气藏动态分析

第三讲气藏动态分析简述引言气藏动态分析是气田开发管理的核心，它贯彻于气田开发的始终，涉及面又广。只有掌握气井、气藏的开采动态和开发动态，研究分析其动态机理，不断加深对气井、气藏的开采特征和开采规律的认识，才能把握气田开发的主动权，编制出最佳的开发方案、开发调整方案、开采挖潜方案和切合实际的生产规划，实现高效、合理和科学开发气田的目的，取得最佳经济效益，并指导下游工程的健康发展。气藏动态分析的核心内容是通过对气田开发全过程的跟踪模拟和优化，达到全气藏开发指标总体最优和单井开采工艺参数组合的最优，重点要求回答以下问题：1、储层、井间是否连通？压力、水动力系统是否统一？油气水边界是否确定？2、开发方式是否合理？天然能量是否充分利用？如果存在边水或底水，水体活动规律如何？它对开发过程有何影响？3、对于裂缝性气藏，裂缝的发育特征与规律是什么？在开发过程中起什么作用？4、井网、井位、井数等布井方式是否合理？是否既能控制住可采储量，又能符合少井高产的原则？单井的产能如何？如何对每口井进行合理配产？5、层系划分是否合理？每口井、每一层的供气能力与井的排气能力是否协调？如何实现最佳开采？6、气井工程有什么问题？采取何种措施？效果和经验教训？7、对处于不同开发方式的气井、气藏在不同开发阶段，应采取何种工艺措施来改善开采条件、提高开发效果？各种工艺措施的效果评价？8、如何选定适当的数值模拟模型，在历史拟合基础上，对单井及全气藏开采动态进行数值模拟？对开采动态进行预测，并给出最佳的开发、开发调整及挖潜方案。一、气藏动态分析的主要内容气藏动态分析技术是提供气藏开发全过程动态信息技术，目前国内外主要应用地震、地球物理测井、地球化学、气水动力学和气藏数值模拟等技术来分析气藏生产动态，并由点（气井）的监测、分析发展到整个气田乃至成组气田开发过程实施全面监测和分析。参照集团公司气藏动态分析工作规范（草稿），归纳于下表。编号分析项目分析内容分析目的主要分析手段1气藏连通性分析1.储层纵、横向连通性2.断层分布及分隔情况3.压力与水动力系统4.油气水分布边界1.计算储量（容积法和压降法）2.确定开发单元与布井方式3.建立地质模型1.综合应用地质、物探、测井、录井、试采和试井等成果2.干扰试井、压力恢复试井、修正等时试井等3.裂缝性气藏的地层倾角测井和压力恢复试井等2流体性质分析1.流体组成及性质分布差异性分析2.开发过程中流体组成变化特征分析3.特殊气藏气体组成分析1.为开发部署、地面工程设计、下游工程规划提供依据2.提出开发调整与采气工艺措施类型1.常规取样2.凝析气藏流体井口取样及地层条件下流体容积性质和相态性质实验分析表3-1气藏动态分析内容、目的和手段编号分析项目分析内容分析目的主要分析手段3储量核实1.地质储量2.可采储量3.单井控制储量1.提高储量级别2.确定开发规模、地面工程和下游工程准备3.为数模、动态分析、开发效果评价提供依据1.根据综合方法和不断加深的资料用容积法计算储量2.用物质平衡法核实动态储量3.用试井方法确定单井控制储量4驱动类型的确定1.分析确定气藏驱动类型2.水驱气藏边界条件分析，产水观测井产量、压力及水面变化，分析判断水源、侵入机理、水侵速度，计算水侵量1.为制定开发方案提供依据2.确定气藏采气速度、布井方式和气井合理生产工作制度，制定技术政策3．为动态监测、数值模拟提供依据1.压降曲线、生产曲线对比、分析采气速度与压降速度2.分析观测井地层压力变化趋势，气水界面变化趋势3.生产测井表3-1气藏动态分析内容、目的和手段（续上表）编号分析项目分析内容分析目的主要分析手段5气井、气藏生产能力分析1.气井绝对无阻流量、采气指数2.气藏高、中、低渗透区产能分布特征1.为气井、全气藏合理配产提供依据2.确定井网合理性及调整井井位1.日常油气水生产动态资料2.关井压力恢复试井、系统试井3.地层测试成果4.压降曲线6气藏开采状况、储量动用程度及剩余资源潜力分析1.