劉子雄

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)研究院,天津 300450)

低滲氣藏可動水識別方法研究

劉子雄

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)研究院,天津 300450)

摘要：識別儲層中是否含有可動水主要采用對比束縛水飽和度與原始含水飽和度的方法，獲取束縛水飽和度的實驗方法較多，但不同方法的實驗結(jié)果有所不同。從對比A區(qū)塊不同束縛水飽和度的實驗結(jié)果得出，相滲曲線法、離心毛管力曲線法的實驗結(jié)果相近，并采用這些實驗結(jié)果回歸出了該區(qū)塊的滲透率與束縛水飽和度關(guān)系式。由于儲層存在壓敏問題，需要對滲透率低于1×10-3μm2的儲層進(jìn)行覆壓校正。應(yīng)用回歸出的束縛水飽和度計算式，結(jié)合覆壓校正滲透率，準(zhǔn)確地判斷出該區(qū)塊12口生產(chǎn)井的可動水情況。

關(guān)鍵詞：低滲氣藏；束縛水飽和度；可動水識別；離心毛管力

目前主要通過對比束縛水飽和度與原始含水飽和度大小，判斷低滲氣井是否含有可動水[1]。而常用的核磁共振法、相滲曲線法和離心毛管曲線法得到的束縛水飽和度存在一定差別，利用這三種方法確定束縛水飽和度的研究成果較多[2-7]，所以在實際應(yīng)用時難以準(zhǔn)確選取適合的方法獲取該參數(shù)。部分井實驗測出的束縛水飽和度比原始含水飽和度高，但投產(chǎn)依舊產(chǎn)水[8]。在公開發(fā)表的文獻(xiàn)中，對束縛水飽和度與孔滲相關(guān)這一觀點基本相同[1,5,9]。

某致密氣田A區(qū)塊構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)，主要為巖性圈閉。巖性主要以細(xì)砂-中砂巖和中砂巖為主，碎屑主要由0.10～0.5mm的粒級組成，顆粒間多為線-凹凸接觸，粒間孔隙不發(fā)育。巖心孔隙度為6. 9%～15.8%，平均10.42%，多數(shù)小于11%，滲透率為(0.1～21.8)×10-3μm2，平均為12.8×10-3μm2，為低孔低滲儲層。通過對A區(qū)塊的三種實驗方法束縛水飽和度與滲透率建立的相關(guān)性對比發(fā)現(xiàn)，相滲曲線和毛管力實驗法得到束縛水飽和度曲線相近，以此回歸建立了該區(qū)塊的束縛水飽和度與滲透率的計算式。但當(dāng)巖心滲透率低于1×10-3μm2時，應(yīng)用束縛水飽和度判斷儲層是否產(chǎn)水的準(zhǔn)確性較低。

1束縛水飽和度確定方法

1.1核磁共振法

研究表明，根據(jù)核磁共振的T2譜分布可以確定地層的粒徑分布和流體性質(zhì)[2-5]。因此，可以根據(jù)巖心核磁實驗的結(jié)果對地層的粒徑分布及束縛水飽和度做出評價。采用核磁共振法測量的束縛水飽和度研究成果較多，通過該實驗可以建立滲透率與束縛水飽和度的關(guān)系[2,5]。A區(qū)塊的61塊樣品核磁實驗統(tǒng)計結(jié)果：樣品孔隙度3.5%～18.55%，平均孔隙度10.79%；滲透率0.01～92.2×10-3μm2，平均滲透率11.1×10-3μm2；束縛水飽和度16.1%～96.5%,平均束縛水飽和度52.4%。從滲透率與束縛水飽和度的關(guān)系散點圖中可以看出，核磁分析束縛水飽和度與滲透率相關(guān)性較差(圖1)。其主要原因是可動流體T2截止值在不同實驗中取值不一樣；該核磁結(jié)果僅能反映孔隙大小的分布，不能有效反映孔喉與流體的配置關(guān)系，所以不能準(zhǔn)確反映束縛水飽和度大小[12]。

