致密气藏储层参数生产动态影响模拟分析

梁倚维，张雪刚，王媛芳，彭清明

（1.中国石油长庆油田公司苏里格南作业分公司，陕西西安 710018；2.塔里木油田分公司塔西南勘探开发公司油气开发部，新疆喀什 844000）

Stephen A. Holditch 于2006 年基于渗透率及开发成本和技术难度将天然气资源分为高、中、低三个品味[1]。根据该分类标准，致密气藏渗透率小于0.1 mD，属于低品味储层，此类储层开发难度较大，但储量资源非常丰富，位于天然气资源三角分布的底部。本文主要基于数十口井试井解释结果和生产动态历史拟合结果，建立致密气藏数值试井概念模型（见表1），通过多方案模拟对比分析致密气藏不同储层参数对压裂直井和压裂水平井的生产动态影响，为使模拟接近实际情况，模拟条件为气井生产期13 年，其中稳产期3 年。

表1 数值试井概念模型参数

1 储层参数影响分析

1.1 渗透率影响分析

分别模拟储层渗透率0.000 1 mD～1 mD 范围内9～10 个不同渗透率值（见表2），考虑压裂直井、常规水平井、压裂水平井三种井型，共计29 个方案，根据模拟结果得出以下结论[2]：（1）三种井型初期无阻流量随渗透率增加近似直线增加（见图1）；（2）最终采收率随渗透率的增加而增加；（3）当储层渗透率K>0.1 mD 时，多段压裂水平井的采收率增长减缓；（4）当储层渗透率K>0.2 mD 时，常规水平井的采收率增长减缓；（5）当储层渗透率K>0.3 mD 时，压裂直井的采收率增长减缓；（6）当有效渗透率K>0.5 mD 时，多段压裂水平井的采收率与常规水平井相近（见图2）。

表2 储层渗透率模拟参数

1.2 垂向渗透率与平面渗透率异性影响分析

分别取垂向渗透率与平面渗透率比值（Kv/Kr）4 个不同值，储层渗透率取值0.000 1 mD～1 mD 范围内5个不同渗透率值，考虑压裂水平井（5 段）和常规水平井两种井型，共计17 个方案，根据模拟结果得出以下结论：

（1）垂向渗透率与平面渗透率异性对压裂水平井开发效果影响较小；（2）垂向渗透率与平面渗透率异性对常规水平井开发效果影响较大；（3）当储层渗透率Kv/Kr<0.1 mD 时，常规水平井初期产能及采收率有较大变化（见图3、图4）。

常规水平井垂向渗透率与平面渗透率异性模拟采收率与压裂水平井模拟采收率对比[3]（见表3、表4）。

图1 储层渗透率对初期无阻流量影响

图2 储层渗透率对采收率影响

图3 Kv/Kr 对初始无阻流量的影响

图4 Kv/Kr 对采收率的影响

表3 储层渗透率模拟参数

表4 常规水平井与压裂水平井采收率对比

1.3 储层厚度影响分析

分别模拟3 个不同厚度值、4 个不同渗透率值，考虑压裂直井、常规水平井、压裂水平井，共计36 个方案，根据模拟结果得出以下结论：（1）累计采气量和无阻流量随厚度的增加近似线性增加；（2）压裂水平井和压裂直井在相同渗透率条件下，采收率变化微小；（3）常规水平井在相同渗透率条件下，采收率随厚度增加降低（见图5、表5）。

表5 储层厚度模拟参数

1.4 孔隙度影响分析

分别模拟孔隙度为6 %和8 %时，压裂直井和压裂水平井累计采气量随泄气面积的变化，孔隙度影响泄气面积范围内的控制储量，进而影响累计采气量的变化，但是对泄气面积的影响不大（见图6）。

1.5 有效泄气面积影响分析

基础方案条件下，不同渗透率在13 年模拟期末压力传播（见图7），当渗透率为0.000 1 mD 和0.001 mD时，压力波及近裂缝周围，裂缝以外的区域并未参与流动，当渗透率为0.01 mD、0.1 mD 时，压力波及整个储层，相比0.01 mD，0.1 mD 使整个储层压力较均匀下降，储量动用程度充分。

基于以上认识，采用“收缩盒子”的方法[4]，以累积采气量不变为条件，确定气井在不同渗透率条件下，13年生产期末泄气面积，经对比，相对低渗储层比相对高渗储层具有产量低、泄气面积小、采收率低、储量动用不充分、生产时间长的特点（见表6）。

图5 厚度对累计采气量和无阻流量的影响

图6 压裂直井和压裂水平井累计采气量随泄气面积的变化（模拟期13 年）

图7 k=0.000 1 mD，0.001 mD，0.01 mD，0.1 mD 模拟期末压力传播图（13 年）

2 认识及建议

主要取得以下认识：储层渗透率决定采收率、气井合理泄气面积；储层厚度仅影响气井初期产能和累计采气量，但对压裂直井和压裂水平井的采收率几乎无影响，常规水平井采收率随厚度增加而降低；孔隙度取值6 %和8 %时，对泄气面积的变化影响不大；当渗透率低于0.001 mD 时，泄气面积仅限于裂缝附近；相对低渗比相对高渗具有产量低、泄气面积小、采收率低、储量动用不充分、生产时间长的特点。

主要提出以下建议：致密气田开发，首先应准确评价储层渗透率范围；当渗透率低于0.001 mD 时，泄气面积有限，需采取其他措施增大泄气面积；致密气田提高采收率需采取更强增产措施和井间加密，需要综合考虑投资成本。

表6 “收缩”前后泄气面积及采收率对比

［1］ Stephen A.Holditch Tight Gas Sand［J］.JPT，2006，88-94.

［2］ Waqar Ali Khan.Factors Affecting Production Behavior in Tight Gas Reservoir［J］.SPE.149045.

［3］ 梁倚维，等.低渗气藏压裂水平井产能评价新方法［J］.油气井测试，2011，（5）：21-23+76.

［4］ KAPPA.ECRIN4.12.03 Help Topics［EB］.