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彭水-黄平地区页岩气产能评价方法及其应用

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彭水 黄平 地区 页岩 产能 评价 方法 及其 应用
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204—2019.2014 地质学刊 第38卷增刊10.3969/j.674014.04彭水一黄平地区页岩气产能评价方法及其应用房国平,葛静涛,杨松(中石化华东分公司非常规资源勘探开发指挥部,山西乡宁042100)摘要:页岩气藏是一种非常规气藏。由于气藏的特殊性,导致页岩气产能评价方法有别于常规气藏。在了解彭水一黄平区块的地质特征的基础上,应用试井、图解法、质平衡法对现有生产井做产能评价,结合生产情况讨论彭水一黄平地区页岩气产能评价技术优缺点,为该地区的页岩气产能评价提供科学依据。关键词:页岩气;产能评价;技术研究;彭水一黄平地区;川东南一湘鄂西中图分类号:献标识码:A 文章编号:1674014)增刊1彭水区块处于川东南一湘鄂西“槽一档”构造过渡区,构造形态以金川等,2008)。3组相对紧闭的背斜带中夹3组核部宽缓而翼部相对陡立的向斜带,呈时,在背斜构造发育一系列在内向斜构造相对宽缓,有利于页岩气成藏。黄平区块目的层寒武系下统九门冲组的烃源岩是海相深水强还原环境下沉积的一套暗色炭质泥岩,区域内页岩自北东到南西,深度呈加深趋势,厚度变化范围在50—150 水区块龙马溪一五峰组页岩比黄平区块九门冲组页岩年代更老,但其埋深较大、有机质成熟度较高、黏土矿物含量较小、吸附气含量较大而游离气含量小。因此,黄页1井钻探过程中,气测显示效果较彭页1井差。综合前述内容,两区块有机质丰度同样较高的前提下,成熟度决定了有机质生气窗范围,因此而决定了彭水区块目的层页岩总含气量高;脆性矿物含量高而裂隙同样发育的前提下,总含气量成分中游离气比例高、钻探气测显示好。1 页岩气井产能评价方法研究页岩气存储特征为形式上游离气和吸附气并存、空间上孑艳丽,2009);其二是产气机制主要为游离气的扩散和吸附气的解吸。页岩气产能评价方法主要有类比法、容积法、压力/累计产量法、物质平衡法、递减曲线分析等(李晓平等,2002;陈志海等,2006;陈元千,2008;崔丽萍等,2009;陈小凡等,2010;周登洪等,2012)。因此,随着页岩气勘探开发的不断深入,选取符合页岩气藏的计算方法和正确的评价参数,作出较全面、准确的气藏评价,提高评价结果的可靠性,具有特别重要的意义。1.1回压法试井产能试井方法包括回压试井、等时试井,改进的等时试井和一点法试井,其中最常用的是回压试井。回压试井是连续以若干个不同的工作制度(一般由小到大,不少于3个)生产,每个工作制度均要求产量稳定、井底流压稳定并测得地层恢复压力(图1)。1.2图解法测试结果表明,彭水一黄平地区页岩气井主要以游离气为主,据《气藏试采技术规范》(6171气藏计算式为:收稿日期:2014—06辑:蒋艳作者简介:房国平(1965一),男,工程师,石油工程专业,主要从事非常规油气资源开发,23843527@qq.国平等:彭水一黄平地区页岩气产能评价方法及其应用%。i ..厂qo:|\图1回压试井示意图G:算 ㈩式(1)中,08 08 //量后的视地层压:吾懿。半左右的可采地质储量都是在产量递减过程中被采出的,页岩气的整个采气过程都为递减过程,递减期内不仅采出气量大,而且持续时间长,递减规律复杂,只有在了解气井的递减规律之后,才能有的放矢地采取防止产量递减的有效措施,以提高采收率。当油气田进入递减阶段之后,需要根据已经取得的生产数据,采用不同的方法,判断其所属的递减类型,确定其递减参数(i、再研究相应的递减规律,方能进行产量预测。常用的产量递减规律分析方法有指数递减、调和递减、双曲递减、直线递减和衰竭递减,另外还有全程预测模型方法等。