见表3），裂缝线性流结束时间取决于裂缝半长，裂缝半长越长，裂缝线性流结束所需时间越长；地层线性流响应时间由裂缝半长和砂体宽度共同决定，裂缝半长越长或砂体宽度越大，地层线性流响应时间越长；厚度对裂缝线性流和地层线性流无影响。

表3 砂体宽度、裂缝半长和砂体厚度组合条件下有效井距（k=0.1 mD，Φ=8%，Sg=64%）

以15年模拟期末，控制储量采收率达到80%为有效井距的判断标准时，裂缝半长和厚度影响稳产能力，裂缝半长与砂体宽度存在匹配关系，有效井距与砂体宽度和裂缝半长的组合有关，砂体宽度小于200 m时，有效井距约为500 m，砂体宽度为400 m和800 m时，有效井距随裂缝半长增加而增加，有效井距与砂体宽度、裂缝半长和砂体厚度的匹配关系（见表3）。

3 结论

（1）泄气长度在砂体长度方向上随时间成幂函数变化，与裂缝半长和砂体宽度无关。

（2）在无储层边界影响最大井距条件下，模拟期末采收率偏低，控制储量动用不充分，采收率与砂体宽度、裂缝半长和有效井距存在匹配关系。

（3）有效井距与砂体宽度、裂缝半长存在匹配关系。

（4）气井稳产能力与砂体宽度、裂缝半长、厚度和有效井距存在匹配关系。

（5）有效井距与砂体宽度和裂缝半长的匹配关系（见表3）为气田的井网布局和提高采收率提供了参考依据，本文的有效井距是在渗透率0.1 mD的条件下模拟获得，当渗透率高于0.1 mD时，有效井距需适当延长，渗透率低于0.1 mD时，有效井距需适当缩小。

（6）当气井的实际井距大于有效井距时，需结合气井生产动态开展有效砂体展布研究，确定气井实际砂体规模，以决定是否井间加密。

［1］Earlouther.R.C.Advances in well Test Analysis［M］.New York，Dallas，1977.

［2］Cox.S.A.Determination of Effective Drainage Area for Tight Gas Well［J］.SPE98035.

［3］KAPPA.ECRIN4.12.03 Help Topics［M/CD］.

Simulation analysis of effective well space for tight gas well

WANG Dong，LIANG Yiwei，MA Li，PENG Qingming
（South Sulige Operating Company of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi′an Shanxi 710018，China）

Determination of effective well space which is affected by the geometry of net sand,properties of reservoir and fluid is the key point to infill wells,prolong the plateau,enhance recovery factor and increase efficiency.This thesis mainly simulates the effects of permeability,sand width,sand length,half fracture length and net pay on effective well space under the assumption of shape of rectangle sand based on numerical well test simulation. The result of this thesis provides the guidelines for the research of numerical simulation for well space optimization through the match relationship of these parameters.

tight gas well；effective well space；rectangle-shaped sand-body；numerical well test simulation；match relationship

TE324

A

1673-5285（2016）12-0094-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.12.023

2016－10-19

王东，男（1977-），硕士，高级工程师，长期从事天然气开发、集输系统技术研究和管理工作，邮箱：wd_cq@petrochina.com.cn。