储层渗透率对天然气开采的影响研究

摘 要： 随着石油开采量的降低，天然气的需求量便日益增长。为了充分开采气田，需要对气田的地质参数以及地质参数对天然气开采的影响有深入的了解，以提高气田的采收率。主要研究储层渗透率对天然气开采的影响，通过前期调研和数值模拟研究发现，稳产时间和采收率跟渗透率成正比关系，渗透率越大稳产时间越长，采收率越高；此外，随着渗透率的增大，稳产时间和采收率的增幅逐渐减小。因此储层渗透率越大，其对天然气开采的影响也就越小。

关 键 词：天然气；渗透率；稳产时间；采收率

中图分类号：TE122 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）01-0034-03

Study on the Influence of Geological Permeability

on the Exploitation of Natural Gas

YANG Zhao1，WANG Ji-cheng1，WAN Rong-hui1，GAO Han2

（1. Northeast Petroleum University， Oil Engineering Institute， Heilongjiang Daqing 163318， China；

2. Hua Dong Petroleum & Gas branch of China Petrochemical， Nanjing 210019， China）

Abstract： With the decrease of oil production， the demand of natural gas is increasing. In order to fully mining the gas field， it is necessary to have a deep understanding of the geological parameters and the influence of geological parameters of the gas field on improving the recovery of the gas field. In this paper， the influence of geological permeability on the exploitation of natural gas was studied. The preliminary investigation and numerical simulation study found that stable time and recovery ratio are in direct proportion with permeability； The higher the permeability， the longer the stable time and the higher the recovery rate. In addition， with the increase of permeability， the growth rate of stable time and recovery ratio decreases gradually.Therefore， the higher the geological permeability， the smaller its impact on natural gas exploitation.

Key words： Natural gas； Geological parameters； Permeability； Stable time； Recovery rate

随着经济的迅猛发展，以及人口的急剧增加，能源的需求量不断激增，致使温室气体和各种有害物质大量排放，自然环境受到不可恢复的破坏。在此严峻的生存形势下，清洁且高热值的天然气能源正日益受到人们的重视，大力发展天然气工业逐渐成为世界各国改善环境和促进经济持续迅猛发展的不二选择[1，2]。

我国天然气的可探明储层储量为2.8×1012 m3，仅占世界天然气总量的2.1%[3]。X气田勘探面积约4万km2，累计探明储量达到5 336.52亿m3，储气量虽大，但其储层致密、薄而分散，储层非均质性强，单井控制储量小；压力下降快，单井产量低；稳产期短，平均单井采出量小[4]。开发难度较大，如何提高X气田的采收率成为一大难题。

经过前期调研，收集X气田的储层参数，包括储层渗透率、含气饱和度、储层厚度、孔隙度以及储层的非均质性，并进行相应研究，探寻储层参数对X气田采收率的影响。本文着重分析储层渗透率对X气田采收率的影响。

1 X气田概况

1.1 地质特征

X气田位于鄂尔多斯盆地的东北部，勘探面积约4万km2，累计探明储量达到5 336.52亿m3，是我国特大气田之一。X气田地表主要为沙漠覆盖，气藏主要受控于近南北向分布的大型河流、三角洲砂体带，是典型的岩性圈闭气藏，气层由多个单砂体横向复合叠置而成，基本属于低孔、低渗、低产、低丰度的大型气藏。

由于X气田地质复杂，精细三维地质模型很难建立，本文将模型进行粗化，基础建模参数如表1所示。根据表1的基础建模参数建立X气田理想地质模型。

1.2 井网布局

为了合理开发X气田，采用图1所示的井网布局方式。其中，水平井需对其进行压裂，以提高水平井的采出程度。

图1 井网布局方式

Fig.1 Well pattern arrangement

用局部网格加密和等效处理对水平井进行压裂模拟预测，其中，I方向网格划分比例为1∶5，J方向网格划分比例为1∶10。水平井的等效裂缝参数如表2所示。

因此，水平井压裂裂缝的导流能力（裂缝闭合压力下渗透率与裂缝宽度的乘积）为500 μm2·cm，水平井压裂效果图如图2所示。

2 渗透率对天然气开采的影响

在一定压差下，岩石允许液体通过的能力称之为渗透性，渗透性的大小是用渗透率表示。理论上储层渗透率的增大有助于提高油气藏的最终采收率[5]，就此本文进行进一步的理论研究。