压力系统变化、层间窜流及地层水活动情况2.单井、分区块全气藏采气量、采储分布与未动用潜力预测1.复核动态储量调整产能布局3.确定稳产年限、阶段采储程度和最终采收率1.分井、分区产量统计分析2测出结果分析不同时期的压力等值图3利用生产测井、水淹层测井、油气水界面监测成果，绘制生产剖面4.压降曲线表3-1气藏动态分析内容、目的和手段（续上表）编号分析项目分析内容分析目的主要分析手段7钻井，完井与采气工艺措施效果分析1.钻井井斜、井眼变化，井底污染状况2.完井方式、射孔完善程度3.产液、带液能力与管柱摩阻损失4.井下油套管破裂、井壁垮塌与产层掩埋情况5.修井、增压、气举、机抽、泡排、水力、喷射泵、气流喷射泵等工艺措施效果1.为修井作业提供依据2.为增产、提高采收率，采取适当的工艺措施提供依据1.工程测井2.试井分析3.井口带出物分析表3-1气藏动态分析内容、目的和手段（续上表）二、气藏动态分析的主要技术1、地震技术1）三维地震该技术可有效地确定含气范围、气水边界、岩性变化、断层位置和裂缝带等。2）垂直地震剖面该技术能确定断层、气水边界、裂缝发育方向和各向异性渗透方向。还能预测未钻开的异常高压层，为平衡钻井提供依据。3）井间地震和随钻地震可定期用人工震源获取井间地质、储、渗参数和气水动态信息。2、地球物理测井监测技术利用测井技术可以识别裂缝，确定孔、渗参数在空间的分布和边、底水的层位。能成功地监测气水界面活动和选择性水侵规律。测井技术主要有中子法、脉冲中子法、电法、测井温、测流量和声波测井等六种方法。声波测井对砂岩和非砂岩均有较高的分辨率和可靠性。3、地球化学检测技术1）水化学方法天然气中的凝析水矿化度很低，当地层水进入气井时，产出水的成分就会改变。如果系统地取样分析（如氯根含量、钾离子含量等），就能确定地层水流入量。2）根据凝析液性质变化监测气水界面测定凝析液性质的指标有：粘度、折射率、密度、蒸发90%馏分的温度和凝析温度。当这些参数随时间增加时，说明气水界面正向气井推进，根据气水界面到井的距离和推进速度，便可预报气井水淹时间。3）利用非烃组分浓度分布规律监测气水界面含气层中H2S浓度的分布可定量地确定气藏面积上产能大小及分布范围。H2S浓度越高，单位地层储气能力越低，反之，孔隙中烃含量越高。CO2和H2S的浓度分布规律相同。含N2量最高的地区，含H2S量最低。大部含气层系中H2S含量随深度增加而增加，气液接触带附近H2S浓度急剧增加。4）标度计算图快速监测法已找出微量盐（溴、碘、钾、钠、铷、铵、锂等）之间的关系和相应的地层水中百分含量制成标度计算图，应用该图快速分析从井内带出液相中的微量盐浓度，从而对产出水进行有效的监测。4、水动力学方法1）应用P/Z—Gp关系监测气藏动态定容封闭气藏开发过程中含气孔隙体积保持不变时，气驱的P/Z—Gp图呈直线关系。在开发裂缝性、裂缝—孔隙性（碳酸盐岩）变形储层的气藏时，其含气孔隙体积都要减小，其P/Z—Gp曲线要低于气驱关系直线。多数在水驱气藏的情况下，P/Z—Gp曲线特征是，开始与气驱一样P/Z呈直线下降，但是，随着边水或底水进入气藏而使压力下降速度明显减慢，使P/Z—Gp偏离气驱直线。开发过程中若存在气体窜流或漏失到上下部地层中去，P/Z—Gp关系曲线可能比气驱线还要低。2）气藏数值模拟动态分析技术随着气田开发难度增大，气藏动态分析的跟踪数值模拟技术有了很大发展，尤其是促进了非均质或致密气藏、水驱气藏和凝析气藏的数值模拟技术的发展。3）试井技术目前试井解释及监测技术已建立起适应各类气藏的典型图版和单井数值模拟。通过单井测试可监测井的完善程度，气层污染、储层变形引起孔、渗等参数减小对气井产能的影响；计算气井绝对无阻流量；确定气井合理的生产压差和产量，使气井和气层协调工作。干扰试井和脉冲试井可确定两口或更多井之间储层的连通性及压力连通范围，计算气层传导率和储渗能力。它们适应非均质低渗透气藏的试井解释，并用此法确定裂缝分布及发育方位，还发展了一系列不稳定试井方法。