一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析方法及装置

技术领域

本发明涉及石油天然气技术领域，尤其涉及一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析方法及装置。

背景技术

中国致密气分布面积广泛，有利区面积达32×10

现代产量递减分析方法以不稳定渗流理论为基础，集油气藏工程方法和现代试井分析之优势建立新型拟和图版，利用日常生产动态数据定量的分析油气井的渗流特征、确定储层参数、计算井控储量。目前气藏工程分析气井产量递减分析方法主要以Bl as ingame(产量不稳定分析曲线)方法为代表的现代双对数曲线拟合方法为主；该方法与全生命周期的现代试井分析一起已经成为油气藏动态描述的主要方法，相应的分析软件已在国内外各个油田广泛应用。

本专利基于现场大量的生产数据研究工作，通过对实际生产数据的拟合回归，总结气井在各个渗流阶段由于数据的质量不佳而出现的问题，形成一套适合致密砂岩气田垂直裂缝直井产量递减分析模型数据诊断流程方法更为准确的对垂直裂缝单井以及气区开发效果进行评

发明内容

本发明目的在于提供一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析方法及装置，本发明提出生产数据分析诊断流程、建立一套生产数据诊断图版和气井生产动态特征诊断表。本发明通过数据诊断流程，可以修正生产数据，发现生产过程中的问题，采取相应措施，提升气井动态储量分析精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析方法，所述方法包括以下步骤，

致密砂岩气藏目标井的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版；

对致密砂岩气藏生产数据诊断图版进行分析，获取致密砂岩气藏生产动态特征诊断表；

根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析。

进一步地，所述建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版，包括，

获取致密砂岩气藏目标井的生产数据；

对所述生产数据进行相关性分析，获取分析后的生产数据；

将分析后的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行拟合分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版。

进一步地，所述致密砂岩气藏目标井的生产数据包括储层和气体PVT参数；

其中，所述PVT参数包括天然气物性参数、流压计算相关参数和日产数据；

所述天然气物性参数包括偏差系数、压缩系数、粘度、体积系数或天然气相对密度；

流压计算相关参数包括原始地层压力、地层温度或储层中深；

日产数据包括套压数据、产气数据或产水数据。

进一步地，所述对生产数据进行相关性分析，获取分析后的生产数据，包括，

对生产数据中的流动压力数据、日产数据进行相关性分析，获取流量压力关系诊断原始曲线；

对流量压力关系诊断原始曲线进行整理，获取分析后的生产数据。

进一步地，对流量压力关系诊断原始曲线进行整理包括，去除流量压力关系诊断原始曲线中偏差大的数据或重新整理编辑数据。

进一步地，所述致密砂岩气藏生产数据诊断图版，包括不稳定流段、过渡阶段和拟稳态流阶段，其中，

所述不稳定流段包括开井初期致密砂岩气藏生产数据，该流段的流体没有受到边界影响；

所述过渡阶段为不稳定渗流阶段向拟稳态渗流控制阶段的过渡部分

所述拟稳态流阶段包括流体压降传播到边界并对流体流动产生影响的阶段，该阶段各点压力降落速度相同。

进一步地，所述根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析，包括，

在不稳定流阶段，当开井初期致密砂岩气藏生产数据曲线平缓，说明生产井污染；

当开井初期致密砂岩气藏生产数据曲线偏高，说明生产井压差偏小；

当开井初期致密砂岩气藏生产数据归一化产量随时间增大，说明生产井压洗井；

当开井初期致密砂岩气藏生产数据呈台阶状，说明生产井原始地层压力较高或油管尺寸过大。

进一步地，所述根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析，还包括，

在过渡阶段，当生产数据过早到达边界流，说明生产井井底积液；

在拟稳态流阶段，当致密砂岩气藏生产数据低于45度斜率线，说明生产井井底积液、井筒不稳定情况导致压力损失或多井干扰中的一种或多种情况；

在拟稳态流阶段，当致密砂岩气藏生产数据不归一，说明生产情况不稳定。

一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析装置，所述装置包括，

建立模块，用于致密砂岩气藏目标井的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版；

获取模块，用于对致密砂岩气藏生产数据诊断图版进行分析，获取致密砂岩气藏生产动态特征诊断表；

分析模块，用于根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析。

进一步地，建立模块所执行的步骤，包括，

获取致密砂岩气藏目标井的生产数据；

对所述生产数据进行相关性分析，获取分析后的生产数据；

将分析后的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行拟合分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版。

