龙女寺龙王庙组气藏气井初期产能主控因素分析

肖 寒，周莲莲，周旻昊，罗 弘，查家豪

（中国石油西南油气田公司川中油气矿，四川遂宁 629000）

我国海相碳酸盐岩分布面积广，与国外成熟盆地天然气探明率（一般介于30%～60%之间）相比［1］，天然气资源丰富但探明率低，待勘探领域非常广阔［2］。碳酸盐岩气藏的储渗系统主要由大小不等的孔、缝、洞等单元组成，埋深多数大于4 500 m，为超深层气藏［3］，普遍具有非均质性强的典型地质特征，因此，开发早期阶段的气井产能差异悬殊，变化规律复杂，目前尚未形成系统的初期产能主控因素的清晰认识［4-24］。川中龙女寺区块是磨溪主体区之外最具勘探开发潜力的地区。目前，气藏处于试采阶段，气井初期产能差异较大，高产井控制因素尚不完全清楚，对该区下步整体开发和产能建设工作带来一定不确定性。结合气井初期无阻流量与各地质、工程因素相关性分析，运用灰色关联分析确定气井初期产能主控因素，根据主控因素关联度，建立气井初期产能指标评价方法，能够在气藏初期试采阶段或未取得气井产能试井等测试数据的情况下快速评价气井产能，指导气藏下步勘探开发部署工作。

1 气藏概况

龙女寺龙王庙组气藏2014年部署了M47井，试油获得110.83×104m3/d 的高产气流，随后部署的7口井均获得良好油气显示，2015年至今，相继投入4口试采井，日产气58.3×104m3，累产气7.5×108m3。

气藏构造轴向呈北东东延伸，构造总体平缓，闭合度100 m，圈闭面积273.7 km2，埋深在4 700～5 300 m 左右，地层厚度范围在80～100 m，变化不大，具有中间薄，向两边逐渐增厚的特征。主要发育颗粒滩相，是储层主要发育相带，厚度薄，横向连续性不好。储集岩岩石主要为粉—细晶白云岩、残余砂屑云岩和少量含砂质、泥质云岩，储集空间以宏观溶蚀孔洞为主。储层以低孔、低渗为主，裂缝、孔洞普遍发育，储层类型为裂缝—孔洞（孔隙）型。平均孔隙度为4.2%，平均渗透率0.35×10-3µm2。气藏高温、高压，中含H2S，中含CO2，水型为CaCl2。

2 产能影响因素分析

气井产能评价是气田开发的核心工作，落实气井产能，是为开发技术对策的制订及气藏优化配产提供依据的重要保障，目前一般用无阻流量描述气井产能。产能主控因素研究是气井产能评价工作的深化，是对已测试井产能变化规律深层次原因的总结［25］。对气藏不同开发阶段，产能影响因素研究的对象和侧重点不同。针对龙女寺龙王庙组气藏，进行了前期评价阶段产能影响因素研究，根据气井无阻流量差异特征，研究初期产能的影响因素。

2.1 气井初期产能特征及分类

龙女寺区块龙王庙组气藏初期单井产能差异明显，主要表现为气井测试产量、无阻流量高低悬殊，测试产量范围介于（3.73～110.8）×104m3/d，无阻流量范围介于（4.3～280.24）×104m3/d。行业标准GBn270-88《天然气储量规范》中规定，依据千米井深稳定天然气产量判断气井产能的高低，千米井深稳定产量是指每千米井深的气井稳定产量，而根据Q/SY TZ0026-2000《油（气）层工业油气流标准及试油结论规定》，确定气井稳定产量一般以无阻流量的1/4 计算。千米井深稳定产量≥10×104m3/（km·d）属于高产井；（3～10）×104m3/（km·d）属于中产井；千米井深稳定产量≤3×104m3/（km·d）属于低-特低产井。根据标准，龙女寺区块12 口气井中，高产井2 口，中产井3 口，低产井7 口。龙王庙组气藏构造平缓，根据磨溪主体区42 口、龙女寺区块12口、合计54口气井无阻流量与千米井深稳定产量统计分析，无阻流量与千米井深稳定产量相关性很好（见图1），因此，无阻流量也可以表示龙王庙组气藏产能的高低，因其不用中部垂深参数，较千米井深稳定产量计算更为简便，将其引入气藏产能分类标准（见表1），后续也将分析无阻流量与各影响因素关系，从而确定初期产能主控因素。