圖1　核磁共振法束縛水飽和度與滲透率關(guān)系

1.2氣水相滲實驗法

將真空后的巖心飽和地層水，并在分離器中進(jìn)行氣驅(qū)水實驗。計算驅(qū)替出的水量，達(dá)到束縛水飽和度計算要求后，取出巖心稱重，確定束縛水飽和度大小[13]。在氣水相滲曲線中，當(dāng)水相滲透率krw=0時的最大含水飽和度為束縛水飽和度[7]。A區(qū)塊56塊樣品相滲實驗統(tǒng)計結(jié)果為：孔隙度2.79%～17.2%，平均孔隙度10.2%；滲透率(0.001～66.500)×10-3μm2，平均滲透率5.07×10-3μm2；束縛水飽和度21.8%～71.5%，平均束縛水飽和度52.7%。從氣水相滲實驗法建立的巖心滲透率與束縛水飽和度的關(guān)系可以看出，該方法測出的束縛水飽和度與滲透率具有較好的相關(guān)性。滲透率為(0.3～10)×10-3μm2時，儲層束縛水飽和度為50%；當(dāng)滲透率小于0.5×10-3μm2時，束縛水飽和度約60%；當(dāng)滲透率大于10×10-3μm2時，束縛水飽和度快速降低，當(dāng)滲透率大于100×10-3μm2時，束縛水飽和度為20%(圖2)。

圖2　相滲實驗法束縛水飽和度與滲透率關(guān)系

1.3離心毛管曲線法

在離心毛管力實驗中，通過不同排驅(qū)壓力下的殘余水飽和度實驗，獲取巖心的束縛水飽和度。隨著實驗離心力的不斷增加，巖心中含水飽和度不斷下降；當(dāng)巖心中含水飽和度達(dá)到某一值時，隨著離心力的進(jìn)一步增大，其含水飽和度變化幅度較小，此時的含水飽和度相當(dāng)于束縛水飽和度[9]。A區(qū)塊36塊樣品的離心毛管力實驗結(jié)果：樣品孔隙度2.79%～19.93%，平均孔隙度10.1%；滲透率(0.002～80.5)×10-3μm2，平均滲透率6.73×10-3μm2；束縛水飽和度19.38%～71.63%,平均束縛水飽和度51.3% 。從離心毛管力曲線法巖心滲透率與束縛水飽和度的關(guān)系圖中可以看出：束縛水飽和度與滲透率相關(guān)性較好。當(dāng)滲透率為(0.5～10.0)×10-3μm2時，儲層束縛水飽和度為50%;當(dāng)滲透率小于0.5×10-3μm2時，束縛水飽和度為55%～70%；當(dāng)滲透率大于10×10-3μm2時，束縛水飽和度快速降低；當(dāng)滲透率為100×10-3μm2時，束縛水飽和度為20%(圖3)。

圖3　離心毛管力實驗法束縛水飽和度與滲透率關(guān)系

1.4綜合確定

通過上面的研究可知，核磁共振法確定的束縛水飽和度與滲透率相關(guān)性差，而氣水相滲曲線法和離心毛管曲線法確定的束縛水飽和度基本一致，因此，選用相滲曲線法和離心法的實驗結(jié)果作為A區(qū)塊的束縛水飽和度(圖4)，可以看出，隨著滲透率的降低，束縛水飽和度增加；當(dāng)滲透率高于20×10-3μm2時，束縛水飽和度顯著降低。因此，對于低滲儲層，并非含水飽和度高于50%就會產(chǎn)水[14-15]，判斷氣層壓裂是否產(chǎn)水，可以結(jié)合儲層滲透率進(jìn)行綜合分析，其計算式如下：

式中：Swr為束縛水飽和度，%；K為儲層滲透率，10-3μm2。

圖4　束縛水飽和度與滲透率的關(guān)系

2巖心滲透率校正

將上述成果應(yīng)用到A區(qū)塊時，部分滲透率低于1×10-3μm2的井，原始含水飽低于束縛水飽和度，但壓裂后仍然產(chǎn)出大量的水。通過分析認(rèn)為，影響這部分井可動流體準(zhǔn)確性判斷的主要原因是儲層存在較強(qiáng)的應(yīng)力敏感，導(dǎo)致滲透率認(rèn)識存在偏差[10-11]。

