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        低滲-致密砂巖氣藏開發(fā)中后期精細(xì)調(diào)整技術(shù)

        2018-06-09 10:42:48付寧海唐海發(fā)劉群明

        付寧海,唐海發(fā),劉群明

        中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院,北京 海淀 100083

        引 言

        近年來(lái),隨著中國(guó)天然氣業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)低滲-致密砂巖氣藏儲(chǔ)量和產(chǎn)量快速增長(zhǎng),尤其是產(chǎn)量所占比重越來(lái)越大,低滲透砂巖氣藏是中國(guó)天然氣未來(lái)增儲(chǔ)上產(chǎn)最重要的領(lǐng)域之一[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年,致密氣產(chǎn)量約占國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量的25%[2],2014年,約占全國(guó)天然氣總產(chǎn)量的32%[3],目前,低滲-致密砂巖氣藏是中國(guó)天然氣開發(fā)最具規(guī)模、儲(chǔ)量和產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大的一類氣藏,其有效開發(fā)成為天然氣上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要支撐。

        低滲-致密氣藏具有儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),產(chǎn)能差異大的特點(diǎn),隨著氣田開發(fā)的深入,尤其是在氣田開發(fā)中后期,儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡進(jìn)一步加劇,氣田剩余儲(chǔ)量難以有效動(dòng)用問(wèn)題日益突出。因此,開展中后期精細(xì)調(diào)整研究,總結(jié)出相應(yīng)的技術(shù)方法,對(duì)于提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度,改善氣田開發(fā)效果具有重要意義,也是提高氣田最終采收率的關(guān)鍵。隨著進(jìn)入開發(fā)中后期氣田比例的增加,客觀上也需要加強(qiáng)中后期氣藏精細(xì)調(diào)整技術(shù)研究,進(jìn)一步細(xì)化對(duì)氣藏的認(rèn)識(shí),明確儲(chǔ)量動(dòng)用狀況與剩余儲(chǔ)量分布,以延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期和進(jìn)行后期挖潛。

        國(guó)內(nèi)開發(fā)中后期精細(xì)調(diào)整研究多集中于油藏[4-7],關(guān)于氣藏中后期精細(xì)調(diào)整主要以氣藏描述為主,或針對(duì)某一具體氣田面臨的特定問(wèn)題開展研究[8-13],缺少普遍的適用性與技術(shù)流程的梳理。在前人研究基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)低滲-致密氣藏開發(fā)中后期面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的分析,總結(jié)提出了一套適用于低滲-致密氣藏開發(fā)中后期精細(xì)調(diào)整的技術(shù)思路及流程,可較為快速準(zhǔn)確地確定氣藏加密潛力、優(yōu)選井位,進(jìn)行剩余氣挖潛,可為同類氣藏開發(fā)提供借鑒。

        1 低滲-致密氣藏開發(fā)中后期面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

        氣藏進(jìn)入開發(fā)中后期,開發(fā)重點(diǎn)由開發(fā)初期快速上產(chǎn)與規(guī)模開發(fā)向提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度和提高采收率轉(zhuǎn)變。開發(fā)中后期的氣藏大多已進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)后期或遞減階段,由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性及井網(wǎng)的不完善性,導(dǎo)致剩余氣分布相對(duì)分散。在開發(fā)早期以砂組或小層為單元所作的儲(chǔ)層描述,已不能滿足研究剩余氣分布狀況的需求。早期井網(wǎng)的不完善性需要井網(wǎng)的調(diào)整,同時(shí)需要根據(jù)氣藏中后期生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征的變化進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)調(diào)整。在地質(zhì)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及開發(fā)方式等方面面臨的主要問(wèn)題不同于開發(fā)早期。

        1.1 開發(fā)地質(zhì)

        氣藏進(jìn)入開發(fā)中后期,剩余儲(chǔ)量的描述和預(yù)測(cè)是氣藏面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。開發(fā)初期根據(jù)井資料建立的地質(zhì)模型精度較低,影響剩余儲(chǔ)量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。需要不斷更新對(duì)氣藏的認(rèn)識(shí),對(duì)剩余儲(chǔ)量進(jìn)行精細(xì)描述與評(píng)價(jià)。利用開發(fā)過(guò)程中逐漸豐富的資料,對(duì)地質(zhì)儲(chǔ)量進(jìn)行復(fù)算,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行剩余儲(chǔ)量評(píng)價(jià),開展儲(chǔ)層精細(xì)地質(zhì)特征描述,有效砂體分布描述,以精細(xì)沉積微相、微構(gòu)造和儲(chǔ)滲單元為主對(duì)剩余儲(chǔ)量進(jìn)行描述和預(yù)測(cè),研究剩余儲(chǔ)量的分布規(guī)律,為氣藏進(jìn)一步的開發(fā)提供依據(jù)。

