版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:内蒙古呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:100010
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

某气田气井分类方法研究及产能预测

时间:2016-11-28来源: 作者: 点击: 42次

冯强汉  魏克颖  陈龙  任越飞  王国华 吴红钦  张佳超

(长庆油田分公司第三采气厂,内蒙古乌审旗 017300

摘要:为延长某气田低渗气井的稳产时间,提高气田采收率,需准确根据产能对气井进行分类,以便对气井进行分类管理和配产。目前气田常用的气井分类方法有四种:储层参数法、无阻流量法、日产气量法和气井单位套压降采气量法。四种方法各有适用范围与不足。因此本文提出灰色关联法对气井进行分类划分,根据影响气井产能参数的灰色关联度,再利用模糊数学法处理得到综合判定值,利用综合判定值即决策因子对气井进行分类。本文同时利用多元线性回归方法,建立各类井初期产量回归公式及图版经现场实践。

关键词:低渗透;致密气;灰色关联法;模糊数学;产能预测

0引言


气田位于长庆靖边气田西北侧的苏里格庙地区,区域构造属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北侧,行政区属内蒙古自治区乌审旗和鄂托克前旗所辖,勘探范围西起内蒙占鄂托克前旗,东至乌审旗的桃利庙,南至陕西定边县的安边,北抵内蒙古鄂托克后旗的敖包加汗,东西宽100公里,南北长196公里,勘探面积约2×104km2。为便于气井日常管理和工作制度调整,通常需要对其进行分类研究,常用气井分类方法主要有储层参数法、无阻流量法以及日产气量法。储层参数法不能反映气井改造后的产能的影响;无阻流量法只反映生产初期近井地带渗流特征;日产气量法人为可调控性强,易受井底积液影响,不能反映生产能力;气井单位套压降采气量法在划分对井数过多、生产过程中有措施井和积水井不能很好的划分,对低套压生产井,其变化曲线也不是指数类型,此方法对这类井不适用。其中储层参数法属于静态评价法,是参考气井的有效储层厚度来对气井进行分类;无阻流量法只反映生产初期近井地带渗流特征;日产气量法人为可调控性强,易受井底积液影响,不能反映生产能力。所以利用这些对气井进行分类,都不能正确反映气井正常生产能力的情况,因此,必须要对影响气井产能的各个因素进行单因素分析,找出各参数影响权重,然后利用数学方法处理成一个综合系数作为分类标准。

1、气井综合分类

评价一口气井,主要看其产能的大小,而影响气产能的因素总体上有储层物性、含油气性、生产特性以及工艺措施四类,这些因素不仅类别多,而且与产能之间存在不明确的关系,甚至各因素之间也相互影响,因此为了明确各项参数对产能的影响程度,有必要对这些因素进行灰色关联分析,确定出主要影响因素及其权重系数。

1.1灰色关联法原理

灰色关联分析通过对系统指标统计数列几何关系的比较,分析各指标间的关联程度,认为指标在时间变量下所表示的曲线的几何形状越接近,指标间发展变化趋势越接近,则它们之间的关联程度越大。灰色关联分析法对统计样本的多少和规律性没有要求,计算简便且不会出现量化结果与定性分析结果不符的情况。

灰色关联分析方法步骤如下:

Xi=[xi(1),xi(2),………,xi(n)]     i=0,1,2,…,m

对于0<ξ<1,

 

                              

满足灰色关联四公理,其中分辨系数。称为的灰色关联度。

①求各序列的初值像(或均值像)。令

 i=0,1……,m

②求差序列,记

i=0,1……,m

③求两极最大差和最小差,记

④求关联系数

0<ξ<1                               

⑤计算关联度

  i=0,1……,m                             

1.2权重系数的计算

在低渗气田的气井评价中,产气量、动储量和渗透率对气井生产都产生很大影响,产气量是反映气井生产情况的重要指标,现场计量准确,因此,将产气量作为主因素,其余指标作为子因素,对气井进行评价。对无量纲化的原始数据进行计算,得到各子因素与主因素的灰色关联度,归一化处理算得所有指标的权重系数,Y=(初始产量 1.0孔隙度 0.748渗透率 0.787压力0.348厚度0.716含气饱和度0.865裂缝长度0.503导流能力0.677动储量0.871无阻流量0.935),归一化处理算得所有指标的权重系数:A=(初始产量0.134孔隙度0.1渗透率0.106压力0.047厚度0.096含气饱和度0.116裂缝长度0.067导流能力0.091动储量0.117无阻流量0.125

按照权重系数对所有指标进行排序得出它们之间的相关序列为产气量>无阻流量>动储量>含气饱和度>渗透率>厚度>导流能力>裂缝长度>原始地层压力。该结论符合低渗气田的实际生产情况反映出各相关参数对气井生产的影响程度及各指标之间隐含的内在联系。

1.3综合评价值的计算

描述事物特征的物理量差异很大,但是在分类计算时,只需从数量上分析,必须消除物理量单位的干扰。为了将各种干扰降到最低程度,需要运用模糊数学方法对描述事物的特征值进行规格化,规格化的一般要求是:特征数据具有相对意义,规格化的数据介于[0,1]。规格化的值称为隶属度,对于选取潜力井来说,隶属度值越大,表明该井的因素对于样本集中的优化程度越高,越有利于气井分类。

根据实际问题的特点,选用了梯形分布模型,梯形分布又分为两种数学模型。

升半梯形数学模型为:

