閆海軍,何東博,賈愛林,李治平,郭建林,彭先,孟凡坤,李新豫,朱占美,鄧惠,夏欽禹,鄭國強,楊山,石曉敏
(1. 中國地質(zhì)大學(北京),北京 100083;2. 中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083;3. 中國石油西南油氣田公司,成都 610051;4. 長江大學,武漢 430100)
碳酸鹽巖氣藏是一種重要的氣藏類型,在天然氣儲量和產(chǎn)量結構中占有重要地位[1-4],截至2020年底,全球碳酸鹽巖天然氣可采儲量約占天然氣總可采儲量的45.6%,碳酸鹽巖儲集層天然氣產(chǎn)量約占天然氣總產(chǎn)量的60%。中國石油天然氣股份有限公司(簡稱中石油)碳酸鹽巖氣藏探明儲量占常規(guī)氣探明儲量的 52.6%,產(chǎn)量占常規(guī)氣產(chǎn)量的 36.6%,在未來相當長一段時間內(nèi),碳酸鹽巖氣藏都是常規(guī)天然氣上產(chǎn)的主體。巖溶是中國碳酸鹽巖儲集層發(fā)育的重要控制因素,儲集層發(fā)育特征研究貫穿天然氣勘探開發(fā)全過程,巖溶儲集層發(fā)育模式研究對于巖溶型碳酸鹽巖氣藏高效開發(fā)至關重要。
前人針對巖溶儲集層發(fā)育特征和發(fā)育模式開展了多方面研究并取得了系列成果認識,建立了潛山巖溶、層間巖溶、斷溶體巖溶等多種發(fā)育模式,有效指導了渤海灣盆地、塔里木盆地、鄂爾多斯盆地和四川盆地巖溶型碳酸鹽巖氣藏的勘探開發(fā)[5-19]。目前,四川盆地中部(簡稱川中)安岳氣田震旦系燈影組四段(簡稱燈四段)氣藏建立了“疊合巖溶”的巖溶模式[20],明確了巖溶儲集層發(fā)育的分區(qū)分帶特征,支撐了氣藏開發(fā)評價和選區(qū),但對于儲集層成因機制認識不清,尚未建立科學的儲集層發(fā)育模式,建產(chǎn)井部署風險較大。本文通過多種資料綜合對比分析,從巖溶儲集層成因機制出發(fā),采用動態(tài)與靜態(tài)結合、地質(zhì)與地震相結合的研究方法分析儲集層發(fā)育特征,從而構建巖溶儲集層發(fā)育模式,以期為開發(fā)井位部署和軌跡優(yōu)化設計提供參數(shù)依據(jù),同時優(yōu)化氣井開發(fā)指標和氣藏開發(fā)規(guī)模。
川中安岳氣田位于四川省中部資陽市、重慶市潼南縣境內(nèi)(見圖1a),位于樂山—龍女寺古隆起的東端,其構造為古隆起背景上的一個大型潛伏構造[21-24]。震旦系氣藏發(fā)育燈影組二段(簡稱燈二段)和燈四段兩套儲集層,均為受不整合面控制的巖溶型碳酸鹽巖氣藏,其中燈四段表現(xiàn)為桐灣運動Ⅱ幕和Ⅲ幕兩期風化殼的疊合(見圖1b),呈現(xiàn)疊合巖溶發(fā)育特征[20]。安岳氣田以西為德陽—安岳裂陷槽,向西燈四段快速尖滅,地層殘余厚度為280~380 m。依據(jù)電性和巖性特征,燈四段自上而下可劃分為燈四2亞段和燈四1亞段,前者包括燈四21、燈四22和燈四23共3個小層,后者包括燈四11、燈四12和燈四13共3個小層。
圖1 川中震旦系氣藏構造位置及震旦系—寒武系綜合柱狀圖
震旦系是四川盆地最古老的含油氣層系,川中燈四段氣藏埋深4 953~5 535 m,平均孔隙度為3.3%,平均滲透率為0.5×10-3μm2,綜合研究表明氣藏成藏條件優(yōu)越、含氣面積大、儲量規(guī)模大、局部發(fā)育地層水[25-30]。截至2020年底,川中震旦系燈四段氣藏探明天然氣地質(zhì)儲量為5 908.2×108m3。隨著氣藏開發(fā)評價動靜態(tài)資料的增加,氣藏也呈現(xiàn)出一定的復雜性[31-32],主要表現(xiàn)在:①儲集層大面積連片分布,但受沉積、成巖差異和裂縫發(fā)育程度的影響,儲集層非均質(zhì)性較強;②個別探井具有很高的產(chǎn)能,但受儲集層發(fā)育特征認識不清的影響,早期評價井產(chǎn)能差異大;③開發(fā)初期部分氣井能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),但 60%以上為低產(chǎn)氣井,氣藏效益開發(fā)挑戰(zhàn)大;④氣藏地下、地面條件復雜,開發(fā)井位優(yōu)選難度高;⑤國內(nèi)外同類型氣藏投入開發(fā)極少,沒有成功經(jīng)驗可供借鑒。