        國(guó)內(nèi)低滲-致密儲(chǔ)層多屬陸相沉積,單層厚度薄,橫向變化大。以河流相、三角洲相儲(chǔ)層居多。對(duì)于三角洲相儲(chǔ)層,三角洲類型的差異、沉積特征的差異以及相組合的不同,導(dǎo)致儲(chǔ)層特征的差異以及平面非均質(zhì)性的差異,形成不同的剩余儲(chǔ)量分布特征。精細(xì)研究三角洲沉積微相及其物性,對(duì)后期改善氣田開發(fā)效果具有重要的意義。河流相儲(chǔ)層在剖面上一般呈透鏡狀分布,橫向連續(xù)性差。單砂體較小且分散,砂體平面上呈不規(guī)則帶狀,多以頂平底凸、兩側(cè)不對(duì)稱的透鏡體為主[14]。開展有效儲(chǔ)層三維精細(xì)刻畫,對(duì)有效儲(chǔ)層及其連通性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià),有利于后期提高剩余儲(chǔ)量的動(dòng)用程度。

        低滲-致密氣藏按儲(chǔ)層產(chǎn)狀,可劃分為3種主要類型[1]:塊狀、層狀和透鏡狀。透鏡體多層疊置氣藏,以鄂爾多斯盆地蘇里格氣田為代表,多層狀氣藏以川中地區(qū)須家河組氣藏、松遼盆地長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組氣藏為代表,塊狀氣藏,以塔里木盆地庫(kù)車拗陷迪西1井區(qū)為代表[15],氣藏類型不同,其面臨的問(wèn)題與中后期開發(fā)重點(diǎn)也不同(表1)。

        表1 不同類型氣藏開發(fā)中后期氣藏描述重點(diǎn)Tab.1 Key points on the description of different kinds of gas reservoirs in the middle-later stage of development

        透鏡狀與層狀氣藏,構(gòu)造對(duì)氣層分布控制不明顯,氣層連續(xù)性差,中后期對(duì)剩余儲(chǔ)量的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè),以儲(chǔ)層連續(xù)性、連通性評(píng)價(jià)為重點(diǎn)。以蘇里格氣田為代表的透鏡狀氣藏,辮狀河發(fā)育,河道側(cè)向遷移、改道和切割頻繁,造成心灘和邊灘砂體在縱向上相互疊置、交錯(cuò)排列[16]。儲(chǔ)層小透鏡體、多層發(fā)育,區(qū)域上富集不均,大面積復(fù)合連片分布,儲(chǔ)層連續(xù)性、連通性差。氣藏開發(fā)前期研究,蘇里格大型復(fù)合砂體分級(jí)構(gòu)型描述技術(shù)、富集區(qū)和井位優(yōu)選技術(shù),使富集區(qū)內(nèi)I+II類直井比例保持在75%以上[15,17],保障了建產(chǎn)區(qū)的優(yōu)選,實(shí)現(xiàn)了氣藏的規(guī)模開發(fā)。中后期面臨如何進(jìn)一步提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度與采收率,需要以儲(chǔ)滲單元描述為重點(diǎn),開展密井網(wǎng)區(qū)井間精細(xì)對(duì)比,對(duì)有效砂體分布進(jìn)行定量描述,建立精細(xì)地質(zhì)模型,以此為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)儲(chǔ)量動(dòng)用程度和剩余儲(chǔ)量分布,提高剩余儲(chǔ)量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

        塊狀氣藏一般儲(chǔ)層整體連通性好,儲(chǔ)量動(dòng)用程度相對(duì)較高。進(jìn)入中后期,應(yīng)以構(gòu)造、裂縫、氣水關(guān)系的描述為重點(diǎn)。需要基于新的鉆井、地震資料,動(dòng)靜結(jié)合,加強(qiáng)對(duì)構(gòu)造的認(rèn)識(shí),精細(xì)刻畫微構(gòu)造、裂縫、斷層等。構(gòu)造精細(xì)刻畫關(guān)系到后期高效井位部署的成功率。同時(shí),由于氣水關(guān)系復(fù)雜,面臨防、控、治水問(wèn)題,需加強(qiáng)裂縫、隔夾層空間配置關(guān)系研究,深化氣藏水侵模式、氣水關(guān)系的認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)均衡開采,提高最終采收率。