1.4物质平衡法页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果。页岩气藏是“自生自储”式气藏,运移距离极短,其现今保存状态基本上可以反映烃类运移的状况,即页岩气主要以游离相、吸附相和溶解相存在。据页岩气解吸与采出的基本原理,为了使方程在满足工程计算误差范围内更具有实用性,设生产井由时间生产时间为出,相应的储层压力由P:至。根据物质守衡原理,血时间段内,游离气与地层水的体积变化之和应等于地层孔隙体积变化:K (2)物质平衡方程采用合现场生产制度的要求,据储层边界条件假定一组初始值,计算出到一定精度可求得t+1时刻的生产参数。依此类推,可预测预定条件下的生产参数。e(×102视地层压力和累计产量2 应用实例借助彭页A、页 料,分别选用以上4种产能评价方法,作动态产能资料调研和大量的页岩气田开发实践表明,一 评价。基础数据如表1、表2。表1钻完井基础数据地质学刊 2014年10月表2页岩气组分质量分数注:质量分数单位为%2.1 页岩气产能试井方法选择由于在生产过程中不能关井求地层压力,适用不关井的回压法试井。即通过改变电潜泵的排液量来改变井底压力,在压力稳定后,系统地测取流动压力,产液量、产气量等有关数据,最后关井恢复,画出试井曲线,进行综合分析,确定电潜泵最佳工作制度,计算地层参数,确定合理配产。以彭页3)。表3彭页二项式分析(图3)图3二项式产能曲线二项式产能方程:15.4352o.647 3q。+32.33项式无阻流量:.773 6万m3/指数式分析(图4)O.350.300_25O.20O.150.100.05=0.685 3x(15.62一,吖2)脚=2.656 4万岩气合理工作制度为1/3~1/4,所以合理日产气量配产为(0.7—0.9)万m3/d。2.4用,=2+0.002 4x+108.8据彭页5)。日产气量与井底流压的关系图如图6所示,采用多项拟合曲线,可得到相关度达到0.873 3的一元二次方程,解该方程可得到该井的无阻流量:.008 3万d。对当此,计算可得彭页万m3/d。140120言100瓣20项式方程、项式方程计算出的无阻流量大,这是因为二项式方程是由常规气藏的渗流机理推导出的适合常规气藏的产量计算方法,指数式方程更是气藏产能计算的经验式,没有考虑页岩气在基质里在质量分数差的作用下的扩散。而有做任何推导和计算,拟合出的产能方程直观地反应了累产和井底流压的变化关系,比二项式方程、指数式方程更适合于彭水区块页岩气产能的计算,数式方程要大,说明页岩气井在页岩地层中的解吸与扩散,因此,数式方程更适合页岩气气井的产能计算。2.5物质平衡法应用实例2.5.1 彭水区块彭页缝半长189.4 平段页岩层平均厚93 m,开采初期采出的页岩气气第38卷 房国平等:彭水一黄平地区页岩气产能评价方法及其应用体相对密度为0.56,假定日降井底流压(0.02,0.04,0.06,0.08,0.10 过计算得到彭页6),开发初期日降井底流压大者可很快达到最高产气量,但日降井底流压大产量下降快,日降井底流压小产量下降较慢,在生产1年左右后,日产量进入缓慢降低阶段,且日降井底流压小的工作制度可保持相对较高的日产气量,由图6可以看出,0.10—0.08 此,建议彭页8 着生产时间的增长,日产气量逐渐减小,如按日降井底流压0.08 稳产气量1.838万页4年后日产气量下降为0,累产页岩气6 924.063 6万≯吕d)曰△%:o.10 :0.08 .06 .2 彭水区块彭页产测试取得了渝东南页岩气工业气流的突破,最高日产气量高达25 000 012年8月19日一9月1 1日对彭页推地层中部压力:15.435 347.56 m(垂深),外推地层中部温度:72.17 347.56 m(垂深),地层压力系数:0.671。假定日降井底流压(为0.02,0.04,0.06,0.08,0.10过计算得到彭页7)。