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        裂縫系統(tǒng)氣藏動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法——以四川盆地蜀南地區(qū)茅口組氣藏為例

        2013-07-14 08:16:30王會(huì)強(qiáng)劉林清
        天然氣工業(yè) 2013年3期
        關(guān)鍵詞:茅口儲(chǔ)集氣藏

        王會(huì)強(qiáng) 彭 先 李 爽 胡 南 劉林清

        1.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 2.中國(guó)石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司

        1 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法的現(xiàn)狀

        四川盆地蜀南地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組石灰?guī)r儲(chǔ)層非常致密,孔隙度一般小于2%,基本不具備儲(chǔ)滲條件。東吳期溶洞為主要儲(chǔ)集空間,裂縫既是儲(chǔ)集空間,又是連通孔洞的通道[1]。茅口組氣藏為典型縫洞型氣藏[2],利用容積法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量困難大,普遍采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量作為申報(bào)探明儲(chǔ)量的基礎(chǔ)。常規(guī)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法包括物質(zhì)平衡法、壓降法、彈性二相法、產(chǎn)量遞減法等[3-6],其中近90%的裂縫系統(tǒng)采用壓降法計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。但由于茅口組氣藏具有復(fù)雜儲(chǔ)滲特征、連通關(guān)系、水侵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等特點(diǎn),使得壓降曲線形式多樣、特征復(fù)雜,包括直線型、上翹型、折線型等。特別是對(duì)于上翹型或折線型壓降曲線,表明生產(chǎn)過(guò)程中儲(chǔ)集空間可能發(fā)生變化,存在外來(lái)能量的補(bǔ)充,不同生產(chǎn)階段計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量明顯增加,準(zhǔn)確計(jì)算分析此類裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量難度大。筆者基于茅口組氣藏的靜、動(dòng)態(tài)資料,綜合分析并準(zhǔn)確識(shí)別存在多個(gè)儲(chǔ)集體和水侵,在此基礎(chǔ)上,建立能夠準(zhǔn)確反映地下實(shí)際情況的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析模型,確定了茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

        2 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法的探索

        目前,常規(guī)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法主要包括經(jīng)驗(yàn)類方法、試井方法、物質(zhì)平衡方法等幾類,各類方法原理不一,適用條件也存在差別。經(jīng)驗(yàn)類方法主要以產(chǎn)量、累產(chǎn)量與時(shí)間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律為主,理論基礎(chǔ)較弱,計(jì)算結(jié)果差別大;試井方法主要是指彈性二相法,其計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確,但對(duì)測(cè)試資料要求高,一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用;物質(zhì)平衡法應(yīng)用最廣泛,但對(duì)于地層水侵活躍的氣藏,儲(chǔ)層物性參數(shù)選擇、水侵量準(zhǔn)確計(jì)算難度大[7-9],影響了儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果的精度。

        隨著氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析技術(shù)的不斷發(fā)展,逐漸形成了以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為分析對(duì)象,對(duì)氣井進(jìn)行生產(chǎn)分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的新方法,稱為產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法。該方法以Arps產(chǎn)量遞減分析、Fekovich曲線擬合分析、Blasingame現(xiàn)代遞減分析、NPI重整壓力積分曲線分析為基礎(chǔ)[10-13],綜合考慮儲(chǔ)滲特征、流體物性等情況,開(kāi)展各種典型曲線、生產(chǎn)歷史曲線的擬合分析,不斷修正模型參數(shù),最終確定氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算和生產(chǎn)分析預(yù)測(cè),分析流程如圖1所示。

        目前,對(duì)于產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的理論研究較完善,國(guó)外已經(jīng)推出了較為成熟的商業(yè)軟件,比如Topaze、RTA等生產(chǎn)分析軟件,為相關(guān)研究提供便利條件。

        圖1 產(chǎn)量不穩(wěn)定分析預(yù)測(cè)流程圖

        3 理論模型建立及演算分析

        根據(jù)產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的原理,采用Topaze生產(chǎn)分析軟件,開(kāi)展了以精細(xì)刻畫(huà)地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方面的研究,建立考慮地層水侵影響的串珠狀儲(chǔ)層模型,表征復(fù)雜儲(chǔ)集體、地層水侵影響等;并進(jìn)行了理論模擬分析,檢驗(yàn)該方法識(shí)別多儲(chǔ)集體、地層水侵等方面的特征。

        氣藏理論模型由不同的供給單元組成,呈串珠狀分布;各供給單元連通性好壞取決于裂縫的發(fā)育程度以及地層水體的分隔;部分供給單元外圍設(shè)置有活躍的水體(圖2)。通過(guò)模擬計(jì)算分析,得到了該儲(chǔ)層模型情況下的NPI典型特征曲線(圖3)。