        1.2 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)

        低滲-致密氣藏進(jìn)入開發(fā)中后期,生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征的變化主要表現(xiàn)在:(1)壓力、產(chǎn)量下降速度變緩,單位壓降產(chǎn)氣量增加,氣井泄氣半徑后期因外圍低滲區(qū)補(bǔ)給有一定擴(kuò)大,在較低產(chǎn)量水平上可保持較長(zhǎng)時(shí)期的穩(wěn)定生產(chǎn);(2)氣藏產(chǎn)能分布不均,不同氣井采氣速度和采出程度差異較大,造成儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡;(3)氣井產(chǎn)能與初期變化較大,隨著生產(chǎn)階段的變化需要核實(shí)與調(diào)整,以充分發(fā)揮氣井生產(chǎn)能力;(4)低產(chǎn)氣井增多,少數(shù)高、中產(chǎn)氣井對(duì)氣藏整體產(chǎn)能貢獻(xiàn)比例增加,氣藏逐漸進(jìn)入多井低產(chǎn)階段。

        生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征的變化加上儲(chǔ)層本身的非均質(zhì)性,導(dǎo)致儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡程度進(jìn)一步加劇。因此,在開發(fā)中后期,面臨對(duì)氣藏儲(chǔ)量動(dòng)用程度進(jìn)行評(píng)價(jià)問(wèn)題,以此確定開發(fā)調(diào)整的重點(diǎn)。一方面,需要根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征的變化對(duì)氣井的產(chǎn)能進(jìn)行核實(shí),確定氣藏合理的產(chǎn)能規(guī)模,生產(chǎn)潛力,尤其是對(duì)于產(chǎn)能貢獻(xiàn)大的高中產(chǎn)氣井,保證這部分高中產(chǎn)井的合理生產(chǎn),對(duì)整個(gè)氣藏的穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義;另一方面,需要確定氣井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量,結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征,評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)效果,確定各小層儲(chǔ)量平面和縱向上的動(dòng)用狀況,確定剩余儲(chǔ)量的潛力區(qū)域和層位。

        1.3 開發(fā)方式

        低滲-致密氣藏往往采用衰竭式開發(fā),通過(guò)加密鉆井彌補(bǔ)遞減保持穩(wěn)產(chǎn)。對(duì)于多層和透鏡狀氣藏,由于井控儲(chǔ)量少,單井泄氣面積小,井間加密是提高采收率的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外低滲-致密氣藏的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)于多層疊置透鏡狀氣藏,通過(guò)加密井網(wǎng),天然氣的采收率可大幅度提高[17-20]。氣藏初期井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量控制程度不夠充分,現(xiàn)有井網(wǎng)存在未控制住的儲(chǔ)量。表現(xiàn)在:(1)低滲-致密儲(chǔ)層展布規(guī)模小,連通性差,單井產(chǎn)能低,不宜采用稀井高產(chǎn)的模式開發(fā),一般采用邊評(píng)價(jià)、邊開發(fā)的思路,井間逐次加密,局部區(qū)域存在初期井網(wǎng)未控制住的儲(chǔ)量;(2)井網(wǎng)平面分布不均,局部較密,局部過(guò)稀,造成儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡;(3)井網(wǎng)控制住的區(qū)域,在開發(fā)過(guò)程中由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性及氣井產(chǎn)能的差異,泄氣半徑的差異,造成平面上儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡;(4)多層生產(chǎn)氣井,垂向上具有補(bǔ)孔潛力的未射孔小層,其儲(chǔ)量尚未動(dòng)用。

        因此,在開發(fā)中后期面臨對(duì)井網(wǎng)進(jìn)行加密與調(diào)整的問(wèn)題,以提高井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的控制程度。需要開展井型與井網(wǎng)的適應(yīng)性評(píng)價(jià),論證現(xiàn)有井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的控制程度與開發(fā)效果,論證合理的布井方式和井網(wǎng)密度,優(yōu)選井型,優(yōu)化井網(wǎng)井距。結(jié)合地質(zhì)研究和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征,進(jìn)行井位論證,確定開發(fā)調(diào)整井位的部署。

