一点法产能公式在延安气田上古生界气藏中的应用

2021-04-18郑艳

石油化工应用 2021年3期

郑艳

（陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气一厂，陕西延安 716000）

延安气田处于鄂尔多斯盆地东南部，构造上位于鄂尔多斯盆地较为稳定的伊陕斜坡构造单元之上，主力含气层位为上古生界中二叠统石盒子组8 段、下二叠统山西组、上石炭统本溪组，具有多层系含气特征。延安气田整体为低产、低丰度的低渗致密砂岩气藏，纵向气层多、单气层厚度薄、差异性大、气层（沉积单元）叠置关系复杂。

气井产能试井包括回压试井、等时试井、修正等时试井和一点法试井等，其中一点法试井较其他试井方法具有缩短测试时间，减少气体防控，节约测试费用，降低资源浪费等优点，但测试资料的分析带有一定的经验性和统计性，分析结果有一定的偏差，国内各大气田也推导出了适合所研究区块的一点法产能公式。由于延安气田存在多套层系开发、储层非均质性强等特征，常用的α 系数值为整个气田平均值，则会出现较大差异[1，2]。延安气田修正等时试井成果较为丰富，本文利用已有的资料获取不同层系和不同产能范围内的平均α 系数值，细化修正延安气田的一点法产能公式，为将来的产能核算、气田单井的合理开发提供依据。

1 一点法产能公式在延安气田的修正

对于单点法测试，理论要求渗流必须达到拟稳态状态，计算的无阻流量才是可靠的。然而对于低孔、低渗以及连通性较差的气藏，由于气井生产时压力波传播速度慢，气体渗流达到稳定状态或拟稳态需要数月，甚至更长的时间。在短期试采过程中，难以出现稳定阶段，表现出随着时间延续，井底流压持续下降的特点，进而计算的无阻流量不断降低。

目前常用的单点法公式（陈元千公式）：

长庆油田根据鄂尔多斯盆地上古生界气藏的特点，提出了单点法公式：

式中：qAOF－无阻流量，104m3/d；PR－原始地层压力，MPa；Pwf－井底流动压力，MPa；qg－测试产量，104m3/d。

根据前面的修正等时试井，可以建立延安气田的一点法计算公式[3]，应用Forchheimer 描述气井渗流压降的二次方程可得到二项式产能方程：

式中：k-地层有效渗透率，10-3μm2；s-井壁污染表皮系数，无因次；rw-井筒半径，m；T-地层温度，K；h-地层有效厚度，m；β-岩石速度系数，m-1；rg-天然气相对密度，无因次；μg-天然气平均黏度，mPa·s；hp-射孔厚度，m；z-天然气平均偏差系数，无因次。

取Pwf=0.101 MPa，式（3）中变为：

上式可见α 受地层压力、渗透率、供给半径及表皮系数等参数的影响，且气田产能差别较大，因此α 系数值受储层的物性参数和改造效果影响较大，对于多层系开发气井使用平均α 系数值，对于评价整个气田的产能存在较大的误差[4]。

2 气井分类分析

一类气井生产特征表现为单位压降采气量大，初始无阻高，日产气量大，压降速度慢特点。一类气井中无阻流量大于10×104m3/d，其中大于50×104m3/d 的气井生产管理的原则为保护产能，调峰首选，（10～20）×104m3/d 的部分气井日产气量小于临界携液流量，长时间连续生产，井筒易形成积液，在生产管理中需定期分析压力与产量的变化，根据生产特征适当进行排水。

二类气井生产特征表现为单位压降采气量较小，初始无阻较低，日产气量偏小，压降速度较快的特点。二类气井中无阻流量（5～10）×104m3/d，此类气井生产管理的原则为控制压降，稳定生产。部分二类气井日产气量小于临界携液流量，井筒易积液，生产管理过程中，通过动态分析，精准判断气井积液情况，并通过排水采气工艺将积液带出井筒，保证气井正常稳产。气井初始无阻较低，生产管理中，根据压降速度变化情况，实时调整配产，控制压降速度，从而延长稳产期，提高气井储量动用程度。

三类气井生产特征表现为单位压降采气量小，初始无阻低，日产气量小，压降速度快的特点。三类气井中无阻流量小于5×104m3/d，此类气井生产管理的原则为挖潜产能，延长寿命。三类气井中，多数气井生产时压力下降快，稳产时间短，且不能连续生产，建议实施间歇生产制度。间歇生产的关井阶段，气井外围低渗区储量可以部分被动用，使近井地带的地层压力得到一定恢复，再次开井后有助于提高气井携液能力，同时，提高了外围低渗储量的动用程度，最大化挖潜了气井产能，提高了气井的经济价值。

3 一点法产能公式α 系数校正及公式验证

为了减少不同储层物性和不同改造效果对产能评价结果的影响，针对延安气田按照不同层位、不同产能高低划分，校正一点法产能公式系数α 值，进而得到相对准确的一点法产能公式[5-7]。根据延安气田历年修正等时试井数据成果，然后按照一点法经验公式的确定流程，确定经验系数α 值，得到延安气田的一点法经验公式（见表1，表2）。