页岩气井产量递减分析经验法优化应用研究

页岩气井产量递减规律的分析方法,特别是准确预测页岩气单井产量及估算最终可采储量(Expected Ultimate Recovery,缩写为EUR)是页岩气开发十分重要的技术工作。预测方法主要有数值模拟法、解析法和经验法三大类,其中经验法因为只需生产数据、操作简单且有效而被广泛使用。目前主要有SEPD模型、Duong模型和YM-SEPD模型等单一模型,鉴于页岩气藏压裂水平井复杂的流动机理和渗流规律,单一递减模型难以适应现场需要。在详细分析了目前适用于页岩气藏单井产量预测最常用的两种经验方法-SEPD和Duong模型的基础上,提出了以此为基础的产量递减经验法分析新组合模型,并以四川盆地页岩气井生产数据为例,分析对比了新方法与SEPD法和Duong法的预测结果,印证了新方法更具优势、预测更为准确。     

非常规气井产量递减与EUR预测方法评述

针对非常规气井产量递减与EUR(预测最终采收率)结果差别大、准确率不高的问题,对Wattenbarger线性流法、PLE幂指数递减模型法、SEPD扩展指数递减模型法等各种方法的理论基础和优缺点进行对比分析,评价各种方法的使用对象、所需数据和适用条件。同时,通过对PLE、SEPD、Duong、LGM 4种模型在线性流阶段和拟边界流阶段的预测结果与数值模拟井的预测结果进行对比,并进行实际应用。结果表明:各种常用的非常规气井产量递减方法均适用于不同的地层流态;Wattenbarger线性流、拟恒定流动压力、水平井多级压裂模型3种方法更适用于变产量、变井底流压的流动状况;PLE和Duong模型在生产时间为2 a内预测比较准确。该研究为非常规气井产量预测提供了借鉴。     

致密储层油气产量与储量预测方法的适用性

致密油气储层产量和储量的预测是油藏工程的重要组成部分,更是致密油气田开发效果评价的关键指标。基于致密油气储层普遍具有低渗—特低渗特征,对比分析了伸展指数产量递减法(SEPD法)、适用于裂缝性储层的Duong产量递减法(Duong法)及改进的SEPD法(YM-SEPD法)等三种经验预测方法的适用性。结果表明:原始储层渗透率的大小,生产时间段的选取以及边界效应和经济采出速度的相对关系对预测精度具有重要作用;当渗透率高于10~(-6)μm~2时利用YM-SEPD方法预测比较准确,当渗透率低于10~(-6)μm~2时利用SEPD法和Duong法预测比较准确;使用的生产数据生产时间越长、数据越多,相对误差越小,但是第一年的数据包括在内时,容易低估产量;生产时间少于两年时,综合使用YM-SEPD法和Duong法可以得到保守而可信的结果;边界效应出现后,利用双曲递减法预测较其他方法更为简便。     

页岩气藏经验产量递减分析方法研究现状

为深入研究和推动经验产量递减分析方法在页岩气藏中的应用,对国内外现有经验产量递减分析方法进行了深入广泛调研。从方法来源、基本模型、典型图版、适用条件、局限性及改进方法等方面,对Arps递减、幂指数递减、扩展指数递减和Duong递减等分析方法进行了详细阐述,同时还给出了今后页岩气藏经验产量递减分析方法的研究重点。研究表明:经验产量递减分析方法都具备产量预测和最终可采储量预测功能,只能对井底流动压力恒定或近似恒定条件下的生产数据进行分析,且要求生产数据连续稳定避免长时间关井。不同经验递减分析方法之间最主要的差异是适用流态不同,其中Arps递减和改进双曲递减仅适用于边界主导流,扩展指数递减和Duong递减适用于线性流,改进Duong递减、幂指数递减和改进幂指数递减适用于线性流和边界主导流。准确识别和划分页岩气井流态是经验产量递减分析方法推广应用的关键。国内页岩气井难以实现井底流动压力恒定或近似恒定的生产方式,如何准确将生产数据校正为定压生产条件下的生产数据是下一步经验产量递减分析方法的研究重点。     