        2 精細(xì)調(diào)整思路及流程

        在開發(fā)中后期的氣藏調(diào)整中,需要以剩余氣分布研究為核心,以精細(xì)的小層劃分與對(duì)比以及儲(chǔ)層的定量評(píng)價(jià)為基礎(chǔ),充分利用各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)資料,進(jìn)行精細(xì)的氣藏描述,建立精細(xì)地質(zhì)模型,并通過(guò)開發(fā)過(guò)程中氣藏動(dòng)態(tài)變化研究、剩余氣分布規(guī)律研究,最終確定剩余氣的空間分布情況,為開發(fā)調(diào)整與挖潛提供可靠的依據(jù)。

        整體思路是針對(duì)剩余儲(chǔ)量描述、提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度和井網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題,分別采用精細(xì)氣藏描述技術(shù)、儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)技術(shù)和井網(wǎng)井距優(yōu)化技術(shù),解決儲(chǔ)量的空間分布、剩余儲(chǔ)量潛力區(qū)層位與平面分布,以及調(diào)整井井位論證問(wèn)題。具體流程分為3部分:首先,開展精細(xì)氣藏描述,精細(xì)刻畫小層砂體、有效砂體展布,復(fù)算小層地質(zhì)儲(chǔ)量,通過(guò)對(duì)氣藏有效砂體發(fā)育規(guī)律的認(rèn)識(shí),精細(xì)刻畫儲(chǔ)層特征,落實(shí)氣藏地質(zhì)儲(chǔ)量,落實(shí)調(diào)整基礎(chǔ);其次,應(yīng)用多種氣藏工程方法,論證氣藏合理產(chǎn)量和動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量,評(píng)價(jià)單井采出程度和小層儲(chǔ)量動(dòng)用程度,確定開發(fā)調(diào)整方向和重點(diǎn);最后,綜合考量地質(zhì)、動(dòng)態(tài)、經(jīng)濟(jì)3方面因素,評(píng)價(jià)開發(fā)井網(wǎng)適應(yīng)性和開發(fā)效果,論證氣田合理井網(wǎng)井距,制定氣田調(diào)整技術(shù)對(duì)策,落實(shí)調(diào)整井位的部署(圖1)。

        圖1 氣藏開發(fā)中后期精細(xì)調(diào)整技術(shù)流程圖Fig.1 Technical flow of gas reservoir fine adjustment in the middle-later stage of development

        3 開發(fā)中后期精細(xì)調(diào)整技術(shù)

        精細(xì)調(diào)整的前提是提高對(duì)氣藏認(rèn)識(shí)的深度。通過(guò)精細(xì)氣藏描述技術(shù)、儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)技術(shù)、井網(wǎng)井距優(yōu)化技術(shù),對(duì)氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)規(guī)律、剩余氣特點(diǎn)以及分布規(guī)律進(jìn)行深入研究,從而為下一步的調(diào)整挖潛提供依據(jù),確定調(diào)整井位的部署,提高氣藏最終采收率。

        3.1 精細(xì)氣藏描述技術(shù)

        中后期的氣藏描述,重點(diǎn)是提高描述精度。綜合運(yùn)用地質(zhì)、地震、測(cè)井、測(cè)試等各方面資料,利用中后期增多的井資料,從區(qū)塊到井間,通常以單砂體或流動(dòng)單元為基本地層單元,與動(dòng)態(tài)結(jié)合緊密,基本單元小,精細(xì)程度高。

        3.1.1 精細(xì)地層結(jié)構(gòu)描述

        隨著開發(fā)中后期資料的豐富,需要進(jìn)一步細(xì)分小層,確定小層界限,落實(shí)微構(gòu)造。主要包括小層精細(xì)劃分與對(duì)比以及構(gòu)造精細(xì)解釋對(duì)比兩方面內(nèi)容。小層劃分與對(duì)比是描述儲(chǔ)層空間分布的前提,通過(guò)小層對(duì)比,對(duì)研究區(qū)內(nèi)氣井的原始地質(zhì)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)查,建立骨架對(duì)比剖面。在小層劃分對(duì)比基礎(chǔ)上,區(qū)域上結(jié)合地震資料、構(gòu)造及斷層解釋成果,分小層編制頂面構(gòu)造圖。對(duì)比與前期認(rèn)識(shí)上的變化,對(duì)前期認(rèn)識(shí)的不足進(jìn)行更新與調(diào)整。