受差異剝蝕作用影響,震旦系頂部風化殼在局部地區(qū)不均一殘留寒武系麥地坪組灰?guī)r。綜合巖心描述、薄片鑒定、巖心物性測試及錄井資料分析顯示,燈四段主要發(fā)育白云巖,儲集層巖性主要包括藻凝塊白云巖、藻疊層白云巖和砂屑白云巖[33-35](見圖2)。
藻凝塊白云巖是燈四段最主要的儲集巖類,藻黏結砂屑、泥或球粒形成藻凝塊或團塊,巖心中能夠觀察到明顯的溶孔(見圖2a、圖2d),面孔率集中在3%~6%,主要儲集空間為凝塊間殘余溶孔及后期溶孔,溶孔溶洞部分被瀝青或白云石充填。
藻疊層白云巖是發(fā)育比例僅次于藻凝塊白云巖的重要儲集巖類,其主要為藻生長過程中形成的水平紋層狀、波狀或緩丘狀藻疊層巖,巖溶改造作用強,溶蝕孔洞發(fā)育(見圖2b、圖2e),巖心觀察面孔率主要為 4%~8%,部分達到 10%,主要儲集空間為藻絲體腐爛后形成的窗格孔洞,或者是藻纏繞生長過程中形成的格架孔洞,具有順層溶蝕分布的特征。
砂屑白云巖形成于水動力較強的環(huán)境,發(fā)育砂屑、殘余砂屑及細—粉晶亮晶白云石,白云石具有“霧心亮邊”特征,顆粒結構明顯(見圖2c、圖2f),面孔率集中在 1%~4%,主要儲集空間為粒間和粒內(nèi)溶孔,可見瀝青充填。
不同于塔里木盆地斷溶體儲集層發(fā)育模式下的大縫大洞特征,四川盆地震旦系燈四段巖溶儲集層儲集空間主要為中、小尺度的孔、縫和洞,整體表現(xiàn)為以小縫小洞為主的特征[34-45]。小尺度溶洞孔隙度占總孔隙度的 70%左右,是主要儲集空間,溶洞中又以中小尺度溶洞為主,其中直徑為 2~5 mm的小洞數(shù)量占78.1%,直徑為5~20 mm的中洞數(shù)量占15.8%,直徑大于20 mm的大洞數(shù)量僅占6.1%,同時儲集層微裂縫發(fā)育,可大幅增加儲集層滲透性。
受表生期淡水溶蝕和后期成巖改造作用控制,裂縫和溶洞有被瀝青、白云石、石英和泥質(zhì)充填的現(xiàn)象。在電成像測井圖像上,瀝青、白云石和石英充填都呈高阻亮色和基質(zhì)色,而泥質(zhì)充填呈暗色或黑色。采用巖心標定成像測井的方法,能夠計算出不同深度的面孔率和連通性指數(shù)。面孔率表示井壁單位面積里總的孔洞面積所占百分比,能夠間接反映孔隙度大小。連通性指數(shù)表示孔洞的導電性能強弱,導電性能強,則孔洞的連通性好,可作為滲透性指標。依據(jù)面孔率和連通性指數(shù),能夠?qū)θ芏?孔的有效性進行定量評價(見圖3)。對于溶蝕孔洞的產(chǎn)狀,利用巖溶期順層溶蝕的產(chǎn)狀間接獲得。對于裂縫識別來說,裂縫的發(fā)育類型、特征、填充程度等信息通過電成像測井圖像進行識別。高阻縫一般被膠結、沒有滲透性,是閉合縫,高導縫有可能充填鉆井液、或泥質(zhì)以及其他導電礦物,需要結合聲波掃描測井進行綜合判別。綜合評價結果表明,燈四段解釋連通面孔率為 2%~11%、孤立面孔率為1%~4%、連通性指數(shù)為0~0.013。
圖3 不同儲集空間成像測井識別