本发明的技术效果和优点：

基于气田开发过程中的海量的可靠的开发数据建立致密砂岩气藏数据诊断图版，通过图版来检测气井动态数据的质量不仅直观而且方便。在对单井进行评价前，可以对比数据诊断图版，及时发现问题，找出原因，保证气井评价的准确，相比于实验室模拟假设的储层均质、理想模型，对于致密砂岩气藏更具地质适应性和现场实用性；在对区块的分析评价前，可以选取生产数据较好的气井或者数据质量通过处理可以提高的气井优先分析，帮助工程师把握有效砂体规模，更高效的进行整体区块开发，准确性较高，相比于实验室模拟假设的储层均质、理想模型，对于致密砂岩气藏更具地质适应性和现场实用性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为生产数据诊断流程图；

图2a为典型曲线历史拟合常见问题-早期(不稳定流阶段)生产数据点过平且中期生产数据点过早到达边界流情况；

图2b为典型曲线历史拟合常见问题-拟稳定流阶段生产数据点低于45度斜率线—；；

图2c为典型曲线历史拟合常见问题-过渡阶段生产数据点过早到达边界流情况；

图2d为典型曲线历史拟合常见问题-早期(不稳定流阶段)生产数据点呈阶梯状；

图3为致密砂岩气藏生产数据诊断图版；

图4为研究区V0井套压和日产气量曲线；

图5为流量-压力关系诊断曲线(原始数据)；

图6为流量压力诊断曲线(部分过滤)；

图7为研究区V0井产量拟合曲线图；

图8为研究区V0井处理后产量拟合曲线；

图9为无量纲产量与无量纲物质平衡拟时间双对数关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术的不足，本发明公开了一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析方法，所述方法包括以下步骤，致密砂岩气藏目标井的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版；对致密砂岩气藏生产数据诊断图版进行分析，获取致密砂岩气藏生产动态特征诊断表；根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析。

在本发明的一个具体实施例中，所述建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版，如图1所示，包括，获取致密砂岩气藏目标井的生产数据，并评价分析数据的可行性；结合井底压力与产量诊断曲线(P

以B l as i ngame方法为代表的现代双对数曲线拟合方法主要是利用递减曲线通过典型图版拟合来确定储渗参数。在实际的历史拟合过程中，发现致密砂岩气藏垂直裂缝井的生产数据在各个流动阶段会产生一些与理论图版差别较大的数据点(图2a-2d)，通过这些数据点可以定性的判断气井的流动状态，井间干扰情况以及外来能量补充等，结合现场经验形成一套生产数据诊断图版。基于生产数据诊断图版，通过对生产数据在产量递减分析中流程标准化，可以准确评价气井开发效果，实现气田高效开发。

在现场研究工作中发现，生产数据质量对分析结果至关重要。有些生产数据会存在一些“假象”，这些“假象”可能是由于资料获取仪器问题或者实际操作方法不当所导致，这是无法避免的。我们在处理数据的时候需要剔除这些“假象”。常见情况如井口压力转换成井底压力质量差、早期的生产数据分析中会受到所谓的“洗井”作业的影响等。

以苏里格气田为例，气田垂直裂缝直井数量庞大，并且由于气井自身的因素或者外部原因，导致实际的生产数据曲线波动较多，很难直观的看出气井的生产数据质量。而典型曲线图版就是一种有效的诊断工具，通过对生产数据进行降噪处理，将处理后的生产数据曲线与典型曲线图版对比，可以快速直接地寻求数据的真实解释。本文基于大量的生产数据分析工作，较为全面的总结出苏里格气田垂直裂缝气井的生产数据与典型曲线图版对比所遇到的几种常见问题，建立了一套致密砂岩气藏生产数据诊断图版。在利用b l as ingame递减曲线图版对井的生产动态进行诊断分析的过程中，发现致密砂岩气藏垂直压裂气井的实际生产数据出现一些常见的问题；例如早期(不稳定流阶段)生产数据点过平且中期生产数据点过早到达边界流情况(图2a)；拟稳态流阶段生产数据点低于45度斜率线(图2b)；过渡阶段生产数据点过早到达边界流情况(图2c)；早期(不稳定流阶段)生产数据点呈阶梯状(图2d)特征情况。对这些特征进行分类归纳后，总结出在不同渗流阶段发生的7种类型情况(表3)，将这7种情况进行归纳形成了诊断图版(图3)。诊断图版可以帮助研究人员在数据分析中，准确发现数据存在问题，提高数据质量，精准预测气井的未来及气井所在的储层信息及特性参数。

基于开发中的真实数据，提出了一种针对致密砂岩气田垂直裂缝直井产量递减分析模型数据诊断流程，特色技术包括：①提出生产数据分析诊断流程；②建立一套生产数据诊断图版；③气井生产动态特征诊断表。研究表明，生产分析的结果存在差异最终归结于实际的数据质量不同和数据采集过程不同。通过数据诊断流程，可以修正生产数据，发现生产过程中的问题，采取相应措施，提升气井动态储量分析精度。

