趙全國 李國良 房金偉 王金友 邱丙靜 孫 皓

(①中國石油渤海鉆探油氣合作開發(fā)分公司；②中國石油渤海鉆探第二錄井公司)

0 引 言

蘇里格氣田屬于低壓巖性氣藏[1-2]，壓力系數(shù)普遍小于1，蘇A區(qū)塊壓力系數(shù)介于0.60～0.99。低壓形成的因素很多，有地質、物理、地球化學和動力學等多方面因素，共同作用致使氣藏被厚層致密欠壓實泥巖封閉，形成了典型的低壓封存箱。石盒子組上部欠壓實泥巖地層為頂蓋，山西組、太原組、本溪組欠壓實泥巖地層為底封，致使主要目的層盒8段、山1段形成低壓氣藏。蘇A區(qū)塊目前鉆遇氣層在石盒子組盒2段到山西組，而盒2段到盒7段以及山2段氣層鉆遇率均值為5.47%，說明封存效果很好。地層水滯留泥巖中，增強了泥巖的封閉性，但也使這些地層內流體存在過剩壓力，過剩壓力可以在完鉆井的基礎上通過等效深度法計算。研究發(fā)現(xiàn)過剩壓力對油氣運聚有導向作用[3-4]，因此如果能夠獲知未動用區(qū)的過剩壓力，就能為未動用區(qū)評價目標優(yōu)選提供有利依據(jù)。

1 過剩壓力計算

蘇A區(qū)塊異常壓力主要是在壓實過程中產(chǎn)生的，可以通過單井測井曲線運用等效深度法進行計算。從單井標準測井曲線中篩選出泥巖段深度(H)、聲波時差(AC)、密度(ρ)3項參數(shù)，利用正常壓實泥巖深度與聲波時差回歸(圖1)，求出斜率K和截距C，公式如下：

ln(AC)=KH+C

(1)

平衡深度法原理是：如果目標層某一點A與正常壓實地層深度上某一點B的聲波時差接近，那么地層被壓實的程度就接近，地層骨架承擔的力接近，即該兩點深度等效(圖1)，兩個深度點間的地層重荷由地層流體承擔，因而引起地層高壓[5-10]。根據(jù)公式(1)可以計算欠壓實泥巖A點(垂直深度H)等效點B的垂直深度H0，欠壓實泥巖A點地層壓力p由等效靜水壓力和靜巖壓力組成，即公式：

圖1 蘇A-33-31井聲波時差與深度關系

p=0.009 8ρwH0+0.009 8ρk(H-H0)

(2)

式中：ρw為地層水密度，g/cm3；ρk為地層巖石密度，g/cm3；H為A點處垂直深度，m；H0為B點處垂直深度，m。

欠壓實泥巖A點處過剩壓力Δp計算公式為：

Δp=p-0.009 8ρwH

(3)

根據(jù)上述計算公式，利用單井測井曲線數(shù)據(jù)，完成蘇A區(qū)塊石盒子組盒2段363口井欠壓實泥巖段地層過剩壓力的計算。

2 過剩壓力與地震屬性相關性

蘇A區(qū)塊過剩壓力最大值首先出現(xiàn)在盒1+2段，表現(xiàn)為聲波時差增大，嚴重偏離泥巖正常壓實回歸線，與下部盒3段形成明顯波阻抗差界面，在地震剖面上表現(xiàn)為強振幅反射，過剩壓力與地震反射有關。

2.1 層位標定與追蹤

層位標定是井與地震連接的紐帶，是時深轉換的橋梁，準確的層位標定有利于井震資料結合與印證。層位標定首先除去測井曲線(主要是聲波時差曲線和密度曲線)野值，選用Ricker、Klauder、Butterworth等不同子波，然后選取與地震剖面相吻合的頻率分別進行標定對比，最終采用了井震對比效果最好的Ricker子波(圖2)，對工區(qū)內鉆井進行了合成地震記錄標定。

圖2 蘇A-33-31井地震合成記錄

石千峰組底部發(fā)育一套含礫砂巖，在測井曲線上與下伏石盒子組頂部的砂泥互層地層存在一明顯的臺階，由石千峰組進入下部石盒子組對應地震反射應該為一套高速砂巖進入低速泥巖的波谷反射，盒8段底部含氣砂巖發(fā)育，地震上表現(xiàn)為中到較強波峰反射。盒1+2段地層欠壓實明顯，區(qū)域普遍存在，地震上呈現(xiàn)低速，盒2段底界整體表現(xiàn)為波峰反射，橫向連續(xù)性好，易于追蹤解釋，可以在地震測線上完成盒2段追蹤解釋(圖3)。

