鄂尔多斯盆地子洲低渗透气藏动储量评价方法优选

时间：2024-09-03

王京舰（中石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安710021）

王一妃（西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065）

李彦军（中石油长庆油田分公司第四采气厂，陕西西安710021）

汪发文（中石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆163000）

储量是一个气田的物质基础，动储量即动态地质储量，指气藏中能够渗流或是流动的那部分天然气的地质储量。储量计算是一项十分重要的工作，是气井综合评价的重要成果，是气藏开发的基础，同时也是开发方案编制和调整的依据。处在不同勘探与开发阶段的气藏，所取得的资料不同，对气藏的认识程度也不相同。因此，所采用的储量计算方法也应该有所不同。准确的气藏或单井储量计算与分析，关系着对气藏的客观综合评价，关系着气井产量及工作制度的制定与开发井网的部署和调整，这是气田高效、科学开发的基础，是实现气田长期高产、稳产的前提条件。

长庆气田面积大、井数多，不可能实现全气田整体关井测压；气田渗透率低，关井压力恢复速度慢，与生产需求存在矛盾；加之气井排水采气、冬季用气高峰期提产等因素，导致利用常规方法评价气井动储量存在地层压力测试点少，气井工作制度不稳定等难点[1]。针对上述问题，充分应用气藏生产动态资料，通过重整压力和流量将气井变压力、变流量生产数据转换为等效恒压力或恒流量数据等途径，在常规压降法评价的基础上，形成了压降法、流动物质平衡方程法、压降速率评价法、产量不稳定法等气井动储量评价方法，并采用可视化程序设计语言在同一平台中实现压降法、流动物质平衡方程法和压降速率评价法动储量的计算。应用上述方法评价了鄂尔多斯盆地子洲气田的单井动储量及其变化，并根据各种方法的适用条件进行方法优选。

1 动储量评价方法及适用条件

1.1 压降法

压降法（物质平衡方程法）是建立在物质平衡方程式基础之上的动储量计算方法，所需参数（气井原始、目前地层压力及累计采气量）简单，故在动储量计算中应用广泛，计算界面如图1所示。定容封闭气藏物质平衡方程（或压降方程）为[2～5]：

式中，G为气藏动储量，108m3；Gp为气井累计产气量，108m3；pi为原始地层压力，MPa；Zi为原始气体偏差因数；pr为目前地层压力，MPa；Zr为pr对应的气体偏差因数。

运用压降法计算气井动态储量的适用条件：①应用于边底水不活跃的气藏。②对于裂缝发育不均匀、非均质性强的气藏或裂缝系统，在采出程度达10%的条件下，计算的动储量仍可能偏低；只有采出程度达20%～30%时用压降法计算动储量才比较准确。③压降法计算动储量只反映压力波能传播到的连通范围内的储量，在一些连通不好、多裂缝系统等复杂条件下，它不代表全气藏的动储量。④对低渗、大面积、非均质的裂缝－孔隙性及孔隙型气藏，用各井分别计算动储量差别甚大。⑤压降法计算动储量虽已属于已开发探明储量级别，但对非均质、多裂缝系统及复杂气藏应不断进行核实。

图1 压降法动储量计算界面

图2 流动物质平衡方程法动储量计算界面

1.2 流动物质平衡方程法

将井筒和地层作为同一系统，由能量守恒定理和渗流力学理论可知，在产量一定时系统能量的损失一定（克服流动阻力做功和气体势能增加量），而气体热力学能变化与压力变化近线性相关，因此视井口压力与视地层压力变化特征相同。做视井口压力与累计产气量的相关直线，则视原始地层压力与直线斜率之比即为动储量。该方法最大的优点是不需要关井测试资料，但需要气井产量相对稳定（渗流进入拟稳定状态、产量波动幅度小于5%，稳定时间大于两个月），计算界面如图2所示。

适用条件：气藏渗流达到或接近拟稳态，且生产过程中产量、压力相对稳定。

1.3 压降速率评价法

压降速率评价法是在气藏工程动态分析过程中提出的计算气井动储量的一种新方法。该方法主要是根据产气量、压降都相对平稳的生产时间段求取套压压降速率，然后用所取生产时间段的起点套压除以压降速率，得到套压压降为零时气井的生产时间，由此就可以得到气井的动储量即为所取生产时间段起点的累积产气量加上所取平稳段的产气量与计算的生产时间的乘积（计算界面如图3所示）。

适用条件：气藏渗流达到或接近拟稳态，套压压降及产气量较平稳，且稳产需要有一定的时间段。

1.4 产量不稳定法

产量不稳定法（RTA方法）是利用单井的生产动态历史数据（即产量和流压），通过建立气井储层、井筒模型，以储层渗流理论为基础，采用 Blasingame、 Agarwal－Gardner、NPI、Transient等多种气藏工程方法，同时不断修正储层模型，进行生产历史拟合，进而计算单井动储量，如图4所示。

应用条件：生产动态预测要求气井产出一定的气量，有足够长的生产史，才能进行生产历史的拟合，通过拟合效果才能检验建立的单井模型是否符合气井实际地质情况。若建立的模型能反映气井的实际情况，拟合效果好，计算的动储量才比较可靠。

图3 压降速率评价法动储量计算界面

2 选动储量评价方法对比及优

子洲气田构造上位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部，开发目的层为上古生界二叠系山西组二段（Ps2），孔隙度5.6%，渗透率1.27mD，为定容弹性驱动气驱、粒间孔、溶孔和晶间孔为主复合型的低孔、低渗型气藏。2007年8月29日投产，截至2011年12月，共投产气井181口，年平均开井87口，产气量261.63×104m3，平均单井产气 3.00×104m3，累计产气26.46×108m3。

压降法动储量计算是采用地层压力测试的实测数据计算单井动储量的，其计算结果相对准确。为了验证流动物质平衡方程法、压降速率评价法、产量不稳定法评价动储量的可靠性，选择子洲气田12口符合上述4种方法适用条件、生产时间较长的气井（涵盖不同类别的气井），采用4种方法分别进行动储量评价，评价结果见表1和图5所示。

图4 产量不稳定法动储量计算界面

表1 气井动储量评价表

图5 动储量评价结果对比图

从图5可以看出，运用上述4种方法对子洲气田涵盖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不同类别的12口气井单井动储量进行了评价，并将评价结果与相对准确的压降法结果进行了比较，流动物质平衡方程法、产量不稳定法、压降速率评价法评价结果的相对误差分别为：11.10%、11.9%、25.9%，表明流动物质平衡方程法、产量不稳定法相对误差较小，评价结果可靠，基本能够满足工程计算的需要，可以作为动储量计算结果的辅助验证；而压降速率评价法相对误差较大，这主要体现在单井生产过程中压力的波动变化，加上储层非均质性的影响，压力波的传播速度等因素的综合反映，导致压降速率计算结果偏差较大，造成动储量评价结果误差也较大，呈现计算结果普遍偏小的现象。因此，对于压力测试资料较丰富、产能较高、生产较平稳的气井采取压降法、流动物质平衡方程法以及产量不稳定法计算单井的动储量较可靠。