涪陵页岩气田可采储量评价方法优选

页岩气井可采储量是单井合理配产确定及气田开发方案调整的重要依据,因此需要准确地加以预测。对于页岩气藏,由于储层条件与改造工艺的复杂性和特殊性,常规方法很难准确地计算出气井的可采储量。针对此问题,结合涪陵页岩气田气井动态生产特征,对比分析已有可采储量预测方法,重点讨论流动物质平衡法、递减分析法及产量不稳定分析法3类方法,形成了适用于不同开发阶段、不同生产制度气井的评价方法体系。研究后认为,定产井具有2000×104～30000×104m3累产时,适合采用流动物质平衡法及产量不稳定分析法进行综合评价;定压井具有较长递减生产数据时,可采用产量递减分析及产量不稳定分析法及流动物质平衡法进行评价。     

涪陵焦石坝区块页岩气井动态合理配产技术

涪陵页岩气田焦石坝区块页岩气井的渗流特征、产量递减特征和生产特征呈现分阶段变化和分区差异性,目前没有适用该类页岩气井的配产方法。借鉴国外页岩气生产经验,根据页岩储层应力敏感试验结果和实际生产情况,确定采用定产控压的生产方式。在此基础上,借鉴常规气藏配产方法,根据该区块页岩气井实际生产特征,选用采气指示曲线法和不稳定产量分析法确定不同产能页岩气井的合理配产系数。引进页岩气井分区、分阶段动态合理配产的理念,结合分区不同产能区间页岩气井产能的递减规律,按照页岩气井当前累计产气量对应产能的合理配产系数调整配产。按照此方法对涪陵焦石坝区块页岩气井的配产进行了调整,调整后既满足了该区块页岩气井稳产3年左右的需要,又使页岩气藏获得了较高的采收率和较好的经济效益。      

涪陵页岩气田水平井开发效果评价

涪陵页岩气田自2013年成功实施开发试验井组以来,截至2017年底累计建成100×108 m3/a生产能力。由于页岩气井受地质条件及工艺措施影响,生产动态与常规气井有明显不同,存在初期产能递减快、不稳定线性流时间长等问题,致使页岩气水平井试采期间难以求得准确的单位压降采气量、井控动态储量,给气田开发方案的合理编制带来很大困难。因此,在准确把握页岩气井生产特征的基础上,根据区块多口典型气井的生产数据建立了单位压降采气量、井控动态储量预测方法,能够有效预测单位压降采气量、井控储量随生产时间的动态变化规律。研究表明在保证水平段延伸方向与最大主应力方向夹角尽量小于40°,满足井间距400~600m,采用一平台六井"丛式交叉"进行布井,能够充分利用平台及动用资源,对气田的建产规模具有指导作用,从而实现页岩气田的规模效益开发,为南方海相同类页岩气和国内外其他同类型气田经济有效开发提供借鉴。     

页岩气藏生产井产量递减规律研究

由于页岩气藏的特殊储层条件和渗流特征,页岩气井递减规律不同于常规天然气气井,其递减指数往往大于1,因此递减分析的常规方法 Arps已不适用。通过美国主要页岩气气田单井产量典型曲线,说明页岩气井产量递减规律的特殊性。分析对比各种产量递减方法的使用条件及优缺点,通过研究实际压裂页岩气井相应数据,优选出Blasingame、Fetkovich、AG、FMB、NPI这5种产量递减分析方法,并介绍它们的基本原理和适用条件。运用产量递减分析软件RTA建立页岩气生产井模型,输入相应页岩气藏参数,并采用这5种方法分别与实际生产和井底流压数据进行拟合,得出各自预测结果,并相互验证。结果表明,这5种方法计算结果相近,不仅提高了计算精度,且最大限度消除了人为误差。最后利用试井分析结果验证各递减分析方法得到的页岩气井井控半径,结果表明这5种递减方法均能适用于页岩气井产量预测。     

变压力扩展指数模型法在页岩气井递减分析中的应用

近年来四川盆地页岩气的勘探开发取得了突破性的进展,水平井与体积压裂主体工艺技术被广泛应用于川南地区长宁区块的页岩气开发中。页岩气分段压裂水平井的产量递减规律与常规气井差异大:在初期的压裂液返排阶段,气井产量递减较快,与人造裂缝性低渗气藏气井的早期生产动态相近;后期由于页岩气的解吸附作用增强,气井长期处于低压低产阶段,产量递减慢。北美出现了多种针对页岩气井的产量递减分析方法,但这些方法局限于定压生产的假设,与页岩气井实际生产中受邻井压裂、地面管网建设等因素影响而出现的变压力变产量生产的情况不相符。通过引入压力重整产量,对扩展指数法进行改进,形成变压力扩展指数模型法(简称VP-YM-SEPD法,即Variable-Pressure drop YM-SEPD法)来解决页岩气井变压力生产数据分析的难题。应用VP-YM-SEPD法分析生产数据,需要气井生产史在半年以上,可以分析得到可靠的递减参数。该方法成功用于分析川南地区长宁区块一页岩气井的生产数据,解决了页岩气井变压力生产的递减分析难题。     