燈四段頂部由于遭受長期的區(qū)域性暴露和大氣降水淋濾,地表形成明顯的可作為層序界面的區(qū)域不整合面。受地貌高低、地層傾角、致密層以及斷裂發(fā)育程度等因素控制,地表、地下水體沿著原始地層儲滲介質(zhì)高速紊流、滲流、離散流等流動,侵蝕和溶蝕作用顯著,燈四段頂部巖溶影響面積大,溶蝕地層厚度大。燈四段底部受基準面變化、海平面升降及潛水水平面的規(guī)律性變化等影響,存在多期大氣淡水透鏡體,在大氣淡水透鏡體的頂部和底部分別存在 1個混合溶蝕區(qū)。頂部的混合溶蝕區(qū)是指上部近似垂向的大氣水與下部水平方向流動大氣水的混合,這兩種不同方向流體的混合會造成對碳酸鹽不飽和并產(chǎn)生溶蝕作用,可形成層狀孔洞。而底部的混合溶蝕區(qū)是指大氣淡水與海水的混合(鹽躍層),這兩種不同性質(zhì)的流體混合同樣會造成碳酸鹽巖的溶蝕作用。同時,向岸方向潛水面與鹽躍層還可能壓縮形成兩個強化學反應帶相疊合的水平層狀溶蝕區(qū)帶,即在大氣淡水透鏡體的邊緣由于兩種混合溶蝕區(qū)的疊加效應導致形成所謂的邊緣側翼溶洞。巖心和薄片資料證實,臨近海岸的GS102井溶洞內(nèi)被泥質(zhì)和白云石充填,微量元素測試溶洞充填物中 Sr含量為 337.42×10-6,Ba 含量為 336.22×10-6,Sr含量與Ba含量比值為1,揭示其為大氣淡水和海水混合作用成因機制。綜合認為燈四段底部受大氣淡水透鏡體頂?shù)撞看嬖诘幕旌先芪g作用控制,巖溶影響面積相對局限,溶蝕地層厚度較薄,在靠近海岸帶的區(qū)域發(fā)育大型溶洞,向內(nèi)陸方向逐漸過渡為海綿狀溶蝕帶發(fā)育為特征。
震旦系燈四段儲集層整體表現(xiàn)出強非均質(zhì)性特征,利用巖心、成像資料,主要依據(jù)儲集空間類型、大小以及縫洞搭配關系,綜合考慮成像解釋面孔率和連通性指數(shù)大小,燈四段巖溶儲集層分為縫洞型、孔洞型和孔隙型3種類型[38-42](見圖4)。整體來說,縫洞型儲集層裂縫和溶洞均較發(fā)育,儲集層儲滲性能最好,是燈四段氣藏Ⅰ類儲集層。該類儲集層孔隙度為2%~12%,滲透率為(0.1~10.0)×10-3μm2,面孔率大于 3%,連通性指數(shù)大于0.012(見表1)??锥葱蛢瘜恿芽p欠發(fā)育、孔洞發(fā)育,儲集層儲滲性能次之,是燈四段氣藏Ⅱ類儲集層。該類儲集層孔隙度為 2%~8%,滲透率為(0.01~1.00)×10-3μm2,面孔率大于2%,連通性指數(shù)大于0.001(見表1)。孔隙型儲集層不發(fā)育裂縫,主要為晶間孔和溶孔,溶洞發(fā)育程度遠低于孔洞型及縫洞型儲集層,儲集層儲滲性能最差,是燈四段氣藏Ⅲ類儲集層。該類儲集層孔隙度為 2%~6%,滲透率為(0.001~0.100)×10-3μm2,面孔率小于2%,連通性指數(shù)小于0.001(見表1)。3類儲集層中縫洞型儲集層最易動用,孔洞型儲集層易動用,兩類儲集層是目前氣田開發(fā)的主要對象,孔隙型儲集層較難動用。
圖4 川中地區(qū)燈四段氣藏不同類型儲集層發(fā)育特征
表1 不同類型儲集層參數(shù)表
采用“雙界面”巖溶古地貌恢復方法,結合四川全盆地震旦系巖溶古地貌特征,將安岳地區(qū)震旦系巖溶風化殼平面上分為巖溶臺地、巖溶斜坡和巖溶低地3個二級地貌單元和若干個三級、四級微地貌單元[25](見圖5)。通過巖心刻度成像的方法,縱向上劃分出地表巖溶帶、垂直滲流帶、水平潛流帶和深部緩流帶,同時水平潛流帶又劃分為若干個巖溶段(見圖6)。單井解剖發(fā)現(xiàn),燈四段儲集層縱向多層,發(fā)育2~15層不等,單層厚度約為2~10 m,優(yōu)質(zhì)儲集層(縫洞型和孔洞型)主要分布在燈四段頂部,而燈四段底部個別井發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲集層。連井對比發(fā)現(xiàn),平面上從巖溶臺地到巖溶斜坡,風化溶蝕深度由淺變深,風化溶蝕段數(shù)由少變多,縫洞型和孔洞型儲集層厚度由薄變厚(見圖6)。