對A區(qū)塊的覆壓孔滲透率資料統(tǒng)計分析得出：當(dāng)滲透率大于10×10-3μm2時，隨著上覆巖石壓力的增加，滲透率基本不變；當(dāng)滲透率低于1×10-3μm2時，上覆巖石壓力為40MPa時所對應(yīng)的儲層滲透率明顯低于常壓下的值；而降低至0.3×10-3μm2時，降幅達(dá)30%以上(圖5)。因此，在應(yīng)用時要對巖心滲透率進(jìn)行校正，當(dāng)滲透率高于10×10-3μm2時，可以不用覆壓資料校正。

圖5　A區(qū)塊儲層不同覆壓對應(yīng)的滲透率變化

由于A區(qū)塊主要生產(chǎn)層位地層壓力為35～40MPa，結(jié)合不同上覆巖石壓力變化所對應(yīng)的滲透率變化實驗結(jié)果，滲透率為(0.5～1.0)×10-3μm2時，乘以系數(shù)0.3校正；滲透率為(0.2～0.5)×10-3μm2時，乘以系數(shù)0.25校正；滲透率為0.1×10-3μm2左右時，乘以系數(shù)0.2校正。

3應(yīng)用效果

根據(jù)覆壓孔滲的實驗結(jié)果，對A區(qū)塊投產(chǎn)的12口井滲透率低于1×10-3μm2的儲層，結(jié)合地層壓力進(jìn)行了校正。將巖心滲透率和原始含水飽和度投影到束縛水與滲透率的圖版上(圖6)，位于束縛水飽和度連線以下的點表明原始含水飽和度低于束縛水飽和度，無可動水，投產(chǎn)后不產(chǎn)水；而以上的點，投產(chǎn)后會產(chǎn)水，這與12口井的生產(chǎn)情況相符合(表1)。這也說明本文獲取的A區(qū)塊束縛水飽和度圖版準(zhǔn)確可靠，同時在應(yīng)用時對于滲透率低于1×10-3μm2的儲層應(yīng)進(jìn)行覆壓校正。

圖6　A區(qū)塊12井含水飽和度與滲透率關(guān)系

井號滲透率(校正)/10-3μm2原始含水飽和度/%束縛水飽和度/%流量/(m3·d-1)油氣水T120.3425527.80765330.00N3H70.01～0.0466～9160～640.00174640.35N3H50.19～0.9038～6351～5518.701407341.40A10.15～4.6040～7446～510.98220443.37A20.10～5.9035～7046～574.701090780.85A30.20～5.1038～7646～552.396385711.56A40.90～3.3051～7147～514.1412208424.10A50.30～5.3039～6546～541.13113971.58A60.45～3.9055～6947～520.961192712.86A70.07～4.8841～6946～581.60450540.46N2H50.03～0.1252～5956～610.00491630.00N2p90.00～585.0048～6016～270.0053496516.80

4結(jié)論與建議

(1) 核磁共振法測出的束縛水飽和度與滲透率相關(guān)性差，其主要原因是反映的僅是孔隙大小的分布，不能有效反映孔喉配置關(guān)系，所以不能準(zhǔn)確反映束縛水飽和度。

(2) 氣水相滲曲線法和離心毛管曲線法確定的束縛水飽和度基本一致，可以作為研究區(qū)的束縛水飽和度。

(3) 對于應(yīng)力敏感的低滲儲層，當(dāng)滲透率低于1×10-3μm2時，需要對巖心滲透率進(jìn)行校正才能準(zhǔn)確求取束縛水飽和度。

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編輯：劉洪樹

文章編號：1673-8217(2016)02-0093-04

收稿日期：2015-04-24

作者簡介：劉子雄，碩士，油藏工程師，1982年生，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)工作。

中圖分類號：TE112.23

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A