圖3 蘇A區(qū)塊二維地震測線L062533解釋成果剖面

2.2 屬性提取與相關性研究

根據(jù)地震層位解釋，利用地震軟件開10 ms時窗提取均方根振幅(RMS)、最大能量、反射頻率等屬性，提取363個井點屬性值與過剩壓力組成數(shù)據(jù)組，通過開展相關性研究，發(fā)現(xiàn)均方根振幅與過剩壓力相關性較好(圖4)。

圖4 過剩壓力與均方根振幅(RMS)相關性散點圖

3 過剩壓力與氣體富集關系

根據(jù)過剩壓力與地震均方根關系，在地震屬性約束下能夠實現(xiàn)過剩壓力平面預測，進而開展井點處過剩壓力與氣體富集關系研究。

3.1 過剩壓力預測

計算過剩壓力井點363個，扣除平面控制井點16個做為備用驗證點，利用剩余347個井點做基點，采用均方根振幅平面圖約束，通過高斯隨機函數(shù)模擬方法實現(xiàn)了蘇A區(qū)塊全區(qū)過剩壓力預測(圖5)。

過剩壓力預測值能否滿足生產(chǎn)需要驗證，從過剩壓力預測平面圖讀取預留16個井點過剩壓力值(圖5紅圈標示井點)，與計算值對比分析發(fā)現(xiàn)，誤差值為-0.6～0.5 MPa，誤差百分比為-2.44%～2.10%(表1)，誤差百分比絕對值均在5%以內，預測值能夠準確反映井點過剩壓力值的大小，可以運用在生產(chǎn)實踐中。

圖5 蘇A區(qū)塊過剩壓力預測平面分布

表1 控制井點過剩壓力計算值與預測值分析數(shù)據(jù)

3.2 過剩壓力與氣體富集關系

通過過剩壓力與單井動靜態(tài)參數(shù)關系研究發(fā)現(xiàn)，過剩壓力小有利于氣體富集。

3.2.1 過剩壓力與單井產(chǎn)量關系

投產(chǎn)時間大于五年的井能夠利用RTA軟件通過生產(chǎn)擬合預測最終累產(chǎn)氣量，累產(chǎn)氣量大小可反映單井生產(chǎn)能力，和井區(qū)氣體相對富集程度。優(yōu)選投產(chǎn)時間大于五年的275口井，通過生產(chǎn)擬合完成累產(chǎn)氣量預測，然后做過剩壓力和累產(chǎn)氣量散點圖(圖6)。圖中散點看似無規(guī)律性或者規(guī)律性很差，過剩壓力與氣體富集無明顯相關性，但實際上反映出，累產(chǎn)氣量大的井過剩壓力偏小，過剩壓力大的井累產(chǎn)氣量少，因此過剩壓力偏小有利于氣體富集。

圖6 過剩壓力與累產(chǎn)氣量散點分布

3.2.2 過剩壓力與富集區(qū)分布

目前開發(fā)程度較高的中北部、西北部及中部富集區(qū)均出現(xiàn)在過剩壓力低值區(qū)(圖5)。

中北部富集區(qū)過剩壓力最大值為27.5 MPa，最小值為23.0 MPa，界限壓力值25.0 MPa，將小于界限壓力值的面積46.6 km2細分為三個低值區(qū)中心，分別是蘇A-32-11井區(qū)、蘇A-38-25井區(qū)、蘇A-32-23井區(qū)，呈倒品字分布。三個井區(qū)位于界限值以下，現(xiàn)有完鉆井75口，鉆遇氣層累計厚度752.30 m，平均單井鉆遇氣層厚度10.03 m，靜態(tài)Ⅰ+Ⅱ類井比例92.0%，遠高于蘇里格氣田的平均水平(約85.0%)。