在本发明的一个实施例中，所述致密砂岩气藏目标井的生产数据包括储层和气体PVT(pressure、volume and temperature，压力、温度和体积)参数；其中，所述PVT参数包括天然气物性参数、流压计算相关参数和日产数据；所述天然气物性参数包括偏差系数、压缩系数、粘度、体积系数或天然气相对密度；流压计算相关参数包括原始地层压力、地层温度或储层中深；日产数据包括套压数据、产气数据或产水数据。

检查历史生产数据和完井历史情况：在实际研究分析过程中，有一些问题会影响评价气井产能的精度，例如测量压力，原始地层压力，增产措施等，对于影响程度为严重和高的参数需要重点关注(表1)，保证这些参数可以从现场得到准确测量值，如果这些问题出现，气井产能会出现评价值远离正常评价值范围。具体情况见表1。

表1生产数据分析中常见问题

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苏里格气田V0井为致密砂岩气井，于2008年11月经压裂后(深度637m处人工造缝92m)建产。目的层为山1段储集层，主要为灰白色—灰色中、粗砂岩与灰黑色细砂岩互层。碎屑颗粒中岩屑含量高，岩石类型以岩屑石英砂岩、石英砂岩为主。储集层物性差，孔隙度主要为4.0％～10.0％，平均为6.1％，渗透率主要为0.100～1.000mD，平均为0.265mD，属于典型的致密砂岩储集层，原始地层压力30MPa。为避免长时间关井压力恢复测试，对V0井进行现代生产数据分析研究。气藏描述资料、生产动态曲线和拟合曲线分别见表2、图4和图7。

表2苏里格气田V0井气藏描述参数

在本发明的一个实施例中，所述对生产数据进行相关性分析，获取分析后的生产数据，包括，对生产数据中的流动压力数据、日产数据进行相关性分析，获取流量压力关系诊断原始曲线；对流量压力关系诊断原始曲线进行整理，获取分析后的生产数据。

首先对数据进行相关性检查，包括对生产数据报表(流动压力、产量和时间)进行检查：

历史生产曲线：例如苏里格气田产量是根据压力值进行劈分，劈分值可能无法代表单井的动态。比如出现关井等产量干扰问题。产量值出现长时间阶跃的变化，说明测量频率偏低，可能产量值不准确。如果流动压力测量值出现长时间的阶跃变化，说明测量频率偏低。在这种情况下，应该将产量数据与压力数据进行比较，比如投产早期和中期气井压力降低的同时，产量处于升高或平稳生产的过程，就证明生产数据相关性高，符合分析要求，比如(图4)，反之，则表明生产数据相关性不高，可能由于现场测量频率太低导致数据不准确，应该换样本进行分析。

压力-流量关系曲线：该曲线图可以评价压力和流量的相关性。这个关系曲线图自20世纪30年底就一直在使用评价井的质量情况。2006年I zgec和Kab i r正式把这个曲线作为诊断工具来使用。

通过对数据相关性的检查，可以开展初步诊断，从图4中可以看出压力和产量的具有整体相关性，之后利用流量-压力关系诊断图(图5)在进一步精细研究相关性，发现图中有部分点的相关性较差，在图中表现为离散且无规则，通过删除相关性较差的点，来过滤过滤不当的数据(图6)或者重新整理编辑数据。

用诊断曲线识别流态：储层与物性气体物性参数合理，产量与压力的相关性较高后，就可以开始评价分析工作。在实际现场应用中，将可视化的数据曲线与典型图版进行拟合研究，从三个不同的流动阶段去分析，如果数据的曲线趋势出现与本文诊断图版中的曲线相相同的情况，也就是说这部分数据与典型曲线图版趋势不同，那么就可以提醒工程师该部分的数据存在质量问题，与表中不同流动阶段所出现的问题进行对比，找出问题出现的原因，结合原因选择相应的解决方案来改善数据质量，提高气井分析的准确性。

在本发明的一个具体实施例中，通过致密砂岩气藏数据诊断图版来检测气井动态数据的质量不仅直观而且方便。在对单井进行评价前，可以对比数据诊断图版，及时发现问题，找出原因，保证气井评价的准确；在对区块的分析评价前，可以选取生产数据较好的气井或者数据质量通过处理可以提高的气井优先分析，帮助工程师把握有效砂体规模，更高效的进行整体区块开发。