        3.1.2 沉積微相分析技術(shù)

        綜合區(qū)域沉積背景和單井相分析,確定沉積相類型,分析沉積特征,包括沉積環(huán)境、沉積相、沉積模式等。進(jìn)行沉積微相分析,分析沉積微相類型、沉積微相垂向演化特征、沉積微相及砂體平面展布特征。

        3.1.3 有效砂體描述技術(shù)

        對(duì)于透鏡狀與層狀氣藏,開發(fā)中后期氣藏描述重點(diǎn)是對(duì)有效砂體進(jìn)行描述。開展密井網(wǎng)區(qū)精細(xì)地質(zhì)解剖,刻畫有效砂體的規(guī)模尺度、連通性及其分布規(guī)律。對(duì)密井網(wǎng)區(qū)單砂體進(jìn)行解剖,通過(guò)垂直物源密井網(wǎng)連井剖面與順物源密井網(wǎng)連井剖面,分析有效單砂體規(guī)模尺度。進(jìn)而分析復(fù)合有效砂體的結(jié)構(gòu)模式與規(guī)模,最后分析有效砂體在三維空間的分布特征。在此基礎(chǔ)上,建立定量的精細(xì)的地質(zhì)模型,對(duì)剩余氣分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。

        以C氣田為例,C氣田構(gòu)造形態(tài)為一北北東方向展布的背斜,以發(fā)育辮狀河三角洲沉積相為主,東西向剖面單砂體相變快,連通差、延伸距離短,垂向上具有砂泥巖薄互層發(fā)育的特點(diǎn)。氣藏有效砂體規(guī)模小、多呈孤立狀分散分布,局部存在富集區(qū)。有效砂體鉆遇率30%~60%,平均有效厚度4.0~9.0 m。連井剖面上(圖2),有效砂體分布密度小,90%以上有效砂體呈孤立狀分散分布,橫向范圍局限,連通性差,垂向疊置模式以孤立狀為主,少量垂向疊置型。平面上,小層有效砂體多呈孤立狀分布。

        圖2 C氣田W1-井W4井氣藏剖面圖Fig.2 W1-W4 wells sections of C Gas Field

        密井網(wǎng)區(qū)單砂體解剖顯示,單期河道砂體砂體厚度一般在3.0~8.0 m,三角洲平原相辮狀分流河道寬400~700 m,三角洲前緣相水下分流河道寬350~600 m。有效單砂體厚度集中分布在2.0~4.0 m,平均厚度為3.5 m。垂直物源密井網(wǎng)連井剖面顯示,有效單砂體寬度集中在300~400 m。順物源密井網(wǎng)直井連井剖面顯示,有效單砂體長(zhǎng)度主要分布在300~450 m。

        3.2 儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)技術(shù)

        在氣藏地質(zhì)認(rèn)識(shí)與動(dòng)態(tài)特征分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià),確定各砂組和小層儲(chǔ)量動(dòng)用程度,落實(shí)已動(dòng)用儲(chǔ)量和剩余未動(dòng)用儲(chǔ)量,確定調(diào)整挖潛的潛力區(qū)。

        3.2.1 氣田開發(fā)指標(biāo)計(jì)算

        儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)前,首先論證氣井的合理開發(fā)指標(biāo)。一方面,對(duì)氣井目前的產(chǎn)能、遞減等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,評(píng)價(jià)氣井的生產(chǎn)能力,確定開發(fā)調(diào)整時(shí)氣田的合理生產(chǎn)規(guī)模。另一方面,重點(diǎn)是計(jì)算與核實(shí)氣井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量,進(jìn)而確定動(dòng)用程度與開發(fā)潛力。不同的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法有其自身的適應(yīng)性和局限性,針對(duì)不同生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征的氣井,應(yīng)結(jié)合多種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于有測(cè)壓資料的氣井,采用壓降法計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量較為準(zhǔn)確;對(duì)于生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng),采出程度較高,進(jìn)入遞減的氣井,可通過(guò)產(chǎn)量累計(jì)法和油壓遞減法以及常規(guī)遞減分析方法計(jì)算;氣藏滲流達(dá)到或接近擬穩(wěn)態(tài),氣井產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定的氣井可采用流動(dòng)物質(zhì)平衡法[21];產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法,對(duì)于計(jì)算低滲氣藏儲(chǔ)量具有較大優(yōu)勢(shì)[22],它建立在常規(guī)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料之上,對(duì)地層壓力測(cè)試點(diǎn)的依賴程度較低,對(duì)產(chǎn)量和壓力數(shù)據(jù)要求低,生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后,采用不穩(wěn)定法進(jìn)行圖版擬合,得到氣井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量,目前常用的有Blasingame、Agarwal-Gardner、NPI、Transient等方法。