        圖2 串珠狀儲(chǔ)層、考慮地層水影響的地質(zhì)模型圖

        NPI曲線分析表明,壓力波及范圍在曲線上均有反映,且由于地層水侵影響,NPI導(dǎo)數(shù)曲線呈下掉趨勢(shì)。因此,認(rèn)為串珠狀儲(chǔ)層模型能夠表征該儲(chǔ)層縫洞發(fā)育、儲(chǔ)集空間變化以及存在地層水侵影響的特征,可用來(lái)計(jì)算茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

        圖3 NPI典型特征曲線圖

        4 典型實(shí)例分析

        4.1 典型曲線診斷分析

        S47井裂縫系統(tǒng)儲(chǔ)層裂縫、溶洞發(fā)育,為典型裂縫—溶洞型氣藏。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、地層水侵特征復(fù)雜,生產(chǎn)初期水產(chǎn)量大,油壓、產(chǎn)氣量遞減快;生產(chǎn)中期水產(chǎn)量降低,產(chǎn)氣量保持相對(duì)穩(wěn)定,油壓快速上升,接近初期最高值;生產(chǎn)后期,產(chǎn)水量再次增大,油壓、產(chǎn)氣量快速下降,生產(chǎn)不連續(xù),排水采氣工藝措施維持生產(chǎn)。此種異常生產(chǎn)特征表明,隨著生產(chǎn)進(jìn)行,氣藏連通范圍在不斷增大,表現(xiàn)出存在多個(gè)儲(chǔ)集體、外部異常能量補(bǔ)充的現(xiàn)象。

        此外,S47井典型曲線分析也表明(圖4),該裂縫系統(tǒng)存在多個(gè)儲(chǔ)集體,不同連通范圍在NPI曲線上均有特征反映,且明顯可以發(fā)現(xiàn)由于地層水侵影響,造成NPI導(dǎo)數(shù)曲線異常下掉,與前面理論研究認(rèn)識(shí)一致。

        圖4 S47井NPI典型特征曲線圖

        綜合地質(zhì)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)以及典型曲線特征分析,診斷S47井裂縫系統(tǒng)存在3個(gè)儲(chǔ)集體,可以采用串珠狀儲(chǔ)層模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算分析。

        4.2 地質(zhì)模型建立、典型曲線和生產(chǎn)歷史擬合

        根據(jù)特征曲線診斷分析,建立了由3個(gè)儲(chǔ)集單元的組成的串珠狀模型,并采用數(shù)值求解等方法,開(kāi)展了S47井裂縫系統(tǒng)典型曲線以及生產(chǎn)歷史擬合分析,最終計(jì)算了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量(圖5、6、7)。

        圖5 S47井串珠狀儲(chǔ)層模型圖

        圖6 S47井NPI擬合曲線圖

        圖7 S47井生產(chǎn)歷史擬合曲線圖

        4.3 計(jì)算結(jié)果分析

        通過(guò)前面典型曲線和生產(chǎn)歷史擬合分析,最終確定S47井裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為6.34×108m3(表1)。在儲(chǔ)量模擬計(jì)算過(guò)程中,可以發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集單元一和儲(chǔ)集單元二的儲(chǔ)量基本被采出,而由于地層水侵的影響,儲(chǔ)集單元三僅部分儲(chǔ)量被采出,絕大部分儲(chǔ)量被地層水封存,是氣藏下一步進(jìn)行挖潛的主要目標(biāo)。

        表1 產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

        5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

        1)茅口組氣藏本身地質(zhì)特征復(fù)雜多樣,生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征變化大,憑借傳統(tǒng)單一方法研究尚不能滿足需求。

        2)綜合考慮氣藏地質(zhì)特征、地層水侵影響的串珠狀儲(chǔ)層模型,能夠表征部分茅口組氣藏縫洞發(fā)育、儲(chǔ)集空間變化以及存在地層水侵影響等情況,可以利用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法計(jì)算分析茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

        3)以S47井裂縫系統(tǒng)為例,綜合考慮地質(zhì)特征、氣水分布模式及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征等因素,采用Topaze生產(chǎn)分析軟件,精細(xì)刻畫(huà)地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方法,反復(fù)進(jìn)行典型曲線、生產(chǎn)歷史擬合等分析,最終確定了模型參數(shù),計(jì)算得到了不同時(shí)間段各儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量,結(jié)果能夠反映客觀實(shí)際和生產(chǎn)動(dòng)態(tài),為蜀南地區(qū)茅口組氣藏二次開(kāi)發(fā)、落實(shí)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量基礎(chǔ)提供了參考。

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