4）音响试井技术该技术能弥补由于岩性、泥浆等因素给测井带来的困难。深部音响水动力试井仪器不受岩性影响，也不受下油、套管的限制。气或水单相流动，以及气与水两相流动的声谱均不相同，通过井与地层连通的部位时，能接收到较大音响程度，以此来辨别气、水层位和能量大小。国内还未见用此类试井技术。三、动态分析的核心内容（一）气藏连通性分析（二）流体性质分析（三）储量核实（四）驱动类型确定（五）气井、气藏生产能力分析（六）气藏开发状况、储量动用程度及剩余资源潜力分析（七）钻井、完井与采气工艺措施效果分析（八）适当的数值模拟选定♦历史的拟合、开发动态的预测（一）气藏连通性分析1、分析内容★储层纵横向连通性分析★断层分割情况★压力与水动力系统★油气水分布，边界的确定2、分析目的★建立地质模型★确定开发单元与布井方式★容积法核算地质储量降压法核算动态储量3、分析手段★勘探与地质结合充分利用地质精细解释、地质录井、测井、试油成果★设立激动井与观察井干扰试井★修正等时试井与压力恢复试井边界反应、供气面积大小★裂缝－孔隙双重介质气藏地层倾角测井，压力恢复试井（二）流体性质分析1、分析内容▲流体组分及性质分布差异性▲开发过程中流体组成变化特征分析▲气藏特殊气体组分分析2、分析目的▲针对差异性为开发部署地面工程设计、下游工程规划提供依据。▲针对开发过程中组成变化特征提供开发调整、采取的工艺措施类型。▲针对特殊气体组成及含量提供下游综合利用、提高开发效益的综合方案。3、分析手段▲常规定期取样，组分全分析▲凝析气藏高压物性取样分析容积特征和相态特征研究（三）储量核实1、分析内容◆地质储量◆可采储量◆单井控制储量2、分析目的◆提高储量级别◆确定开发规模◆为数模、动态分析与预测、开发效果评价提供依据3、分析手段◆综合确定构造形态、圈闭大小、油气水分布、容积法计算地质储量。◆物质平衡方法确定可采储量。◆压降法确定动态储量与单井控制储量。◆压力恢复曲线法求取单井控制储量。◆凝析气藏根据高压物性分析确定组分储量。◆含H2S气藏确定H2S储量和开发过程中含量变化。（四）驱动类型的确定1、分析内容●气藏驱动类型确定，边界条件、渗流模型●产水观测井产量与压力变化分析判断水源、侵入机理、水侵速度、气水界面变化、水侵量计算。2、分析目的●为开发方案制定提供依据●确定气藏开采规模、采气速度、生产井与观测井的分布方式、合理气井生产制度及相应开发技术政策。●为动态监测、数值模拟提供依据。3、分析手段●压降曲线与生产曲线对比采气速度与压降速度一致性判断气藏驱动类型●观测井地层压力变化趋势（五）气井、气藏生产能力分析1、分析内容●QAOF、采气指数●全气藏采气指数、弹性产率●气藏高、中、低区产能分布特征2、分析目的●为全气藏合理配产提供依据●确定井网合理性、开发调整井井位3、分析手段●日常油气水生产动态资料、分析气藏采气指数与弹性产率●关井压力恢复曲线，分析单井控制储量和供给能力●系统试井或等时试井●地层测试成果●压降曲线（六）气藏开发状况、储量动用程度及剩余资源潜力分析1、分析内容★压力系统变化、层间窜流、地层水活动★单井、分区及全气藏产气量、采出程度★剩余可采储量分布与未动用层潜力预测2、分析目的★复核动态储量★调整产能布局，实行均衡开发★确定稳产年限，阶段采出程度，最终采收率3、分析手段★分井、分区块产量统计分析★压力等值图★生产测井、水淹层测井、油气水界面监测★绘制生产剖面图、油气水分布图★流动压降曲线，计算压降动态储量★利用生产测井成果，结合气藏数模结果，确定产层动用情况、未动用情况、生产潜力分布。（七）钻井、完井与采气工艺措施效果分析1、分析内容▲钻井井斜情况、井眼变化、井底污染情况▲完井方式与射孔完善程度▲产液、带液能力、管柱摩擦损失▲井下油管、套管破裂、井壁跨塌与产层掩埋情况▲修井、增压、气举、抽油、化排、水力喷射泵、气流喷射泵等工艺措施效果2、分析目的▲为修井提供依据▲为增产、提高气藏采收率目的，采取适当工艺措施提供依据3、分析