例如V0井处理后的生产数据与图版对比发现，在不稳定流段，早期数据过高，这种情况就指向图4的第2种情况，然后去找表4第2种情况出现的原因。出现早期数据点过高的原因主要因为压差(原始地层压力-对应时间点的套压)太小，导致早期数据点较高，从而分析出气井的原始地层压力不合理，再去确定原始地层压力的准确性后再进行评价，最终发现油田现场给出的原始地层压力值过小，经过与现场人员沟通后发现之前给出的原始地层压力30MPa与实际情况有差别，32MPa更加符合实际地层情况。在得到更合理的原始地层压力值后，带入评价过程中，最后得到准确的气井产能。通过利用诊断图版(图3)，最后得到更为符合实际生产情况的V0井产量拟合曲线图(图8)。

请参考图3，所述致密砂岩气藏生产数据诊断图版，包括不稳定流段、过渡阶段和拟稳态流阶段，其中，所述不稳定流段包括开井初期致密砂岩气藏生产数据，该流段的流体没有受到边界影响；所述过渡阶段为不稳定渗流阶段向拟稳态渗流控制阶段的过渡部分所述拟稳态流阶段包括流体压降传播到边界并对流体流动产生影响的阶段，该阶段各点压力降落速度相同。

将图3结合表3，进一步说明所述根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析，包括，

在不稳定流阶段，当开井初期致密砂岩气藏生产数据曲线平缓，说明生产井污染；

当开井初期致密砂岩气藏生产数据曲线偏高，说明生产井压差偏小；

当开井初期致密砂岩气藏生产数据归一化产量随时间增大，说明生产井压洗井；

当开井初期致密砂岩气藏生产数据呈台阶状，说明生产井原始地层压力较高或油管尺寸过大。

所述根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析，还包括，

在过渡阶段，当生产数据过早到达边界流，说明生产井井底积液；

在拟稳态流阶段，当致密砂岩气藏生产数据低于45度斜率线，说明生产井井底积液、井筒不稳定情况导致压力损失或多井干扰中的一种或多种情况；

在拟稳态流阶段，当致密砂岩气藏生产数据不归一，说明生产情况不稳定。

表3致密砂岩气藏生产数据诊断表

通过数据诊断流程，对比致密砂岩诊断图版，处理后的气井的生产数据质量较好；实际井控储量解释结果比较准确；有效渗透率与山1段储集层整体渗透率相符，拟合效果较好；而压裂效果与设计目标相去甚远，近井地带表皮污染严重。

本发明基于气田开发过程中的海量的可靠的生产数据分析经验，准确性较高，相比于单纯的利用理论模型进行图版拟合，对于致密砂岩气藏更具开发适应性和现场实用性，结果更加精确且更具目标性和科学性，更能在生产中起到支撑和指导作用。

本发明还还公开了一种致密砂岩气藏压裂直井产量递减分析装置，所述装置包括，

建立模块，用于致密砂岩气藏目标井的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版；

获取模块，用于对致密砂岩气藏生产数据诊断图版进行分析，获取致密砂岩气藏生产动态特征诊断表；

分析模块，用于根据致密砂岩气藏生产动态特征诊断表，对致密砂岩气藏压裂直井产量进行递减分析。

建立模块所执行的步骤，包括，

获取致密砂岩气藏目标井的生产数据；

对所述生产数据进行相关性分析，获取分析后的生产数据；

将分析后的生产数据结合b l as i ngame递减曲线图版进行拟合分析，建立致密砂岩气藏生产数据诊断图版。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

下面将结合具体的实施例对本发明技术方案进一步进行说明。

如图9所示，B l as i ngame的递减曲线在流动早期的不稳态渗流过程中是一组无量纲泄流半径reD取值不一样的曲线，当到达封闭地层的边界时，这组由无量纲泄流半径控制的曲线汇聚成一条调和递减曲线。递减曲线可分为3个渗流阶段：AB段为开井初期的不稳定流动阶段,这个阶段的生产数据表示流体还没有受到边界影响，相当于在无限大的地层中流动,边界对流动不产生任何影响，无量纲产量主要受无量纲泄流半径控制，当无量纲泄流半径逐渐增加，无量纲的产量递减曲线会向下移动。通过这个时期的曲线可以获得近井地带的相关信息,比如有效渗透率和表皮系数等物性参数；BC段一般很少有生产数据点相对应,主要由于这个流动期较短,该段为不稳定渗流阶段向拟稳态渗流控制阶段的过渡部分；CD段是拟稳态渗流阶段,也就是压力扰动完全波及到了边界即压降传播到边界并对流动产生影响的阶段，其产量完全来源于岩石和流体由于压力降落而引起的膨胀，各点压力降落速度相同。通过该阶段分析可以计算推导得到井控制动态储量以及泄流半径等所需参数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。