苏里格气田产量递减原因分析研究

前言

苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部, 区域构造上属伊陕斜坡西北部, 构造形态为由北东向南西方向倾斜的单斜, 区内除有少数鼻状构造外, 大都十分平缓, 不能形成规模构造气藏圈闭。主要储集层为下二叠统山西组山1段至中二叠统下石盒子组盒8段, 是受三角洲平原分流河道砂体控制的大面积分布的低压、低渗透、低丰度岩性气田。

一、苏里格气田

1. 苏里格气田生产特征

目前, 苏里格气田 (以第三采气厂为例) 共投产气井1959口, 日均产气1800万方/天。其地质条件比国内外其他低渗透气藏更为复杂, 主要表现为气藏为沼泽背景下的辫状河沉积, 砂岩大面积分布, 连续性好, 但只有河道中的心滩底部等粗岩相才能形成有效储集体, 多呈孤立状分布, 连续性和连通性差, 非均质性极强。气井总体生产特征为单井产量低, 压力下降快;气井投产后, 自然稳产期短, 早期递减速度较快, 后期较慢, ;气井在自然稳产期, 稳产时间较短, 地层压力下降较快在递减生产期后期关井压力恢复缓慢的特点, 单位采气成本上升较快。

2. 苏里格气田的产量发展

第三采气厂成立于2001年9月10日, 目前主要负责苏里格气田苏14、桃2等7个区块 (如图1) 天然气评价开发、生产管理及苏里格气田地面集输处理系统建设与管理。

第三采气厂年天然气产量由最初的0.11×108m3至55.35×108m3 (如图2) , 日均产气量由0至1800×108m3/d (如图3) 。

二、气井产量递减原因分析的意义

随着气井开采时间的增长, 产量下降较快, 随之低产井的数目随之增多, 生产管理难度加大, 通过对苏里格气田产量递减原因的总结分析, 进而根据每项递减原因的分析研究, 提出一些针对性建议以期为类似于苏里格气田的低渗透强非均质性气藏的高效合理稳定开发和气井生产管理提供理论基础和技术支持。

三、气井产量递减原因分析

1. 气井储层物性

苏里格气田整体为低渗-致密气藏或低孔-特低孔气藏, 孔隙度一般小于10%, 渗透率一般小于5m D。在开发初期, 在没有进行实际的试气及动态资料, 单纯的依靠电测资料和静态资料显示, 部分气井不能够准确判断出其产能的大小, 导致气井投产之后, 气井无产能或者与储层静态资料出现偏差。

(1) 气井储层物性差, 投产初期已无产能

部分气井在评价初期储层物性较差, 但从地质基础资料分析不能够完全判定气井无产能, 从实际投产情况检验, 这部分气井在投产初期已无产能。以桃2-5-2为例进行说明。

该井2012年接入准备投产, 由于在投产试压阶段, 油压为0, 套压2MPa (系统压力) , 产能为0, 最终放弃投产。

静态资料显示 (见表1) 该井气层与含气层交叉分布, 其中气层马五21、马五31孔隙度都大于5%, 但渗透率小于0.1m D, 有效厚度3.1m, 储层物性较差。

) 气井储层物性差, 投产后产量递减较快

气井常规生产, 在合理的压降速率下产量递减较快, 经分析, 主要原因为气井评价阶段, 储层物性较差。以苏48-7-76为例。

该井为2012年3月31日投产, 配产1×104m3/d, 套压26.1MPa。初期日产气量0.9×104m3/d (如图4) , 半年平均日产气量0.44×104m3/d, 下降幅度51.1%, 目前日产气量0.26×104m3/d, 下降幅度71.1%。

从地层静态数据 (见表2) 该井静态分类为Ⅲ类, 孔隙度较为发育, 但渗透率较低, 初次判断孔喉不发育或者发育较差, 连通性较差。

(3) 气井储层疑似或本身存在水层, 影响产能发挥

部分气井由于本身储层物性较好, 但气井投产后产量较低, 而在射开地层层位时伴有产水层, 造成携液能力不足产生气井井筒积液的情况, 影响产能发挥。以苏120-52-82为例。

该井2011年7月投产, 投产前套压25 MPa, 配产0.8×104m3/d, 初期日产气量0.5×104m3/d, 生产30天产量降至0.16×104m3/d, 套压18MPa, 初步怀疑由于气井产水, 携液能力不足导致井筒积液, 影响产能下降过快。

静态资料 (见表3) 及测试数据表 (见表4) 中可以看出, 该井储层物性较好, 但静态资料与动态数据较为不符, 盒8层和山1层产水, 测试水气比接近于6 (m3/104m3) , 产水较为严重。

2. 配产较高, 产量递减较快

在对于一些电测资料, 地层静态数据及试气结果较好的气井, 往往会适当的进行气井高配高产, 以此来提高单井产能或者是区块产气能力或者是进行气田提产。但这样其实是对地层能量的破坏性开采, 气井压降速率过大往往会导致储层孔隙喉道部分闭合或者缩小、孔隙体积减少等, 进而对目的层孔渗性和地层能量造成不可逆转的破坏, 同时产量递减速度变快。