        3.2.2 儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)

        儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)的目的是確定儲(chǔ)量的動(dòng)用狀況和剩余儲(chǔ)量的分布情況,從而確定挖潛的目標(biāo)層位。在計(jì)算得到單井的動(dòng)態(tài)控制儲(chǔ)量,并對(duì)地質(zhì)儲(chǔ)量進(jìn)行復(fù)核的基礎(chǔ)上,將單井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量和累產(chǎn)細(xì)化到小層,確定各個(gè)小層儲(chǔ)量動(dòng)用程度。目前小層產(chǎn)量劈分方法主要有地層系數(shù)法、產(chǎn)氣剖面測(cè)試法、物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M法以及數(shù)值模擬方法等[23-25]。將各個(gè)單井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量和累產(chǎn)劈分到各個(gè)小層,結(jié)合各個(gè)砂組和小層的地質(zhì)儲(chǔ)量,就可以得到各砂組及小層的儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采出程度。計(jì)算氣井在每個(gè)小層的泄流半徑和動(dòng)用面積。通過(guò)各小層儲(chǔ)量動(dòng)用面積與含氣面積疊合圖,確定儲(chǔ)量在各小層平面上的動(dòng)用情況。依此確定挖潛重點(diǎn)層位,明確挖潛的主力小層。

        C氣田自上而下,分為M2、N1、N2、N3、N4等5套砂組。根據(jù)對(duì)C氣田有效砂體的描述,N1、N2砂組有效砂體發(fā)育相對(duì)較好,局部存在富集區(qū),N3、N4砂組有效砂體零星分布。根據(jù)砂組儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采出程度分析(圖3),M2、N1砂組儲(chǔ)量動(dòng)用程度低(<40%),采出程度低(<25%),且剩余儲(chǔ)量多;N2砂組儲(chǔ)量動(dòng)用程度高,但儲(chǔ)量基數(shù)大,仍有較多的剩余儲(chǔ)量;N3、N4砂組儲(chǔ)量動(dòng)用程度較高,且剩余儲(chǔ)量少。因此,剩余儲(chǔ)量潛力主要集中在M2、N1、N2砂組,是下步氣田挖潛的重點(diǎn)層位。從小層看(圖4),M22、N13地質(zhì)儲(chǔ)量動(dòng)用程度低(<35%),采出程度低(<25%),剩余儲(chǔ)量高,是挖潛的主力小層,其次是N23、N22小層。

        圖3 C氣田砂組儲(chǔ)量動(dòng)用程度與采出程度分布圖Fig.3 Sand groups reserves producing degree and recovery percent distribution,C Gas Field

        3.3 井網(wǎng)井距優(yōu)化與調(diào)整井位部署技術(shù)

        從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面確定合理井距,進(jìn)行井網(wǎng)適應(yīng)性論證,確定加密調(diào)整的空間和潛力,進(jìn)而優(yōu)選調(diào)整井位的有利目標(biāo)區(qū),確定井位及目的層。

        3.3.1 井網(wǎng)井距優(yōu)化技術(shù)

        低滲-致密氣藏,不適合大井距開發(fā),需采用密井網(wǎng)開發(fā),以提高儲(chǔ)量的動(dòng)用程度和最終采收率。合理井距的論證主要有地質(zhì)分析、氣井泄氣半徑折算、井間干擾分析以及經(jīng)濟(jì)極限井距評(píng)價(jià)等方法。

        (1)地質(zhì)分析

        選取密井網(wǎng)區(qū),進(jìn)行精細(xì)地質(zhì)解剖,根據(jù)密井排有效砂體連井對(duì)比,分析有效砂體的規(guī)模尺度,研究砂體的連通程度,確定有效砂體規(guī)模大小。根據(jù)砂體的長(zhǎng)度、寬度分布范圍和頻率,確定井排距范圍。

