徐 發(fā) 時 瓊 鹿克峰 黃導(dǎo)武

（中海石油（中國）有限公司上海分公司）

西湖凹陷位于下?lián)P子地區(qū)東部東海陸架盆地的東北部，面積約5.9×104km2，新生代最大沉積厚度超過10 000 m［1-2］。位于該凹陷西部次洼帶Z構(gòu)造的中深層（埋深3 500 m以下）漸新統(tǒng)花港組已被鉆探證實為致密砂巖儲層，屬于非常規(guī)致密砂巖氣儲層［3-4］，壓裂改造前實測產(chǎn)能較低，達不到工業(yè)產(chǎn)能。統(tǒng)計資料表明，Z構(gòu)造花港組儲層自上而下依次分為H1～H12等12個儲層段，其中H5以上以低孔-中低滲儲層為主，平均孔隙度為9.2%～11.7%，平均滲透率為8.46～15.87 mD；H6～H12以特低孔-特低滲儲層為主，平均孔隙度為8.30%～9.56%，平均滲透率為0.10～0.60 mD。由于氣井產(chǎn)能是一個地區(qū)天然氣開發(fā)投資決策的重要依據(jù)，對于進一步指導(dǎo)該區(qū)油氣勘探開發(fā)具有重要意義［5］，因此以西湖凹陷Z構(gòu)造為例深入開展非常規(guī)致密砂巖儲層產(chǎn)能模擬分析，可以不斷深化對該凹陷致密砂巖儲層特征的認(rèn)識，為該區(qū)域天然氣的勘探開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 實驗條件

本次實驗研究是在成都理工大學(xué)“油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程”國家重點實驗室研制的 WS-2000全巖心產(chǎn)能模擬綜合測試系統(tǒng)［6-9］上完成的，該系統(tǒng)可在上覆壓力70 MPa、地層壓力40 MPa、模擬溫度140℃條件下進行油-水、氣-水兩相滲流實驗，實驗步驟為：將已制備好的巖心烘干稱重；抽真空加壓飽和地層水并稱重，以確定孔隙總體積；在隔板裝置上作油（氣）驅(qū)水的束縛水飽和度測定，以模擬巖心原始狀態(tài)；將巖心放入全模擬實驗流程密封，系統(tǒng)升溫至地層溫度，巖石飽和油（氣）至模擬地層壓力，同時提高上覆壓力至模擬上覆壓力并保證地層壓力在模擬值，維持上述條件3 h至系統(tǒng)溫度、壓力達到模擬條件并維持系統(tǒng)平衡；調(diào)節(jié)出口回壓裝置，按照預(yù)先設(shè)定的模擬生產(chǎn)壓差作采油（氣）試驗，分別測定相應(yīng)壓差下的流速。

本次研究所選用的模型都是西湖凹陷Z構(gòu)造花港組井下實際產(chǎn)層巖心，在磨床上磨制成正圓柱體并測定常規(guī)物性后作為實驗樣品。為了研究不同物性儲層的產(chǎn)能，分別選擇花港組的6塊巖心在全模擬條件（上覆壓力、地層壓力、地層溫度、束縛水飽和度）下作彈性氣驅(qū)產(chǎn)能模擬，參數(shù)見表1。

表1 西湖凹陷Z構(gòu)造產(chǎn)能模擬實驗條件

2 實驗結(jié)果及其處理計算

根據(jù)產(chǎn)能模擬資料，計算出樣品在不同的模擬生產(chǎn)壓差下、不同產(chǎn)層厚度時的單井產(chǎn)量，如表2所示。

從表2可以看出，同一巖樣計算出的單井產(chǎn)量與有效厚度有關(guān)，即有效厚度越大，單井產(chǎn)量越大。為驗證二者的線性關(guān)系，將單井產(chǎn)量除以有效厚度，可知同一巖心在相同模擬生產(chǎn)壓差下的單位有效厚度產(chǎn)量幾乎完全一致，也就是說若不考慮實驗誤差的影響，單井產(chǎn)量qsc與有效厚度h成正比，即對于某個巖樣而言，在模擬生產(chǎn)壓差Δpi下，qsc／h=C（常數(shù)），只需考慮單位有效厚度下的產(chǎn)量與模擬生產(chǎn)壓差及儲層物性的關(guān)系。