表1 龙女寺龙王庙组气藏气井产能分类统计

图1 龙王庙组气藏千米井深稳定产量和无阻流量关系

2.2 产能影响单因素分析

气井初期产能的变化规律主要受地质、工程因素的影响，储层特征及储层改造后裂缝搭配对气井初期产能贡献程度较大。从构造、储层物性、裂缝发育程度等地质特征和酸压改造工艺手段两方面分析与无阻流量的关系，从而研究影响产能的因素。将磨溪主体区与龙女寺区块龙王庙组气藏54口气井初期产能及地质、工程数据统一分析统计，进行产能影响因素的研究。

2.2.1 构造

龙王庙组气藏为构造背景下的岩性圈闭气藏，构造高部位有利于油气的富集，含气性较好，往构造斜坡区含气性整体较差，构造位置高的气井产能相对较高。无阻流量与中部海拔具有一定的正相关性（见图2），相关系数为0.197 3。

图2 龙王庙组气藏单井无阻流量与中部海拔关系

2.2.2 储层物性

优质储层是指赋存天然气储量的优质碳酸盐岩储集层段，优质储层的发育是气井产能大小的地质基础。优质储层厚度、孔隙度是衡量优质储层发育及物性的主要参数。通过相关性分析，无阻流量与优质储层厚度呈明显正相关（见图3a），相关性较好，相关系数为0.781 7；与孔隙度相关性不大（见图3b）；储能系数是优质储层厚度与孔隙度的乘积，可以表征储层储集能力，受优质储层厚度影响，无阻流量与储能系数呈明显正相关（见图4），相关系数为0.680 5。

图4 龙王庙组气藏单井无阻流量与储能系数关系

2.2.3 裂缝密度

低渗储层中裂缝发育程度对气井的产能有直接影响，裂缝增大了低渗储层的渗流能力，当储层裂缝十分发育并与井筒直接连通时，气井一般具有较大的产能［26］。通过相关性分析，无阻流量与裂缝密度之间存在一定正向相关性（见图5），相关系数为0.181 2。

图5 龙王庙组气藏单井无阻流量与裂缝密度关系

2.2.4 沥青含量

龙女寺龙王庙组气藏较磨溪主体区沥青含量高，单井平均0.1%～1.2%，平均0.5%，沥青厚度平均19 m。沥青以碳质沥青为主，主要充填于孔隙和微裂缝中，随着沥青含量的升高，储层导流能力变差。无阻流量与沥青含量呈现一定的负向相关性（见图6），但相关性不明显，相关系数0.022 5。

图6 龙王庙组气藏单井无阻流量与沥青含量关系

2.2.5 储层改造及工艺井的实施

气井增产改造是低渗气藏得以高效开发的必要手段，通过酸化压裂形成裂缝，连通孔洞，提高渗流能力。目前获得高产的井均进行了压裂改造，钻井、录井等显示裂缝发育的单井，如果未经过储层改造，自然产能也相对较低［27］。

统计显示龙王庙组气藏气井无阻流量与压裂参数泵压和排量相关性不大（见图7），但水平井可有效提高优质储层的钻遇率，从而提高无阻流量8～13 倍。如M46 井直井钻遇储层53.4 m，平均孔隙度5.4%，测试获气10.45×104m3/d，无阻流量15.53×104m3/d，M53 井在M46 井原井眼开窗侧钻，钻遇储层815 m，平均孔隙度4.9%，测试获气109.54×104m3/d，无阻流量215×104m3/d，较M46井提高了13倍。

图7 龙王庙组气藏单井无阻流量与泵压和排量关系

3 灰色关联分析

灰色关联分析法是一种多因素统计分析方法，它以各种要素的样品数据为依据，表现要素间关系的强弱、大小和顺序，如样品数据反映的两个因素变化趋势基本一致，则二者的关联性较大，反之，关联性较小［28］。