(1) 初期配产较高, 产量递减较快

部分气井由于初期配产偏高, 气井随着生产时间延续, 压降速率变大, 产量递减较快。以桃7-14-18H为例。

该井为双分支水平井, 2011年4月28日投产, 无阻流量100.26×104m3 (盒8分支85.12×104m3, 盒7分支15.14×104m3) , 配产25×104m3, 套压20.4MPa。初期日产气量24×104m3/d (如图5) , 第一年日产气量10×104m3/d, 下降幅度58.3%, 套压4.7 MPa, 压降15.7 MPa。目前日产气量7.6×104m3/d, 下降幅度68.3%, 套压3.31MPa, 压降17.09MPa。

(2) 加热炉生产井高峰供气应急配产, 产量递减明显

冬季下游用户供气紧张, 需进行高峰供气, 在短时间内进行提高产量, 通常采用加热炉生产的方式进行提产。由于部分气井进行套管加热炉生产或者是油套同采, 这种生产方式超过了气井本身极限产量, 造成地层能量的极大破坏, 导致产量在短时间内明显下降, 影响气井合理性的产能发挥及最终采收率。

该井2011年12月27日投产, 投产前套压25MPa, 无阻流量110.5×104m3, 正常配产8×104m3/d, 冬季高峰供气加热炉生产120天, 日均产气13×104m3/d, 正常生产时日均产气3×104m3/d, 套压2.9MPa, 短期关井压力恢复, 套压升至11.6MPa, 目前套压4.42MPa, 日均产气0.8×104m3/d。

3. 气井生产后期产水, 产量递减

气井开采时间的增长, 部分气井开始不同程度的进行产水。一些产量较低, 却产水较多, 携液能力不足。同时气井产水导致井控储量降低, 压力、产量下降快, 并影响气井连续稳定生产。

苏48-6-91井2008年11月20日投产, 投产初期产量1×104m3/d, 套压25 MPa, 以19%年递减率稳定生产, 2011年产量为0, 经液面探测, 井筒严重积液, 液面位置600处 (如图7) , 后期经过多次排水采气, 目前产量0.06×104m3/d。

4. 气井自然递减较快

随着气井的生产时间的增加, 气井产量逐年自然递减, 通过对采气三厂气井进行同期对比 (见表5) , 得出平均单井产量月递减率为2.23%, 年递减率为23.71%。其中苏西、苏20区块自然递减速度较快, 分别为2.65%、2.9%。

按照平均单井产量3×104m3/d计算, 第四年单井产量将递减近50%, 递减速度较快。

四、气井产量递减较快造成生产管理难度大

1. 低产井随着产量递减不断增加

采气三厂由最初的28口气井发展到目前的1955口, 但同时低产井也在随着生产时间的延长, 产量递减在不断增加 (如图7) , 其中苏西表现尤为突出 (如图8) , 低产井成几何级增加 (两年内增加103口) 。

2. 气井稳产能力差, 稳产期短, 无法达到开发方案指标

苏里格气田按照方案指标气井 (直井1×104m3/d, 水平井5×104m3/d) 稳产三年, 由于产量递减较快, 气井稳产几乎都低于方案指标, 稳产能力差, 稳产期短, 造成生产管理难度大。目前只有桃2、桃7区块直井能够达到方案指标。

五、建议措施

1. 在试气过程中, 发现无产能气井, 应上报核销, 减少投资成本。

2. 因储层物性差, 递减较快气井, 在初期正常配产, 适当的进行下调, 缩短递减速度, 保证其稳产年限。

3. 气层本身含有含水层或水层导致气井初期因产量较低, 导致携液能力不足, 井筒积液。建议在地质评价中, 早期进行封堵。

4. 对于初期配产较高气井, 合理下调配产, 努力保护地层能量, 提高最终采收率。

5. 针对冬季加热炉高峰供气生产气井, 建议提前将高峰期供气压力分散到众多高产气井上, 减少对加热炉井的提产幅度, 保护高产气井的产能, 确保气井均衡开采。对于已经加热炉生产的气井, 在夏季及时开展高产井的关井恢复工作, 保证其长期稳定生产。

6. 气井后期产水影响产量, 这是苏里格气田长期开发面对的问题, 需要大力开展排水采气工作, 针对出水严重的井, 可选择以上层位进行补孔压裂进行增产, 前提是确定可以放弃下面已改造的层位, 封堵之后再进行补孔压裂。

7. 针对老井自然递减较快, 严格执行“冬开高、夏开低”的原则, 冬季在不影响产量的情况下适当关掉部分低产井, 夏季及时开展高产井的关井恢复工作, 并且停用压缩机, 保护气井的过度开采, 保证对气井进行合理性的开采。同时进行地质资料分析, 做好老井二次改造、查层补孔等工作。

摘要：苏里格气田地质条件复杂、储层物性差、天然气丰度低、单井产量低, 甚至不压裂就无自然产能, 并且产量下降快, 稳产期短, 开采速度和采收率都比较低, 经济效益较差, 这类气藏国内外尚未形成一套完整成熟的开发技术。随着气井开采时间的增长, 产量下降较快, 随之低产井的数目逐渐增多, 生产管理难度增加, 通过对苏里格气田产量递减原因的分析, 提出一些合理性建议以期为类似于苏里格气田的低渗透强非均质性气藏的高效合理开发和气井生产管理提供理论基础和技术支持。

关键词：产量递减,气井生产管理,低产气井,苏里格气田