表2 西湖凹陷Z構(gòu)造花港組巖心在不同生產(chǎn)壓差、不同產(chǎn)層厚度下產(chǎn)能模擬單井日產(chǎn)量表

產(chǎn)能模擬實驗是在全模擬條件下沿平行層理方向由低至高分別建立不同的模擬生產(chǎn)壓差做單向滲流模擬實驗，然后再轉(zhuǎn)換成徑向流動條件下的單井日產(chǎn)氣量［10］，因而可認(rèn)為整個實驗過程服從線性滲流規(guī)律下的氣體穩(wěn)定滲流。由穩(wěn)定狀態(tài)流動的達西產(chǎn)能公式可知，氣體體積流量與產(chǎn)層滲透率和壓力平方差均呈線性關(guān)系［11-12］。由此繪制出的單位有效厚度下的產(chǎn)量qsc／h隨巖心滲透率K與壓力平方差p2R-p2wf的乘積變化關(guān)系曲線如圖1所示，擬合得到該地區(qū)花港組單位產(chǎn)層厚度下的產(chǎn)量和滲透率與壓力平方差的乘積的經(jīng)驗關(guān)系式為

式（1）、（2）中：qsc為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的產(chǎn)氣量，104m3／d；h為產(chǎn)層有效厚度，m；K為產(chǎn)層滲透率，mD；pR為地層壓力，MPa；pwf為井底流壓，MPa；qAOF為無阻流量，104m3／d；psc為氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力，psc=0.101 MPa。

上述關(guān)系式是在實驗室條件下測定而得，因此qsc和qAOF可認(rèn)為是在地層無污染情況下求得的產(chǎn)量和無阻流量。實際上，鉆井過程會產(chǎn)生鉆井液污染，會對井底附近儲層的滲透性造成傷害，因此需要對利用回歸公式求得的產(chǎn)量和無阻流量做校正，其校正方法如下：針對該區(qū)域在花港組產(chǎn)層做過DST測試的3口井，首先應(yīng)用公式（1）求得該產(chǎn)層在不同生產(chǎn)壓差下的單位有效厚度產(chǎn)量，再將計算值與實際測試值進行比較（表3），并擬合出實際測試值對于計算值的校正的回歸關(guān)系式（圖2）。

圖1 西湖凹陷Z構(gòu)造花港組單位產(chǎn)層厚度下的產(chǎn)量和滲透率與壓力平方差的乘積的關(guān)系曲線

表3 西湖凹陷Z構(gòu)造花港組產(chǎn)能模擬計算值與實際測試值對比表

圖2 西湖凹陷Z構(gòu)造花港組產(chǎn)能模擬計算值與實際測試值的關(guān)系曲線

由表3及圖2可知，Z構(gòu)造花港組產(chǎn)能模擬計算值大致是實際測試值的4倍左右，其回歸關(guān)系式為

將式（1）、（2）代入式（3）得

3 儲層產(chǎn)能預(yù)測

利用上述擬合的不同生產(chǎn)壓差、不同有效厚度、不同滲透率儲層日產(chǎn)氣量表達式，對該區(qū)域某井花港組各儲層段進行了產(chǎn)能預(yù)測，并與實測資料的計算結(jié)果進行了比較，結(jié)果見表4。

表4 西湖凹陷Z構(gòu)造某井花港組各氣層產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果與實測資料計算結(jié)果對比

由表4可以看出：

（1）產(chǎn)能模擬實驗法求得的計算無阻流量（未校正）與利用實測資料計算得到的表皮系數(shù)為零（S=0）時的無阻流量值相近，說明實驗室產(chǎn)能模擬法可作為無DST測試產(chǎn)層的無阻流量（S=0）的取值參考方法。

（2）產(chǎn)能模擬實驗法求得的理論無阻流量遠大于實測無阻流量（S=5），說明該區(qū)域測試過程中地層均受到不同程度的污染，產(chǎn)能分析需要進行表皮校正。

4 結(jié)束語

氣井產(chǎn)能大小是決策一個地區(qū)天然氣開發(fā)投資的重要依據(jù)，而且對于分析該區(qū)域天然氣分布特征、認(rèn)識儲層滲透特征，從而進一步指導(dǎo)該區(qū)油氣勘探開發(fā)具有重要意義。以西湖凹陷Z構(gòu)造為例，深入開展非常規(guī)致密砂巖儲層產(chǎn)能模擬分析，可以不斷深化對西湖凹陷致密砂巖儲層特征的認(rèn)識，從而為該區(qū)域天然氣勘探開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

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