        (2)氣井泄氣半徑折算

        泄氣半徑計(jì)算方法主要可分為試井探測(cè)半徑方法,不穩(wěn)定產(chǎn)能分析圖版方法,動(dòng)靜態(tài)儲(chǔ)量結(jié)合反算方法等[26-28]。試井探測(cè)半徑方法,多采用壓降或壓力恢復(fù)試井進(jìn)行探邊測(cè)試,以壓力波傳播的探測(cè)半徑作為氣井的泄氣半徑。不穩(wěn)定產(chǎn)能分析利用氣井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和地質(zhì)參數(shù),通過(guò)Blasingame、Agarwal-Gardner、NPI、Transient等圖版擬合確定泄氣半徑。動(dòng)靜態(tài)儲(chǔ)量結(jié)合反算方法,根據(jù)氣井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量,采用容積法,反算氣井泄氣半徑。

        圖4 C氣田小層儲(chǔ)量動(dòng)用程度與采出程度分布圖Fig.4 Layers reserves producing degreeand recovery percent distribution,C Gas Field

        (3)井間干擾分析

        同一氣層上相鄰兩口氣井同時(shí)生產(chǎn)時(shí),某一口氣井改變工作制度,對(duì)相鄰氣井的壓力、產(chǎn)量產(chǎn)生影響,或是新井投產(chǎn),在存在井間干擾情況下,鄰近老井產(chǎn)量或壓力發(fā)生改變。根據(jù)相鄰氣井壓力產(chǎn)量的變化判斷兩口井間連通和干擾情況,以此來(lái)判斷井距是否合理。

        (4)經(jīng)濟(jì)極限井距

        中后期調(diào)整涉及井網(wǎng)加密,低滲-致密砂巖氣藏一般屬于邊際效益氣藏,經(jīng)濟(jì)的有效性是井網(wǎng)加密的重要考量因素,開發(fā)調(diào)整的井距應(yīng)大于經(jīng)濟(jì)極限井距。根據(jù)經(jīng)濟(jì)極限井距計(jì)算公式[29],得到不同氣價(jià)下的極限井距,以此來(lái)作為加密調(diào)整井距的下限。

        綜合以上幾種方法,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面確定合理的井距及井網(wǎng)密度。通過(guò)密井網(wǎng)區(qū)單砂體解剖、氣井泄流半徑分析以及經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度計(jì)算,確定C氣田合理開發(fā)井網(wǎng)井距:350 m×400 m,井控面積0.14 km2/口。從井網(wǎng)控制程度看,目前平均井控面積約0.30 km2/口,與合理井控面積0.14 km2/口相比,具有較大的加密空間。從單井的動(dòng)用面積與儲(chǔ)層的含氣面積疊合情況以及小層儲(chǔ)量動(dòng)用狀況的分析看,現(xiàn)有井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量控制不充分,氣藏具有進(jìn)一步加密調(diào)整的空間和潛力。

        3.3.2 調(diào)整井位部署技術(shù)

        在氣藏挖潛主力層和加密潛力區(qū)域研究基礎(chǔ)上,結(jié)合小層沉積相、砂體、有效砂體平面及剖面分布特征和鄰井生產(chǎn)動(dòng)態(tài),優(yōu)選加密井位。

        加密井位部署時(shí),依據(jù)“十圖兩表”(儲(chǔ)量動(dòng)用面積與含氣面積疊合圖、頂面構(gòu)造圖、沉積相平面圖、砂體厚度圖、有效砂體厚度圖、孔隙度、滲透率、含氣飽和度分布圖、鄰井砂體及有效砂體連井對(duì)比剖面圖、鄰井生產(chǎn)曲線圖、儲(chǔ)量動(dòng)用程度與采出程度統(tǒng)計(jì)表、鄰井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)表),重點(diǎn)分析部署位置的儲(chǔ)層靜態(tài)以及鄰井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征,優(yōu)選有利的位置和層位。具體分為4步。

        (1)根據(jù)小層儲(chǔ)量動(dòng)用面積與含氣面積疊合圖,結(jié)合數(shù)值模擬剩余儲(chǔ)量和壓力分布確定加密調(diào)整井位部署的潛力區(qū)域。