随着生产时间的增长,日产气量逐渐减小,如按日降井底流压0.08 稳产气量0.838万页年后日产气量下降为0,累产页岩气3 535.582 3万m’。2.6图解法应用实例彭页产液、日产气、环空气液比、温度梯度3.11℃/100 m,经过查阅资料,收集了7个计算式计算天然气偏差系数,试用据套压计算出井底流压,采用图解法可得出图8、图9视地层压力和累计产量:彭页83.658 2万页33.857 1万m’。兮≯量d)0.10—_J 唧r‘。。。。一l+0.06J "r———]0.260.08 %:0.04 ./z)图8彭页,./z)图9彭页拍笛西药笛巧地质学刊 2014年10月2.7 00 m,湘中坳陷涟源凹陷桥头河向斜中部,是中石化华东分公司所属探区内的1口页岩气探井。目的层位为上二叠统大隆组一龙潭组。钻探目的是为了解探索湘中坳陷涟源凹陷上二叠统大隆组一龙潭组页岩含气性。2011年12月4日投入生产,采取的主要工艺措施是注入压降/测试工艺、排技术、大排量活性水压裂工艺、微破裂影像技术裂缝监测、机抽排采、酸化解堵工艺等,排采试气获得最高日产气1 620.20 产可燃气最高1 177.72 排采情况分别对日产气量、日产液量采用湘页10)。由图11可看出,该井这一时期为指数型递减,按指数型递减分析方法可得到产量与时间关系:9=534.436 3e—o‘011 7‘ (3)由式(3)可计算出湘页012年1月16日后还可持续生产2年,累计产气量4.539 0万昌咖|扩钆皿图)彭水一黄平地区压裂后地层基本不能自喷,加上压裂液量大,通过替喷、气举、抽汲等方法都不能诱喷,因此需要通过电潜泵进行稳定排液,确认电潜泵排液方式适合彭水一黄平地区页岩气开采。(2)产能试井方法包括回压试井、等时试井,改进的等时试井和一点法试井。彭水一黄平地区页岩气开采优选电潜泵稳定排液,由于在生产过程中不能关井求地层压力,适用不关井的回压法试井。(3)物质平衡法计算需要的参数多,且在生产时很难得到所有的参数,计算量大,需要计算机编程,生产现场应用不方便,所用受到边界条件、初始值的影响,但可以模拟在不同生产制度下的生产结果,找出最佳生产制度,因为物质平衡法需要的参数多,所以综合考虑了对页岩气产能有影响的各种因素,可用来定性研究各因素与页岩气产能的关系。第38卷 房国平等:彭水一黄平地区页岩气产能评价方法及其应用(4)图解法为《气藏试采技术规范》(6171一1995)推荐,简单实用,但只考虑了累产气量与视地层压力的关系,计算结果的准确性受到一定的影响。(5)循了页岩气井的产能递减规律,适合在生产中应用。参考文献:陈志海,马新仿,郎兆新.2006.气藏水平井产能预测方法[J].天然气工业,26(2):98—99.陈元千.2008.水平井产量公式的推导与对比[J].新疆石油地质,29(1):68丽萍,何顺利,宁波.2009冰平气并产能公式探讨[J].西南石油大学学报:自然科学版,3l(5):121—124.陈小凡,乐平,苏国丰,等.2010.一种新的水平井产量计算公式[J].西南石油大学学报:自然科学版,32(1):93晓平,关德,沈燕来.2002.水平气井的流入动态方程及其应用研究[J].中国海上油气:地质,16(4):250艳丽.2009.页岩气储量计算方法探讨[J].天然气地球科学,20(3):466金川,徐波,聂海宽,等.2008.中国页岩气资源勘探潜力[J].天然气工业,28(6):136—140.周登洪,孙雷,严文德,等.2012.页岩气产能影响因素及动态分析[J].油气藏评价与开发,2(1):64on of E 42100,as a of ue to of of as n of th of of n of of 11Ie in 房国平, 葛静涛, 杨松作者单位: 中石化华东分公司非常规资源勘探开发指挥部,山西 乡宁 042100引用本文格式:水议论文] 2014
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