西北部富集區(qū)過剩壓力最大值為27.0 MPa，最小值為23.0 MPa，界限壓力值25.5 MPa，將小于界限壓力值的面積55.6 km2細分為兩個低值區(qū)中心，分別是蘇A-39-10井區(qū)、蘇A-42-2井區(qū)，呈不規(guī)則“啞鈴”狀北東至南西向分布。兩個井區(qū)界限值以下現(xiàn)有完鉆井82口，鉆遇氣層累計厚度914.4 m，平均單井鉆遇氣層厚度11.29 m，靜態(tài)Ⅰ+Ⅱ類井比例90.2%；其周圍過剩壓力高于25.5 MPa區(qū)域有完鉆井18口，鉆遇氣層累計厚度125.10 m，平均單井鉆遇氣層厚度6.95 m，靜態(tài)Ⅰ+Ⅱ類井比例66.7%。過剩壓力低值區(qū)完鉆井效果明顯好于高值區(qū)的井。

中部富集區(qū)過剩壓力最大值為28.5 MPa，最小值為22.5 MPa，界限壓力值25.0 MPa，將小于界限壓力值的面積57.43 km2，細分為南北兩個低值區(qū)中心和中間相對低值連接紐帶，連接紐帶因為盒8段儲層物性差而普遍含氣性偏差，盡管山西組氣層和盒4段淺層含氣局部富集，但因其儲層和含氣性變化大而實施鉆井數(shù)有限。過剩壓力值低于25.0 MPa區(qū)域現(xiàn)有完鉆井77口，鉆遇氣層累計厚度752.50 m，平均單井鉆遇氣層厚度9.90 m，靜態(tài)Ⅰ+Ⅱ類井比例89.6%。該區(qū)氣層發(fā)育相對集中，單層厚度大，目前單井平均累產(chǎn)氣量2 484×104m3，累產(chǎn)氣量大于2 000×104m3的井占48.1%，區(qū)塊高產(chǎn)井主要集中在該區(qū)。

4 未動用區(qū)有利目標優(yōu)選

鑒于上述研究認識：過剩壓力低值區(qū)有利于氣體富集，蘇A區(qū)塊未動用區(qū)有四個有利目標：東北偏中部、東南部、中西部和西南部。

東北偏中部過剩壓力最大值28.5 MPa，最小值22.5 MPa，界限壓力值25.0 MPa，小于界限壓力值的區(qū)域由三個低值中心組成，南北向疊置分布，面積為29.45 km2。

東南部過剩壓力最大值28.0 MPa，最小值23.5 MPa，界限壓力值25.0 MPa，小于界限壓力值的區(qū)域共32.77 km2，由四個低值中心組成，東部兩個南北向疊置排列，南部兩個東西向分布。

中西部過剩壓力最大值28.0 MPa，最小值24.0 MPa，界限壓力值25.5 MPa，小于界限壓力的區(qū)域共13.26 km2，有兩個低值中心，分別位于帶狀兩端。

西南部過剩壓力最大值28.0 MPa，最小值22.5 MPa，界限壓力值25.0 MPa，小于界限壓力的區(qū)域共45.93 km2，呈兩個長條串珠狀展布。

5 應用驗證

在蘇A區(qū)塊東北部有利目標區(qū)內部署評價井蘇A-37-39X井，預測過剩壓力值24.1 MPa，實鉆氣層11.5 m/4層(圖7)，試氣獲產(chǎn)1.42×104m3/d工業(yè)氣流，取得較好應用效果。實際計算過剩壓力值24.3 MPa，與預測過剩壓力相符。后續(xù)在過剩壓力低值區(qū)部署滾動開發(fā)井10口，助力產(chǎn)能有效接替。

圖7 蘇A-37-39X井測錄井綜合圖

6 結 論

(1)蘇里格氣田上石盒子組盒1+2段地層聲波時差異常普遍存在，反映泥巖地層存在過剩壓力，地震存在波阻抗差界面，地震剖面強波峰反射，過剩壓力與地震均方根振幅有較好相關性，井震結合實現(xiàn)了未動用區(qū)過剩壓力預測。

(2)過剩壓力對氣藏富集有導向作用，過剩壓力偏小有利于氣體富集，蘇A區(qū)塊中北部、西北部及中部三個已知富集區(qū)均發(fā)育在過剩壓力相對低值區(qū)。

(3)蘇A區(qū)塊未動用區(qū)有四個過剩壓力相對低值區(qū)，是氣體富集相對有利區(qū)，是實施評價和滾動開發(fā)優(yōu)勢潛力目標。