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发布时间：2021-04-06 04:38:53 阅读：次来源：氧气厂家

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

中国页岩气网讯：压裂水平井能够极大地改善低渗致密气藏和页岩气藏的开发效果，其产能是气田开发方案编制的重要依据，因此压裂水平井产能预测对于低渗透致密气藏开发来说是不可或缺的关键技术指标。关于压裂水平井产能的研究，前人已经做了很多工作，但是目前能快速获得致密气藏压裂水平井产能的方法很少。矿场产能试井方法具有费用高、耗时长的缺点，因而不能适用于现场大规模开发低渗致密气藏压裂水平井产能评价。同时，目前已有的大多数水平井产能经验公式没有对涉及的参数进行系统分析，因而它们的精度不能完全满足矿场应用的需求。

本文采用“正交试验”法，通过建立的单井数值模型，模拟低渗致密气藏压裂水平井修正等时试井过程。在此基础上对所得结果进行极差分析，找出影响压裂气藏水平井产能的主要因素，建立了压裂水平井产能方程的系数与影响产能的地质因素之间的关系，得到1组新的产能计算经验公式。现场应用表明该组经验公式具有较高的精度和适用性。

一、压裂水平井数值模拟

1、单井数值模型建立

苏里格气田是典型的低孔低渗砂岩气田，其面积约为200k㎡，共钻井19口，井距约为2～3km，单井钻遇气层平均有效厚度约为l0m。储层孔隙度为6%-13%，渗透率为(0. 025～10.6)×10^-3μ㎡，平均小于1×lO^-3μ㎡。气藏平均埋深约为3 000m，天然气主要成分为甲烷。根据气田的地质特征、储层特征及流体性质，采用Eclipse软件的三维两相黑油模型进行模拟。研究目标是低渗致密气藏单井压裂水平井。设气体只能从基质流到裂缝再流向井筒，所以采用双孔单渗模型。用角点(CP)网格来描述单井的网格模型，X、Y和Z方向网格大小分别为l0m、l0m和0.3m。由于该气田采取衰竭式开采，并考虑到该气田的有利相带为河道砂体，因此所建的模型采用封闭边界，控制区域为长条形，单井控制面积为0. 54k㎡。通过分析低渗致密气藏压裂水平井产能计算解析式，得出“正交试验”的各因素和等级，其中储层渗透率的4个等级分别为10×10^-3μ㎡、5×10^-3μ㎡、0.5×10^-3μ㎡和0. 05×lO^-3μ㎡，储层有效厚度的4个等级分别为12m、8m、6m和2m，水平井裸眼井段长度的4个等级分别为lOOOm、800m、600m和400m，原始地层压力的4个等级分别为35MPa、32MPa、30MPa和28MPa，孔隙度的4个等级分别为0. 13、0.10、0.08和0.06。

图1 单井压裂数值模拟模型

采用该气田的高压物性试验测试报告给出的PVT物性参数、相渗曲线及饱和度曲线。假设储层均质、等厚，横向裂缝(水平井筒平行于最小主应力方向)高度等于储层厚度，裂缝间距相等，并设为有限导流裂缝。借鉴前人优化研究成果，设计裂缝半长为lOOm，裂缝宽度为0.006m(图1)。

2、修正等时试井模拟

按照上述模型，对自然建产水平井进行修正等时试井模拟。选择L16 (4 5)正交表，进行1组(16次)正交试验，得到16个二项式产能方程。由于正交表的巧妙安排，抵消了考虑单因素时其他因素的影响，得到各因素“综合平均值”，可以定量反应单一因素变化给指标带来的相对改变量(表1)。

表1 理想模型正交设计气井无阻流量目标直观分析

以试验4为例来说明模拟修正等时试井的过程。参照气田中实际气井的试井工作制度，结合数值模型中参数的实际情况来设定修正等时试井工作制度。为了便于分析其他参数对产能的影响，为每一次试验设定统一的修正等时试井工作制度(表2)。模拟修正等时试井过程，如图2所示。

表2 修正等时试井工作制度

图2 修正等时试井产量与压力对应关系

将产量和获得的井底流压进行整理解释，可得A=35. 21，B=0.53。于是可得试验4条件下的二项式产能方程：，计算得无阻流量为17. 60×100000m3。

用极差法分析正交试验数据(表1)，发现水平井无阻流量主要受储层渗透率和储层有效厚度的影响，其次受水平井段长度影响较大，而孔隙度和原始地层压力对水平井无阻流量也有一定影响。因此，考虑找出水平井无阻流量与储层渗透率和储层有效厚度的关系。通常把储层渗透率和储层有效厚度的乘积叫做地层系数。

通过回归分析，得到地层系数与二项式产能方程系数A和B的关系(表3)，关系曲线以1条裂缝时为例来说明(图3)。

表3 地层系数与二项式产能方程系数A和B的关系

图3 地层系数与二项式产能方程系数关系

由表3中的二项式产能方程系数A和B可确定气井二项式产能方程，结合地层原始压力可快速求得气井无阻流量，即气井产能。

二、实例计算

1、未压裂水平井产能公式实例计算

目前，在大牛地气田对自然建产的DN1井、DN2井2口水平井进行了产能试井。用本文建立的未压裂的水平井产能公式计算这2口井的无阻流量，并与现场试井结果进行对比。DN1井为山1段、DN2井为盒3段。2007年11月16日至12月9日分别对这2口井进行了修正等时试井，基本物性参数、修正等时试井数据如表4、表5和表6所示。

表4 DN1井和DN2井基本物性参数

表5 DN1井修正等时试井压力与产量关系

表6 DN2井修正等时试井压力与产量关系

根据试井结果绘制出压力平方差与产量的关系图，解释得到DN1井、DN2井的二项式产能方程，计算得到气井的无阻流量。与本文经验公式计算值进行对比(表7)。

表7 矿场试井与本文公式计算结果对比

2、压裂水平井产能公式实例计算

苏里格气田苏6井2001年7月进行修正等时试井，共4种工作制度。原始地层压力为27.997 5MPa，延时产量为15. 1311×100000m3/d，延时期末流压为15. 431 2MPa，基本物性参数、修正等时试井数据如表8、表9所示。

表8 S6井基本物性参数

表9 S6井修正等时试井压力与产量关系

对S6井的修正等时试井资料进行处理，计算得到其无阻流量。由于该井压裂3条裂缝，因此用本文回归出的3条裂缝时的产能经验公式对该井进行产能计算(表10)。

表10 矿场试井与本文公式计算结果对比

对低渗致密气田中2口未压裂水平井和1口压裂水平井分别进行了修正等时试井，并用本文的经验公式分别对各井进行产能计算，所得气井无阻流量与矿场产能试井所得结果进行对比，误差不到10%，满足矿场精度要求，可以为现场所用。