孙建伟 赖雅庭 鲁 莎 赵当妮 陈江萌 袁 丹 邓宝康

1.中国石油长庆油田公司第二采气厂 2.四川奥吉特油田科技开发有限公司

0 引言

鄂尔多斯盆地东部为长庆气田上产与稳产的主力区块，随着神木气田等气田的开发，气井多层合采变得越来越普遍，产能评价[1]以及产量劈分结果直接影响控制储量、泄流半径等动态参数准确性以及产能预测、开发政策优化与调整的可靠性。利用各层静态地质参数与井口生产数据进行产量劈分以及气藏动态研究有重要的理论和现实意义。目前产量劈分方法主要有两大类：①为地质参数法，主要包括有效厚度法、地层系数法等，该类方法考虑因素单一，仅考虑到静态参数，误差较大；②基于突变理论的产量劈分方法[2-5]，通过运用数学拓扑学发展而来的利用突变理论建立多层合采井产量劈分方法。该方法考虑多种因素，包括地质因素中的气层中深、气层厚度、孔隙度、含气饱和度、砂岩含量、岩石密度、沉积微相[6-7]；动态因素中的渗透率[8]、层间干扰、压力等，总计10多个因素[9-17]，突变法虽然较地质参数法在精度上有了较大的提高，但突变法劈分结果为固定值，无法描述气井小层产气贡献随生产时间变化情况。

笔者提出一种动静参数结合的动态多层合采气井分层产量劈分新方法，实时预测气井分层产量贡献，并可推广至地质特征相近但无产气剖面测试邻区。

1 动静参数结合产量劈分新方法

用井口压力、产量及多次产气剖面测试资料，通过气井产能方程以及定容气驱气藏物质平衡方程[18-21]联合迭代求解，给定初始各层井底压力以及产能系数，迭代计算各个地层压力下的产量，得到连续的气井产量及分层产量，实时评价分层产量贡献率。

两次或以上产气剖面测试井建立标准，以实际地层参数所计算得到产能系数以及单井控制储量为基础，调整各层系参数迭代计算拟合单井产量与分层产量贡献率。拟合成功后，将实际静态地层参数得到的产能系数以及单井控制储量与拟合值对比，评价二者倍比关系。该倍比关系可作为周边井区迭代计算的标准，根据静态地层参数，利用倍比关系开展不同区块气井产量劈分，具体迭代公式如下。

气井产能方程：

物质平衡方程：

其中 ：pol=po2= … =pon

式中pr1表示第1层地层压力，MPa；pr2表示第2层地层压力，MPa；pri表示第i层地层压力，MPa；pwf1表示第1层对应井底流压，MPa；pwf2表示第2层对应井底流压，MPa；pwfn表示第i层对应井底流压，MPa；J1表示第 1 层产能系数，MPa2/（104m3·d-1）；J2表示第 2层产能系数，MPa2/（104m3·d-1）；Jn表示第n层产能系数，MPa2/（104m3·d-1）；Qsc1表示第1层产量，104m3/d；Qsc2表示第2层产量，104m3/d；Qscn表示第n层产量，104m3/d。

p1表示第1层不同生产时间条件下的压力，MPa；p2表示第2层不同生产时间条件下的压力，MPa；pn表示第n层不同生产时间条件下的压力，MPa；Z1表示第1层p1条件偏差系数；Z2表示第2层p2条件偏差系数；Zn表示第n层pn条件偏差系数；p1n表示第1层原始压力，MPa；p2n表示第2层原始压力，MPa；pon表示第n层原始压力，MPa；Z1n表示第1层原始压力偏差系数；Z2n表示第2层原始压力偏差系数；Zin表示第i层原始压力偏差系数；Gp1表示第1层在压力p1时刻累产气量，104m3；Gp2表示第2层在压力p2时刻累产气量，104m3；Gpn表示第n层在压力pi时刻累产气量，104m3；G1表示第1层动态控制储量，104m3；G2表示第2层动态控制储量，104m3；Gn表示第n层动态控制储量，104m3。

迭代过程：

式中J表示产能系数，MPa2/（104m3·d-1）；re表示供给半径，m；rw表示井径，m；K表示渗透率，mD；h表示有效厚度，m；S表示表皮系数；表示平均地层气体黏度，mPa·s；T表示地层温度，K；表示平均偏差系数。

该方法适合于无边底水弹性气驱气藏，拟合动态产能系数和控制储量与静态参数计算值存在倍比关系，对于相邻井或者井区，地质特征相近，倍比关系仍适用。因此可根据分层静态参数计算相应产能系数及控制储量，利用倍比关系求取气井单层动态产能系数及动态储量，导入迭代模型，实现多层合采井产量实时劈分。

2 方法应用与推广

以神木气田双M井为例，该井开展了4次产气剖面测试。初期产能系数利用静态参数评价（表1），初期控制储量可用容积法再根据动、静态储量比评价（表2）。

表1 双M井静态参数评价分层产能系数表

表2 双M井静态参数评价分层控制储量表

通过迭代拟合，双M井日产气量整体拟合较好。单层产量劈分动态趋势与产气剖面测试基本相同，表明模型可靠(图1、图2)。

图1 双M井日产气量拟合图

图2 双M井分层产气贡献率拟合图

双M井产能系数及控制储量倍数关系见表3，利用产能系数及单层动态储量倍比预测邻区气井的产气剖面实时曲线。

表3 双M井分层系数及控制动态储量倍比关系表

双N与双M同属神木气田双3井区，通过参照倍比关系，采用新方法迭代进行拟合，日产气量整体拟合效果较好（图3），表明模型可靠。模型预测得到双N井小层实时产气剖面贡献率曲线（图4）。

图3 双N井日产气量拟合图

图4 双N井产气剖面预测图

综合分析，要预测气井实时动态产气剖面贡献率，需要每口气井组至少开展两次测量产气剖井以定标准，成本较高，难以实现。利用新方法评价标准井倍比关系后可推广至整个区块。

3 结论

1）动静参数结合产量劈分新方法，可以预测多层合采气井实时分层产量贡献率，与地层系数法、突变法相比，能充分反映小层产量贡献率变化规律。

2）新方法拟合得到产能系数、控制储量与其静态参数评价结果倍比关系，可用于无产气剖面测试资料但地质特征相近的邻区，对同类气藏具备推广意义。