        (2)在確定的潛力區(qū)域基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)選加密部署的有利目標(biāo)區(qū)。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征,分析加密井及鄰井的構(gòu)造及儲(chǔ)層分布情況,加密井的部署要滿足3個(gè)基本條件:①處于微構(gòu)造局部高點(diǎn)附近;②處于有利相帶內(nèi),砂體發(fā)育厚度大,分布穩(wěn)定,鄰井可橫向?qū)Ρ茸粉?;③?chǔ)集物性好,有效砂體較發(fā)育。

        (3)在此基礎(chǔ)上,結(jié)合精細(xì)氣藏描述中對(duì)小層砂體的精細(xì)刻畫,從鄰井砂體及有效砂體對(duì)比剖面,分析縱向上含氣砂體發(fā)育狀況以及有效砂體橫向分布情況,結(jié)合小層儲(chǔ)量動(dòng)用程度、采出程度,確定加密井的目標(biāo)開采層位。

        (4)根據(jù)鄰井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及生產(chǎn)現(xiàn)狀,分析加密井周圍的儲(chǔ)層生產(chǎn)情況,估算加密井所處井組的儲(chǔ)量動(dòng)用狀況和剩余儲(chǔ)量情況,進(jìn)而預(yù)測(cè)加密井的生產(chǎn)能力及可采儲(chǔ)量,判斷加密井投產(chǎn)效果及對(duì)鄰井可能產(chǎn)生的影響。

        最終在動(dòng)、靜態(tài)特征綜合分析的基礎(chǔ)上,確定加密井位及開采目的層位。

        以C氣田加密井J1井為例,從儲(chǔ)層物性分布圖及構(gòu)造圖看,構(gòu)造位置有利,物性較好,小層沉積相平面圖及小層有效砂體厚度圖顯示(圖5a,圖5b),該井處在水下分流河道有利相帶內(nèi),砂體發(fā)育情況好,有效厚度約6~8 m。鄰井砂體及有效砂體對(duì)比剖面顯示(圖5c),J1井N21小層砂體、有效砂體橫向發(fā)育好,分布穩(wěn)定。從鄰井動(dòng)態(tài)來(lái)看,鄰井以一類井居多,生產(chǎn)穩(wěn)定,井距大大高于合理井距,具備加密的條件且加密位置較為有利。經(jīng)過(guò)“十圖兩表”設(shè)計(jì)優(yōu)選,該井投產(chǎn)后,產(chǎn)量達(dá)到2×104m3/d以上,生產(chǎn)穩(wěn)定。

        圖5 加密井及鄰井沉積相與砂體分布圖Fig.5 Distribution of sedimentary facies and sand bodies of the infill well and adjacent wells

        通過(guò)合理井網(wǎng)井距及儲(chǔ)量動(dòng)用情況的論證,確定了氣田整體加密調(diào)整的技術(shù)思路。根據(jù)上述加密部署流程,對(duì)氣田的加密有利目標(biāo)區(qū)進(jìn)行了優(yōu)選,確定加密井位49口,目前已全部實(shí)施并投入開發(fā)。加密井投產(chǎn)以來(lái),其產(chǎn)量占?xì)馓锂a(chǎn)量的1/3左右,加密效果良好,有效彌補(bǔ)了氣田老井的遞減,保持了氣田穩(wěn)產(chǎn)。預(yù)計(jì)加密井最終可使氣田采收率提高約6%。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        (1)對(duì)低滲-致密氣藏開發(fā)中后期面臨的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)分析,以具體氣田為例,提出以精細(xì)氣藏描述為基礎(chǔ),綜合儲(chǔ)量動(dòng)用程度評(píng)價(jià)及井網(wǎng)井距優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)手段,深入認(rèn)識(shí)氣藏,進(jìn)行有效砂體精細(xì)刻畫,落實(shí)儲(chǔ)量動(dòng)用程度,明確剩余儲(chǔ)量分布與開發(fā)潛力并進(jìn)行井位部署的具體做法,為氣藏開發(fā)中后期的開發(fā)調(diào)整提供了現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù)思路與流程。

        (2)該技術(shù)方法可快速評(píng)價(jià)開發(fā)潛力區(qū),實(shí)施調(diào)整井位的部署,有效解決了剩余儲(chǔ)量潛力區(qū)優(yōu)選以及調(diào)整井井位論證問(wèn)題,取得了較好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果,明確了氣田的開發(fā)潛力,大幅提升了氣田開發(fā)效果,可為同類氣田開發(fā)調(diào)整提供方法借鑒。

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