预测页岩气产量递减组合模型的研究

页岩气由于微-纳米尺度流动机理和多尺度渗流规律的复杂性,给其产能评价和递减规律的预测带来很大挑战。针对Arps模型在页岩气产量递减预测中存在的局限性,学者们先后提出了SEPD模型、Duong模型和YM-SEPD模型,对页岩气产量预测起到了一定的指导作用。文中通过数值模拟对比了这3种模型的适用性,结果表明,在生产后期SEPD模型和YM-SEPD模型预测一般较生产数据偏低,Duong模型预测一般偏高。综合考虑这些模型的优缺点,提出了优化组合模型。根据组合模型的思路,生产20 a末的预测误差可控制在10%左右,较之前单一模型预测50%左右的误差,准确度大幅提高,并由实例应用进行了验证。     

概率法在页岩气未开发最终可采量评估中的应用——以北美某成熟页岩气区块为例

中国实现页岩气规模开发的时间不长,页岩气最终可采量(EUR)评估方法研究尚处于不断积累和完善的阶段,尤其是评估准确度较高的概率法应用还不普遍。为此,在分析评价页岩气EUR评估方法的基础上,应用改进双曲递减模型预测了北美某成熟页岩气区块内在产井的EUR并建立其概率分布,基于上述结果应用概率法模拟新井的未开发EUR,并分4种情形(目标概率、项目风险、项目对比、更合理的EUR评估)对概率法的合理使用及其应用效果进行了详细阐述。研究结果表明:(1)随着页岩气开发项目的推进,生产井数的增加、开采技术的成熟,概率法所需的具有合理置信度水平的类比井组可以建立起来,为应用概率法评估未开发EUR奠定了基础;(2)页岩气项目未开发EUR在部分程度上受总井数的影响,未来钻井数量减少会增加未开发EUR的不确定性,相反钻井数量增加则可以减少未开发EUR的不确定性;(3)概率法具备定量描述不同级别未开发EUR的可能性,定量反映项目存在的不确定性和风险,通过对不同项目的不确定性及风险进行对比,可以为项目的鉴别和决策提供依据。结论认为,随着页岩气生产井数的增加和开采技术的成熟,采用概率法对页岩气项目未开发EUR进行评估是更为合理可靠的选择。     

油气井产量递减分析新方法

针对油气田产量递减规律,广大研究者提出多种产量递减模型,如:Arps模型、SEPD模型、Duong模型以及它们之间的组合模型等。在实际生产中,由于递减模型种类繁复,使用条件不同等原因,在应用递减分析时难以选择最优递减模型。通常做法是利用线性拟合或非线性拟合方法拟合实际生产数据,通过相关系数高低来确定选择的模型,这种选择办法需对每种模型都进行拟合,计算工作量较大。鉴于此,提出一种新的产量递减模型,通过理论验证,确定新模型既包含Arps递减规律,也涵盖SEPD模型和Duong模型。实际生产数据分析表明,该方法拟合精度高,适用范围广,可有效避免模型选择问题,为递减分析方法选择提供了依据。     

页岩气未开发区单井可采储量评估方法

页岩气作为非常规气藏,储量评估结果受地质特征和工程因素的双重影响。已开发区在产井的单井最终可采储量（EUR）通常根据产量递减规律直接评估。北美页岩气勘探开发实践表明,同一地质区带内,在相似的钻完井技术条件下,不同年度完钻井的单井最终可采储量的统计分布具有可重复性,其累积概率曲线通常服从对数正态分布。因此,可以选取生产时间较长、评估结果较为准确的在产井作为类比井,分析其单井最终可采储量的统计分布规律,用于类比评估未开发区单井最终可采储量。实际工作中,需要根据已开发区的非均质性（P₁₀/P₉₀）,结合地质特征与工程因素的差异将在产井划分为不同区带,建立不同分区的单井最终可采储量概率统计分布图版,类比评估与在产井相邻的、钻完井技术条件相似的未开发区单井最终可采储量。未开发区单井最终可采储量取值方法包括Swanson法、P^法和修正系数法等,各种取值方法应用条件有差异,应根据勘探开发进展和认识程度合理选值,为项目决策提供可靠依据。     

