龙凤山致密砂岩气藏早期产能主控因素评价及预测_汝亚林.pdf

122023 年 第 2 期针对龙凤山致密砂岩气藏储层厚度薄、物性差、非均质性强等特点，在气藏精细描述及评价基础上，系统分析并优选了影响单井初期产能气测全烃值、气层厚度、孔隙度、有效渗透率、含气饱和度、压裂段数、施工排量的7方面因素，运用灰色关联分析法得到了各因素的关联度，明确单井产能的主控因素，应用地层系数法对新部署水平井产能进行预测，预测结果与投产后实际产能吻合程度较高，该方法为龙凤山致密砂岩开发技术政策产能论证提供一定指导意义。1 区域概况龙凤山气田位于松辽盆地长岭断陷南部龙凤山构造带，自下而上发育下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组，上白垩统青山口组、姚家组、嫩江组四方台组和明水组，以及第四系。目的层为营城组，总体呈“西南高、东北低”的单斜构造，断层多为近南北北东方向展布。研究区沉积主要来自南部物源控制。主要目的层营-营砂组为扇三角洲前缘沉积沉积，营砂组为辫状河三角洲平原前缘沉积。对营城组20口井673个岩心样品物性分析，孔隙度主要集中在4%8%，渗透率主要集中在0.01-1mD，属于特低孔、特低渗致密储层。营城组气层由下部沙河子组烃源岩供烃，气源由断裂垂向输导，砂体横向运移至营城组各砂组储层内成藏，为构造背景下的岩性油气藏。2 开发特征龙凤山气田储层厚度薄、物性差、非均质性强，全区所有气井均进行压裂改造。将区域内13口水平井产量进行归一化处理，生产特征分为3个阶段（见图1）：第1阶段为定产降压阶段，流体主要由压裂缝向井筒供给，基质流体向压裂缝供给速度远远小于压裂缝向井筒供给速度。由于压裂缝有限，近井地带压力快速下降，压裂缝向井筒供给时间较短，因此气井稳产期短。第2阶段为降产降压阶段，基质流体向压裂缝供给速度小于压裂缝向井筒的供给速度，出现近井地带地层压力下降，生产压差减小导致压力和产量双降。第3阶段为低产低压阶段，基质流体向压裂缝供给速度与压裂缝向井筒供给速度基本1达到平衡，产量、油压递减速度变缓。图1 龙凤山致密砂岩水平井产量归一化曲线图3 产能主控因素分析及预测3.1 产能影响指标优选图2 累产气量与投产4个月平均日产气关系图气井产能评价是气田开发的核心工作。落实气井初期产能，可以为开发技术对策的制订及气藏优化配产提供依据。产能主控因素研究是气井产能评价工作的深化，是对已测试井或已投产井产能变化规律深层次原因的总结。目前一般用气井的无阻流量描述气1-5井产能，但实际上受井筒、冬天保供等方面的因素制约，大多数投产井初期均未进行产能测试及动态监测等工作。通过计算得到的无阻流量与实测得到的无阻流量差异较大。因此开展水平井试采工作，建立平均日产气与累产气关系，其中投产4个月平均日产 气与累产气的（图2），表明投产4个月水平井达到拟稳定状态，取投产4个月龙凤山致密砂岩气藏早期产能主控因素评价及预测中国石化东北油气分公司勘探开发研究院 汝亚林13的平均产气量作为早期水平井产能较为合适。3.2 产能主控因素评价油气田开发系统中存在许多影响储层性质或开发效果的因素，这些因素变化的随机性决定了获得流体流动规律的具有较高难度。依托因素之间的关联性判断影响油田开采的主要因素，可以为生产预测及调整开发提供决策依据。常规的因素分析法要求有较大的样本量，样本应具有典型的概率分布规律，否则分析结果将存在较大的误差，在实际应用过程中常常达不6-7到这样的条件。