普光氣田氣井投產層段優化方法及效果

摘 要

摘要：在普光氣田部署的開發井中，距邊、底水較近的氣井有13口，約占33%，這類氣井投產層段選擇是影響單井乃至整個氣田開發效果的關鍵因素。投產層段選擇不合理，將導致邊、底水過早
摘要：在普光氣田部署的開發井中，距邊、底水較近的氣井有13口，約占33%，這類氣井投產層段選擇是影響單井乃至整個氣田開發效果的關鍵因素。投產層段選擇不合理，將導致邊、底水過早沿裂縫帶或高滲透帶快速推進，降低氣井無水采氣期，影響氣井和氣藏產能，同時給防腐工作帶來困難。為此，在氣井分類評價的基礎上，應用建模和數值模擬技術，結合單井特點來優化氣井投產層段。結果表明：①位于構造高、中部位不受邊水和底水影響的氣井，應盡量全部打開；氣層跨度超過400m的氣井，考慮到投產作業施工難度，打開程度控制在70%～90%，對分散且品質差的薄氣層不打開。②位于構造中、低部位受邊、底水影響的氣井，打開程度以靠近氣層頂部50%～80%為宜。該方法在普光氣田的應用有效地控制了氣井的出水時間，為提高單井無水期呆出程度和氣藏的最終采收率創造了條件。
關鍵詞：普光氣田；邊水；底水；投產層段；無水采氣期；采出程度；數值模擬；優化
1 氣井投產層段優化方法
   氣井投產層段優化決定著單井產能、無水采氣期、最終采收率等開發指標，是影響氣田開發效果的關鍵因素。投產層段選擇不合理，將導致邊、底水過早沿裂縫帶或高滲透帶快速推進，降低氣井無水采氣期，影響氣井和氣藏產能，同時給防腐工作帶來困難[1～2]。筆者主要采用以下方法來進行氣井投產層段優化。
1.1 氣井分類評價
   根據氣井所處構造部位，儲層發育，距邊、底水距離等因素，將氣井分3類進行評價。①構造高部位氣井。氣層厚度大，主要發育在飛一、二段和長興組頂部，主力含氣井段厚度介于200～600m；飛一、二段儲層展布穩定；儲層物性較好，Ⅰ類儲層占8.05%，Ⅱ類儲層占30.85%，Ⅲ類儲層占61.0%；氣井距氣水邊界遠，垂向上比氣水邊界高出210m以上，平面上距氣水內邊界距離在1300m以上；位于構造高部位氣井占總井數的45%。②構造中部位氣井。氣層厚度較大，主要發育在飛一、二段中上部，局部井區長興組頂部也發育氣層，主力含氣井段100～500m，展布穩定；儲層物性好，Ⅰ類儲層占11.96%，Ⅱ類儲層占39.08%，Ⅲ類儲層占48.96%；氣井在飛仙關組均未鉆遇水層，距氣水內邊界距離較遠，一般在500 m以上；有5口井在長興組鉆遇底水，長興組礁體呈點狀分布，互不連通；位于構造中部位氣井占總井數的37%。③構造低部位氣井。氣層厚度相對較小，主要發育在飛一、二段中上部，厚度70～260m，長興組儲層零星發育；儲層物性好，Ⅰ類儲層占10.50%，Ⅱ類儲層占40.53%，Ⅲ類儲層占48.97%；氣井距氣水邊界較近，距飛仙關組氣水內邊界在300 m以內[3～4]；位于構造低部位氣井占總井數的18%(圖1)。
    首先，引入新井測井資料，重新建立三維精細地質模型，認清氣藏微構造以及儲層物性參數展布規律等。然后，經過網格粗化，建立屬性數值模型，按照開發方案配產要求模擬評價氣藏開發動態特征，預測氣藏無水采氣期、產能、采收率等開發指標，研究邊、底水推進的影響因素和規律[5]。模擬研究認為：位于構造高、中部位，距離邊水和底水比較遠(距氣水內邊界水平距離大于500m)的氣井，邊、底水對氣井生產沒有影響，氣層打開程度越高，穩產期、最終采收率等開發指標越高，這類氣井的氣層應該盡量全部打開；位于構造中、低部位，距離邊、底水比較近的氣井，1～2a就見水，這類氣井占總井數的33%左右，投產層段的優化情況將直接關系到整個氣田的開發效果，是投產層段優化的重點井。
1.2 應用數值模擬技術確定單井氣層最優打開程度
    現以受邊水影響的P106井為例來說明打開程度優化情況。在飛仙關組邊水氣藏三維精細地質模型的基礎上，經過地質模型粗化，建立P106井局部區域氣藏屬性數值模型(圖2)。為了評價氣層不同打開程度對邊水突進的影響，根據氣、水層間儲層物性特點和鉆遇水層的實際情況，設計從氣層頂部向下打開程度為11%、33%、55%、77%等不同方案，氣井初期產量按開發方案配產，進行邊水氣藏開發數值模擬研究。
 

