PDF《美国 Haynesville 页岩气井产量递减规律》

294 石油科学通报

2016 年9月第1卷第

2 期 在非有机质骨架;

页岩在盆地的北及北西方向为高黏 土-硅质页岩,碳酸盐矿物和总有机碳含量沿南西方 向逐渐升高,页岩总体矿物组成中方解石和石英等脆 性矿物含量为 14%~35%[1] .作为最成功的页岩开发区 之一,该地区地位重要,具有一定的代表性,且开发 历时较久,产量数据相对完善. 因此,本文选取美国Haynesville页岩区块为研究 对象,利用 2008-2014 年页岩气井实际生产数据进行 统计分析,总结该地区页岩气井产量的递减规律,具 体包括分析递减曲线模型参数、产量峰值、不同时间 段的递减率和最终可采储量等.研究成果将有助于进 一步阐明页岩气开发的"美国经验" ,丰富油气产量规 律研究,明确模型参数特点,具有一定的现实意义和 参考价值.

1 油气产量特征综述 作为不可再生资源,石油天然气的产量不可能无 限增长,而是符合"钟型曲线"规律,即产量增长到 一定程度后开始下降[5] .图1简单示意出了一口油气 井产量自然变化的一般模式.图中,q0 为产量递减阶 段的初始产量,也是油气井生产生命周期内的峰值产 量,单位为万m3 /m;

qcor 为截止产量(Cutoff Rate),单 位为万m3 /m,是经济可采或技术可采的最低产量,在 此之后油气井将被废弃;

t0 和tcor 分别为递减阶段初始 时间点和油气井废弃时间点;

该图也显示了初始累积 产量Q0 、累积产量Q(t)和最终可采储量QURR 间的关 系. 目前,确定油气产量递减曲线主要有

3 种方法: 第一种是基于基质和裂缝耦合的气体渗流机理的简化 解析方法;

第二种是考虑储层和流体复杂因素及渗流、 解析等机理的数值模拟方法;

第三种是利用已有生产 数据进行回归得到典型曲线,即曲线拟合递推法[6] . 这3种方法各有特点并且适合于不同的开发阶段,其中,第三种方法仅需要部分油气井的历史产量数据, 所需成本最小,对于初期快速评价最为适用.1945 年,Arps最早提出递减曲线分析方法,通过拟合大量 时间-产量数据序列,来描述产量变化趋势,进而根 据趋势进行外推,以预测未来产量变化[7] .在该理论 方法中,产量递减率可以用来反映油气井产量递减的 快慢程度,记作λ,单位为%,其表达式为:

1 d / d q q t λ = ? . (1) 式中,t为生产时间,单位为mon;

q为油气井生产率, 也记作q(t),对于天然气,其单位为万m3 /m.递减率 λ并非常数,其与产量间满足如下关系: Cqβ λ = . (2) 式中,参数C为递减常数,无量纲;

参数β为递减指 图1油气井产量变化的一般模式 Fig.

1 The conceptual production curve of an oil and gas well ?? ??????? ?????? ????? ??tcor t t0 Q0 qcor q0 q(t) Q t Q q t dt t t ( ) ( ) = + ∫

0 0 R Q q t dt t t

0 cor = + ( ) ∫

0 QURR d d 美国 Haynesville 页岩气井产量递减规律

295 数,无量纲.Arps根据β取值的不同,将递减曲线分 为三种类型:当β=0 时,为指数递减(Exponential);

当0