灰色关联分析法对数据的数量和质量要求程图3 水平井地层系数（测井解释渗透率）与初期产能关系图度相对容易，它综合考虑了多种影响因素，且结果比较准确、地带基质与裂缝的综合渗透性。通过有效渗透率计算得到地层符合实际，是一种较为科学、简单、可靠的系统分析方法。根系数与初期产能线性相关性较好，（图4）。据水平井试采特征，优选了影响气井初期产能的地质和储层改 （1）造参数因素（表1）。应用灰色关联分析法对开发初期影响产能43-32其中：-初期产能，10 m；-有效渗透率，10 m；-气层厚的8方面因素进行了灰色关联分析。度，m。图4 水平井地层系数（有效渗透率）与初期产能关系图表1 产能影响参数统计龙凤山致密砂岩气藏水平井的孔隙度与有效渗透率呈线性相关，且相关性较好，（图5）。通过三维地质建模建立孔隙度模型，得到新部署井孔隙度。在目前相同压裂工艺及规模条件下，根据孔隙度与有效渗透率线性相关性预测得到新部署井的有效渗透率，采用地层系数法预测新井产能。（2）其中：-孔隙度，%。表2 各因素的关联度系数通过计算求出各因素的关联度，按照关联度大小进行排序：有效渗透率压裂段数全烃值孔隙度含气饱和度排量气层厚度（表2）。根据灰色关联度权重值大小，龙凤山气田致密砂岩气藏影响水平井开发初期产能的主控因素为反应储层图5 测井解释孔隙度与有效渗透率关系的渗透性、物性及含气性的有效渗透率、孔隙度、全烃值、含2021年完钻的5口水平井，根据5口井测井解释孔隙度，利气饱和度。由于有效储层改造决定流体的渗透性及导流能力，用公式2得到有效渗透率，再利用公式1预测初期产能。预测产因此初期产能也受有效储层改造程度影响。能跟实际产能接近（表3），证实地层系数法对龙凤山致密砂岩3.3 产能预测储层初期产能预测是适用的。由于储层砂体变化快，非均质性较强，岩心分析的孔隙度与渗透率指数相关性较差，导致测井解释渗透率与岩心分析渗透率相差较大。龙凤山气田水平井均进行压裂改造，测井解释渗透率不能真实反应压后近井地带流体渗透性，计算得到的地层系数与初期产能相关性不高（图3）。龙凤山气田营城组13口水平井中仅2口井进行了压恢测试，表3 新井预测产能与实际产能对比统计表因此无法通过试井分析方法确定水平井近井地带有效渗透率。4 结论本次应用RTA软件，采用Blasingame方法对每口水平井进行拟（1）储层物性、含气性及渗透性是决定水平（下转72页）合，确定水平井有效渗透率，该有效渗透率能够反应压后近井 技术创新722023 年 第 2 期建立关于各个单元的整体刚度相关矩阵；将各个单元合1000m。不同海拔下的温度和温升计算结果如表1所示。成整体的有限元方程，赋予初始条件、边界条件以及载荷；求解分析区域中的线性微分方程组，解出节点的数值模拟计算结果。本文对GIS装置进行了FEM仿真计算，GIS装置的模型比较复杂，在其内部拥有不少曲率半径小的边界。根据不同的要表1 不同海拔下的温度和温升求，待求解网格可划分为各式各样的形状，故运用FEM可以对由表1可以看出，随着海拔的上升，外界环境的气压下降，复杂的待求解区域进行数值模拟计算，从而获得更接近实际情GIS装置与外部空气的自然对流作用减弱，导致GIS的散热效果况的解。显然，若在求解区域的插值函数满足仿真要求，对问变差，导致GIS的外壳和导电杆温度随着海拔的上升，显现出了题的求解精度会随着网格数量的增加而提高。随着迭代次数的升高趋势。但温度随海拔上升而升高的幅度并不大，不超过1。增加，函数的解最终将收敛并低于一定残差。同时，在开展划具体变化趋势如图1所示。分网格的工作之前，应首先对需要获得精确解的区域进行人工网格细化。