页岩气井EUR评价流程及影响因素

EUR是页岩气藏开发的基础,规模效益开发的前提条件。具有纳米尺度的孔隙特征、多重运移机制和“非定压、非定产”的生产模式导致其流动特征复杂和EUR评估存在较大的不确定性。为了降低EUR评价的不确定性,在文献调研的基础上探讨了页岩气井现有七大类EUR计算方法的适用性。结合国内页岩气的开发特征,建立了一套综合考虑数据质量、流态和输入参数等不确定性因素,以生产历史为检验标准的EUR计算方法优选评价流程。最后基于优选的模型,采用蒙特卡洛方法和主成分分析法评价了EUR的主要影响因素,即优质储层的钻遇体积、原始地层压力和改造程度。     

四川盆地威远页岩气开发成熟区加密井可采储量概率法评估

随着川南页岩气勘探开发快速上产,威远页岩气开发不断深入,需要井间加密提高动用储量,利用现有生产井对规划的加密井进行最终可采储量（EUR）评价成为现实问题之一。应用现代产量递减分析方法评价了威远成熟区生产井EUR并建立其概率分布,应用概率法评价规划加密井EUR,认为从单井EUR统计规律来看威远页岩气开发已经进入成熟阶段,可在威远区块使用概率法开展EUR类比,评估加密井EUR;采用概率法评价W204井区加密井的EUR目标风险和开发风险较小,表明井数越多EUR不确定性越小;在页岩气开发成熟阶段,使用概率法可以更加可靠地预测单井EUR和降低项目不确定性风险。利用概率法评价加密井EUR和气田EUR的结果和方法可以为其他类似地区提供借鉴和参考。     

估算最终可采量（EUR）属性的讨论

估算最终可采量（EUR）是国外油藏工程师和储量评估师的主要研究对象,国内对EUR的内涵缺少研究,对其代表技术可采或是经济可采存在争议。深入分析国际权威机构对EUR及相关术语定义,结合储量评估工作实际,对EUR的属性进行系统讨论。文章通过实例分析得出4点结论：EUR概念内涵较宽泛,其基本属性应归为技术可采量;在资本市场和油公司生产经营等特定的应用背景下,需结合相应分类准则,赋予EUR具体含义;EUR与我国现行的CCPR中的技术可采储量有对应关系,国内对技术可采储量高度重视,实际是强化EUR管理的生动写照;国内应加强推广应用国际上EUR的研究成果。EUR属性的讨论对国内储量评估及分类体系的完善有积极作用,运用EUR评估方法和技术,在确定非常规油气资源储量最终可采量方面具有重要作用。     

基于概率法的页岩气单井最终可采量评估——以焦石坝页岩气田加密井为例

页岩储层大面积连续分布的地质特征和“工厂化”作业的工程特性,使得同一区域内页岩气单井最终可采量（Estimated Ultimate Reserve,EUR）的统计分布具有可重复性,是概率法计算EUR的基础。常规确定性方法只能给出一个储量值,概率法能够计算储量的概率分布。四川盆地焦石坝页岩气田一期工程采用600 m井距开发,井间动用程度不高;为了提高气藏采收率,开展了焦石坝加密井网调整。采用概率法对加密调整方案的最终可采量进行计算,通过对焦石坝一期产建区页岩气井的地质、工程及试气情况的分析,筛选合适的类比井组,建立类比井组的EUR概率分布;借助蒙特卡洛算法,生成加密井网内页岩气平均单井EUR的概率分布,确定不同概率下的储量大小;借鉴类比井组动态储量评估参数,确定了加密井网内不同水平段长度页岩气井的典型井曲线。采用概率法实现了焦石坝气田加密井网内生产动态和最终可采量的预测,可为下一步开发方案部署和投资安排提供科学决策依据。      

地质工程一体化在涪陵页岩气示范区立体勘探开发中的应用

四川盆地涪陵海相页岩气区具有不同于北美页岩气区的地质条件,很难直接采用北美大规模、高密度、连片化布井的开发模式.针对四川盆地涪陵页岩气田下部气层一次井网开发后剩余资源精细刻画难度大、剩余资源动用率低和提高老井最终技术可采储量(EUR)技术不完善等难题,提出了适用于涪陵海相页岩气立体开发特点的地质工程一体化思路.在页岩气...