    數值模擬研究結果表明：當打開11%時，由于氣層上部位置主要為Ⅲ類儲層，物性差，氣井生產基本不見水，但穩產期不足3a。當打開33%、55%、77%時，見水時間分別為5.2a、3.5a、1.4a，無水期采出程度分別為15.1%、8.8%、6.2%；當打開程度大于77%時，由于氣層中、下部位置多為Ⅱ類儲層，且局部發育裂縫，儲層物性較好，開發過程中邊水將快速推進。可見，隨著P106井氣層打開程度的不斷增加，無水采氣期將逐漸縮短，相應的無水期采出程度將逐步降低，而穩產期因多因素影響將發生由低到高然后降低的變化。由此認為，P106井氣層自上而下打開程度控制在55%左右為最優[6](圖3)。
 

應用數值模擬技術評價后認為：鉆遇長興組底水但以飛仙關組為主力氣層的氣井，應避射長興組氣層；鉆遇長興組底水且以長興組為主力氣層的氣井，打開程度應控制在50%左右為宜；受邊水影響的氣井，因為離邊水距離和氣、水層之間儲層物性不同，氣井合理打開程度介于50%～90%之間。
1.3 開發井投產層段優化
為最大限度地發揮氣層潛力，滿足開發方案設計的要求，根據氣井分類評價、最優打開程度數值模擬評價結果，結合單井氣層縱橫向物性變化、井身結構、固井質量等情況，具體優化氣井投產層段。現以P106井為例，該井位于構造低部位，屬于大斜度井，含氣井段超過700m，氣層段以上200m固井質量較好，達到了設計要求。飛一、二段氣層為該井主力氣層，氣層段下部以Ⅱ類儲層為主，物性相對較好；上部以Ⅲ類儲層為主，物性相對較差；飛三段主要發育Ⅲ類儲層，分布分散且物性差(圖4)。該井在飛仙關組鉆遇了水層。
 

根據數值模擬評價結果，選取避射氣層下部6350.9～6529.0m井段，避射厚度斜深178.1m。同時考慮到飛三段解釋的12.1m/5層氣層分散在50m跨度范圍內，不利于投產作業施工，全部避射。最終優選飛一、二段上部5966.3～6344.8m井段投產，井段跨度378.5m，累計射孔厚度226.6m。P106井氣層的實際打開程度為50.6%。
2 應用效果評價
應用該技術思路和方法完成了普光氣田開發井的投產層段優化。優化后，氣井實際打開氣層厚度介于38～558m，氣層打開程度50.6%～100%，合計避射氣層1592m；投產井段跨度38～839m，合計避射井段跨度6579m。已完成投產作業氣井，實測單井平均無阻流量479×104m3/d，氣井實測產能均達到或超過方案設計要求。氣田投入生產以后，各項生產動態指標與設計指標基本一致。
3 結論與認識
根據開發井分類評價結果，應用數值模擬等技術分類評價了開發井受邊、底水影響情況及氣層最優打開程度，結合單井地質和工程情況優化了氣井投產層段。研究認為：①位于構造高、中部位不受邊水和底水影響氣井，應盡量全部打開；氣層跨度超過400m的氣井，考慮到投產作業施工難度，分散且品質差的薄氣層不打開，打開程度控制在70%～90%。②位于構造中、低部位受邊、底水影響的氣井，打開程度以靠近氣層頂部50%～80%為宜。
投產層段的優化是實現氣田高效開發的關鍵因素之一，對于發育邊、底水、高含硫化氫的普光氣田更是如此。投產層段優化為控制邊、底水快速推進創造了有利條件。氣田投產后，還需要根據動態監測和動態分析結論，通過調整氣井工作制度等措施，有效控制邊、底水推進。
參考文獻
[1] 王小魯，許正豪，李江濤，等.水驅多層砂巖氣藏射孔層位優化的實用方法[J].天然氣工業，2004，24(4)：57-59.
[2] 李文魁，周廣厚，畢國強，等.澀北氣田排水采氣優選模式[J].天然氣工業，2009，29(4)：60-63.
[3] 何生厚，曹耀峰.普光高酸性氣田開發[M].北京：中國石化出版社，2010.
[4] 穆龍新，趙國良，田中元，等.儲層裂縫預測研究[M].北京：石油工業出版社，2009.
[5] 魯卡·考森蒂諾.油藏評價一體化研究[M].李陽，王大銳，張正卿，等，譯.北京：石油工業出版社，2003.
[6] 羅伯特，沃特恩伯格.氣藏工程[M].王玉普，郭萬奎，龐顏明，等，譯.北京：石油工業出版社，2007.
 
(本文作者：彭鑫嶺1 張世民1 張雪松2 李繼強2 1.中國石化中原油田普光分公司；2.中國石化中原油田勘探開發科學研究院)