选取了磨溪主体区和龙女寺地区龙王庙组气藏54 口已测试气井的优质储层厚度、中部海拔、裂缝密度、孔隙度及沥青含量5个地质参数和泵压、排量2 个工程参数，共计7 个参数进行灰色关联分析，54口井中高产井34口，中产井9口，低产井11口，分布于气藏西、中、东不同区域，具有代表性。

将54 口井无阻流量作为参考序列，7 个地质工程参数形成的指标序列作为比较序列，形成了8×54矩阵。为便于各个参数之间进行比较，运用公式（1）对各参数进行处理变成无量纲数据。

根据公式（2）和公式（3），计算7 个比较序列对参考序列的关联系数，见表2。

表2 产能影响因素关联系数统计

式中，εoi(k)为第k个比较序列对参考序列的关联系数；Δmin 和Δmax 分别为序列绝对差中的最大值与最小值；ρ为分辨系数，ρ∈(0,1)，一般取0.5；Δoi(k)为比较序列与参考序列的绝对值差，即：

各单井关联系数较高的因素，其数值的高低决定单井无阻流量的高低。如M10 井无阻流量最大，为1 206×104m3/d，关联系数高的因素为优质储层厚度，是其他因素2倍左右，而M10井优质储层厚度也是54 口井中最大值，为64.8 m，因此，优质储层厚度大决定了M10 井的无阻流量较高；M43 井无阻流量最小，为4.3×104m3/d，关联系数较高的因素为沥青质含量和优质储层厚度，其沥青质含量高达到0.9%，优质储层厚度仅为14.6 m，决定了M43 井无阻流量较低。

因关联系数值存在多个，所以取各参考序列关联系数的平均值表示参考序列的关联度，即：

式中，roi为比较序列与参考序列的关联度，n=1,2,…,53,54。

由各影响因素关联度可以看出，优质储层厚度、裂缝密度和气井中部海拔是决定气井初期为高产井的关键因素（见表3）。

表3 龙王庙组气藏产能影响因素关联度排序

4 产能快速综合评价

根据所计算3 个主控因素的关联度，建立了适用于龙女寺龙王庙组气藏产能综合评价指标公式（5）。

式中，I为气井综合产能指标；roi为主控因素与无阻流量的关联度。

通过计算的综合产能指标与千米井深稳定产量关系图建立了气井初期产能指标评价综合图版（见图8），得到运用综合产能指标快速评价初期产能的定量标准：I≤0.3 属于低-特低产井，0.3＜I＜0.65为中产井，I≥0.65为高产井。

图8 龙王庙组气藏综合产能指标评价初期产能评价图版

运用所建立的综合产能指标快速评价初期产能方法，对2 口2021 年新投产气井（M55 井和M56井）和1 口2022 年新测试气井（M57 井）进行初期产能评价，通过对比实际无阻流量和千米井深稳定产量，验证方法的适用性。评价结果表明气井综合产能指标与初期产能具备良好相关性（见表4），已投产2口气井能够在一定产量下稳定生产（见图9），其中综合产能指标最高的高产井M56 井在20×104m3/d 产量下已稳产2 年，且油压相对较高（≥20 MPa）、递减缓慢，生产效果较好。

表4 新投产气井初期产能与综合产能评价

图9 M56井和M55井采气曲线

5 结论

（1）受地质及工程因素影响，龙女寺龙王庙组气藏单井测试产量和无阻流量差异较大。

（2）优质储层厚度、裂缝发育程度及构造是龙女寺龙王庙组气藏气井成为高产井的关键因素，与产能成正向相关性，同时，水平井可提高储层的钻遇率，增大优质储层厚度，也是获得高产井的重要工艺手段。

（3）建立的适用于龙女寺龙王庙组气藏产能综合评价指标公式能够在气藏早期评价阶段生产资料较少的情况下，对气井产能进行快速定性评价，指导气藏下步勘探开发部署工作。该产能快速评价方法对其他处于早期开发评价阶段，地质、开发资料较少的油气藏单井产能评价具有一定借鉴价值。