图2 水平井压裂效果图

Fig.2 Horizontal well fracturing effect diagram

为了研究储层渗透率对X气田开发效果的影响[6]，本文设置6个研究方案，具体方案如下所示（水平井的日产气量为300 000 m3，avg为各储层渗透率平均值）：

（1）每层渗透率为0.1 avg，孔隙度、非均质系数、有效厚度、含气饱和度取最初的实际值。

（2）每层渗透率为0.5 avg，孔隙度、非均质系数、有效厚度、含气饱和度取最初的实际值。

（3）每层渗透率为avg，孔隙度、非均质系数、有效厚度、含气饱和度取最初的实际值。

（4）每层渗透率为3 avg，孔隙度、非均质系数、有效厚度、含气饱和度取最初的实际值。

（5）每层渗透率为6 avg，孔隙度、非均质系数、有效厚度、含气饱和度取最初的实际值。

（6）每层渗透率为10 avg，孔隙度、非均质系数、有效厚度、含气饱和度取最初的实际值。

数值模拟结果如表3所示，不同储层渗透率预测结果对比图如图3至图6所示。

从表3可以看出，稳产时间跟渗透率成正比，渗透率越大稳产时间越长。当渗透率为10 avg时，稳产时间达到最大值，为99个月，此时稳产时间内累产气为8.138×109 m3，阶段采收程度为74.854%。另外，采收率也跟渗透率成正比关系[7-8]，渗透率越大采收率越高，当渗透率为10 avg时，X气田的累产气为1.048×1010 m3，采收率达到96.435%，同比为最大值，比基础方案（渗透率为avg）的采收率提高9.792%。

此外，数值模拟结果还表明，采收率增值随着渗透率的增大而减小，且趋近与0。说明X气田随着渗透率的增大，采收率增幅逐渐减小，采收率趋于极限值，可以推测当渗透率达到一定值时，在此基础上再增大储层渗透率，X气田的采收率就不在增加，恒定为某一定值[9-10]。

图4 全区累产气对比图

Fig.4 Region cumulative gas production comparison

因此，稳产时间、采收率跟渗透率成正比，地层渗透率越大，气田稳产时间越长，同时采收率越高；采收率增值与渗透率成反比，渗透率越大，采收率增值越小，且趋于0。所以，储层渗透率越大，其对天然气开采的影响越小[11]。

3 结 论

（1）稳产时间、采收率跟渗透率成正比，地层渗透率越大，气田稳产时间越长，同时采收率越高；

（2）采收率增值与渗透率成反比，渗透率越大，采收率增值越小；

（3）储层渗透率越大，其对天然气开采的影响越小。

参考文献：

[1] 李德光.提高松原采气厂天然气采收率技术研究[D].大庆：东北石油大学，2011-05.

[2] 郑得文，张光武，杨冬，等.国内外天然气资源现状与发展趋势[J].天然气工业，2008，28（1）：1-3.

[3] 胡科.Y气藏降压开采采收率研究[D].南充：西南石油大学，.2014-06.

[4] 陈涛平，马凤春.聚驱后蒸汽驱注汽速度与渗透率对采收率的影响[J].科学技术与工程，2010（8）：5876-5879.

[5] 陈涛平，马凤春.聚驱后蒸汽驱注汽速度与渗透率对采收率的影响[J].科学技术与工程，2010（8）：5876-5879.

[6] 门清萍.釆收率影响因素分析及釆收率标定[D].西南石油大学.2006.

[7] 李士伦.天然气工程[M].石油工业出版社.2008：176-178.

[8] 杜洋.P气藏采收率标定研究[D].西南石油大学.2012.

[9] 刘世常.水驱气藏釆收率研究[D].西南石油大学.2008.

[10]赵澄林，陈丽华，涂强等著.中国天然气储层[M].石油工业出版社，1999.

[11]邓英尔，刘慈群，一类非线性渗流数学模拟[J].西南石油学报，2001，23（1）：23-24.