       

根据实际问题的特点和要求将此分布简化成如下形势

               

降半梯形的数学模型为:

       

同样可以将其简化为

                 

其中为单项因素的最小值, 为单项因素的最大值。

 

 

结合上面计算得到的权重值以及各因素的隶属函数确定后,通过一系列计算,可计算出单井的综合判定值CM即决策因子,从而最终确定出气井的分类。将致密气常规划分标准按照各权重比例计算得到临界决策因子。根据决策因子大小来对气井分类:Ⅰ类井为1.000—0.364,Ⅱ类井为0.364—0.263,Ⅲ类井为0.263—0.000。苏20区块决策因子及划分标准如表1所示,该区块气井划分结果如表2所示。

表1气田决策因子及划分标准

 

气井综合分类表

 

2三类井生产特征分析

类井为优良井,只占总井数的17%,该类井产气量高,地层的渗透率高,动储量和含气饱和度大,生产比较平稳,有一定的稳产能力;如图1所示:

 

1  Ⅰ类井生产特征曲线图

类井为中等井,占总井数的43%,各方面指标中等,投产初期压力降落相对较慢,基本没有稳产;如图2所示:

 

2  Ⅱ类井生产特征曲线图

类井为低产低效井,占总井数的40%,是储层物性比较差,储量低,投产后压力快速回落,容易出现井底积液,应采取多种采气工艺相结合的方式,维持气井稳定生产;如图3所示:

 

3  Ⅲ类井生产特征曲线图

3、气井产能预测

储层产能是多种因素共同作用的结果,即就是产能与多个储层物性参数之间的相关关系,因此可利用多元线性回归分析的方法进行产能预测。本文在前人研究的基础之上,将多元线性回归分析应用到测井数据直接预测油田产能,多元线性回归分析的数学模型为:

 

上式表示一个元的线性回归模型,表示变量数目,是模型中中的回归常数与回归系数,是随机误差,而且回归分析主要解决的是 之间的线性关系。因此,在略去随机误差项后,将多元线性回归模型的回归方程设为:

 

对一个多元线性回归模型,离差的平方可设为:

     

参数的最小二乘估计是寻找估计值使得上式达到极小值,即:

 

 

以气井综合分类为基础,利用统计方法来进行推导不同气井的初期产能经验公式。研究中不考虑储层流体性质、沉积微相的影响,应用与初期产能密切相关的储层参数进行产能的预测。已知研究区气井的初始产能数据(投产后2个月的平均产量)、孔隙度、渗透率、地层系数、含气饱和度等参数,进行多元线性回归分析。经过SPSS19.0软件多元回归分析后得到的初期产能预测公式及预测结果。

Ⅰ类区初期产能回归方程为:

预测结果与实际结果对比如图4所示:

4 Ⅰ类区初期产量预测结果


Ⅱ类区初期产能经验公式为:

5 Ⅱ类区初期产量预测结果

Ⅲ类区初期产能经验公式为:

6 Ⅲ类区初期产量预测结果

 3、结论

1)分析目前气田常用的气井分类方法的适用性,提出气井的综合分类方法,即首先利用灰色关联法对产能影响因素进行灰色关联分析,确定出主要影响因素,再利用模糊数学方法确定综合决策因子,对气井分类。此方法考虑因素全面,对气井分类准确。

2基于该分类评价结果,与现场实际情况对比分析,总结各类井特征。对各类井建立初期产量回归公式及图版,得到的初期产能预测公式及预测结果

3)根据权重比例计算可得到单井的决策因子。从而将气井分为三类: 1.0000.364的为Ⅰ类井,0.3640.263为Ⅱ类井,0.2630.000的为Ⅲ类井。区块I类井所占比例为17%, II类井所占比例为43%,III类井所占比例为40%。I类井储层物性较好,有一定的稳产能力;II类井储层物性一般,有一定的控制储量;III类储层物性较差、单井产量较低、控制储量小。

4)对各类井建立初期产量回归公式,分别得出了三类井的产能预测经验公式,对气田今后开发有重要的指导意义。

参考文献

[1陈安宁,刘孝汉,裴锡古等. 鄂尔多斯地区

上古生界天然气富集条件及资源评价(“

国家重点科技攻关75-54-01-10-01)[R].

长庆石油勘探局, 1989.

[2]汪立君.利用测井资料进行天然气储层

产能的评价与预测.地质科技情报,2004, 23

 (2):57-60.

[3]刘思峰,谢乃明灰色系统理论及其应用

[M]科学出版社 北京 20136.

[4]TIAN Leng, HU Huajun, WANG Hehua,Ma Hao. Research on Calculating Rational Well Sacing Based on Classification of DynamicReserve in Ultra-low Permeability Sandstone Reservoirs. Journal of Digital Content Technology and its Applications, 2013,4, Vol. 7, No. 8P326-333.

[5] 姚合法等.多参数判别流动单元的方法探讨.沉积学报,2006,24(1):90-95.

[6] 林景晔.砂岩储集层孔隙结构与油气运聚的关系[J].石油学报,2004,25(1):44-47.

[7] 孙小平,徐文, 范继武, . 长庆气田上古气藏砂体分布规律及产能评价研究[R]. 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院, 2001.

[8]方义生,刘合年,罗凯. 关于气井产能、气田稳产特征和气区开采潜力的探讨 石油勘探与开发 1000-0747(2006) 04-0399-07

 

.

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。