但是，若划分网格的数量无限增加，节点数量太大时，肯定会导致节点数量过多、剖分形式复杂等问题。对于计算机而言，会导致其内存需求过大，使求解时间大大增加，所以当计算机的配置一般时，无法对复杂的问题进行求解。因此，在解决实际工程问题划分网格的过程中，只要网格细化的程度使解得的数据满足工程要求即可。将GIS的有限元模型分为4层：导电杆内SF6气体、导电杆、（a）外壳温升 （b）导电杆温升外壳导电杆之间的SF6气体、外壳。建立GIS的三维磁场热图1 不同海拔下外壳和导电杆温升场流场有限元模型，将GIS导电杆的电流热效应损耗和金属外由图1可以看出，外壳和导电杆温升随着海拔上升而上升，壳的涡流损耗作为热源，耦合到热场和流场中，从而得到GIS设但拟合曲线显现出了非线性，这是因为在海拔均匀变化之时，备达到稳态时的温度场和内部气体流速场，进而对GIS装置的温气压并不是均匀变化的。度分布情况和内部气体流动趋势展开分析。4 结论3 海拔对设备内部温度分布的影响规律本文以220kV GIS为对象，构建了其温度分布计算模型，计本文采用电磁场热场流场多物理场耦合的有限元软件算了不同海拔高度下的温度分布情况，结果表明随着海拔升分析法，对GIS设备的温度场、SF 气体流速场进行数值模拟计6高，外界环境气压降低，散热效果变差，温升逐渐上升。结果算。仿真综合考虑了GIS设备材料、SF 气体流速、SF 气体重力66为高海拔地区GIS设备的运行及维护提供了参考。加速度、导体电导率的温度效应、金属外壳的涡流损耗、SF 气6体对流散热与SF 气体辐射散热等多种因素对GIS设备温度场的6影响。以220kV GIS参数构建计算模型，改变GIS所处的海拔位1 邱毓昌.GIS装置及其绝缘技术M.北京:水利水电出版社,置（铜芯铝壳GIS，外部空气自然对流，额定电流大小：3150A，1994.外界温度：293.15K，SF 气压：0.5MPa）的条件下，研究海拔2 李军浩,韩旭涛,刘泽辉,等.电气设备局部放电检测技术述6评J.高电压技术,2015,41(08):2583-2601.对GIS温度场的影响。考虑到输电线路及变电所有可能建设在海拔5000m的高原地区，故仿真的海拔范围为0m至5000m，梯度为【参考文献】（上接13页）初期产能的主控因素，同时有效储层改造程度3 王文举,潘少杰,李寿军,等.致密气藏高低压多层合采物理模拟研究J.非常规油气,2016,3(2):59-64.决定流体的渗透性。4 陈元千.确定气井绝对无阻流量的简单方法J.天然气工业,（2）采用Blasingame方法确定各单井有效渗透率，与测井1987,7(1):59-63.解释渗透率相比，有效渗透率更能反应压裂改造后近井地带的5 李士伦.天然气工程M.北京:石油工业出版社,2008:92.渗流能力，计算得到地层系数与单井初期产能线性相关性更6 郭建春,吴建发,赵金洲,等.用灰色关联分析法优选压裂井高。J.钻采工艺,2005,28(2):25-28.7 黄文芬,王建勇,周汉国.动态因素权重分析法在产能影响因素分析中的应用J.油气采收率技术,2000,7(4):46-49.1 任广磊,罗勇,高志彬.大牛地气田奥陶系碳酸盐岩气藏水平井产能主控因素评价J.断块油气藏,2021,28(1):104-108.2 蔡君,彭先,李骞,等.超深层强非均质性气藏早中期产能主控因素及开发优化技术对策以四川盆地中部安岳气田震旦系气藏为例J.天然气地球科学,2021,32(11):1622-1633.井【参考文献】作者简介：汝亚林（1984），男，硕士，工程师，主要从事油气田开发工作。