巖溶臺地主要為大氣淡水的補給區(qū),巖溶斜坡主要表現(xiàn)為地表徑流和地下滲流,隨著距離補給區(qū)越遠,巖溶發(fā)育厚度由65 m增加到170 m,巖溶段由1~2段增加到6~7段,縫洞型和孔洞型儲集層累積厚度由25.0 m增加至42.2 m??v向上燈四段不同巖溶結構儲集層類型也存在差異,垂直滲流帶以發(fā)育高角度溶蝕縫為主,表現(xiàn)為溶蝕擴大縫、蜂窩狀溶蝕孔洞特征(見圖6)。水平潛流帶以發(fā)育低角度溶蝕擴大縫為主,表現(xiàn)為順層溶蝕孔洞、蜂窩狀溶蝕孔洞特征。深部緩流帶以發(fā)育孔隙型儲集層為主,局部地區(qū)發(fā)育縫洞型儲集層(見圖6)。
綜合利用完鉆井成像測井解釋、鉆井液漏失和放空數(shù)據(jù)資料研究發(fā)現(xiàn),宏觀上燈四段縫洞發(fā)育呈現(xiàn)如下特征:①燈四段頂部縫洞發(fā)育規(guī)模大小不一,發(fā)育位置呈現(xiàn)分散、隨機分布特征(見圖7);②燈四段底部縫洞發(fā)育位置在巖溶期呈現(xiàn)規(guī)律性分布,整體表現(xiàn)為“巖溶期面狀展布特征”,縫洞系統(tǒng)發(fā)育與古潛水面平行分布,縫洞系統(tǒng)縱向上有3~5層(見圖7);③燈四段頂部縫洞發(fā)育規(guī)模小,底部縫洞發(fā)育規(guī)模大(見圖8)。以高石梯區(qū)塊為例,鉆井漏失量數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果顯示,從頂部到底部燈四21、燈四22、燈四23、燈四11、燈四12、燈四13等6個小層的漏失段數(shù)分別為14,9,2,3,9,6個;其相應漏失段數(shù)的占比分別為32%,21%,5%,7%,21%,14%;其漏失量分別為1 133,774,160,804,2 845,3 260 m3;其相應漏失量的占比分別為12%,9%,2%,9%,32%,36%。平均單層漏失量分別為81,86,80,268,316,543 m3。燈四段從頂部到底部,漏失量逐漸增加,底部燈四12和燈四13兩個小層累計漏失段數(shù)為15層,占總漏失段數(shù)的35%,但是兩層累計漏失量為6 105 m3,占整個漏失量的68%。
由此看出,燈四段頂部儲集層表現(xiàn)出陸地環(huán)境下巖溶儲集層發(fā)育的特征,其巖溶儲集層的發(fā)育受控于原始地層儲滲介質(zhì)。如果原始地層儲滲介質(zhì)是基質(zhì)粒間孔(洞),大氣淡水順層溶蝕,巖溶儲集體在橫向上延伸很遠,呈現(xiàn)出明顯的層控特征。如果原始地層儲滲介質(zhì)基質(zhì)孔洞欠發(fā)育而裂縫發(fā)育,大氣淡水主要在裂縫體系及附近的基質(zhì)中溶蝕,巖溶儲集體呈現(xiàn)出明顯的縫控特征。燈四段底部儲集層表現(xiàn)出海岸環(huán)境下巖溶儲集層發(fā)育特征,其巖溶儲集層的發(fā)育既不是沿層溶蝕,也不是沿縫溶蝕,而是表現(xiàn)為巖溶期沿淡水透鏡體頂?shù)捉缑嫒芪g的特征。
立足于燈四段巖溶儲集層分布特征,綜合考慮原始地層儲滲介質(zhì)和地形地貌的差異性,構建震旦系燈四段巖溶儲集層發(fā)育模式。
燈四段頂部儲集層為受陸地環(huán)境影響,依據(jù)原始地層儲滲介質(zhì)是以基質(zhì)孔隙(洞)為主還是以縫為主,將巖溶儲集層劃分為層溶體和縫溶體。層溶體是在巖溶期淡水沿原始的孔(洞)順層溶蝕,儲集空間相對均勻分布、橫向漸變展布,發(fā)育規(guī)模較大、橫向連通性較好的縫洞型和孔洞型儲集層(見圖9)??p溶體是在巖溶期淡水主要沿縫溶蝕,儲集空間分布非均質(zhì)性較強,發(fā)育規(guī)模和連通范圍均差異較大的縫洞型和孔隙型儲集體(見圖9)。燈四段底部為受海岸環(huán)境影響,無論原始地層儲滲介質(zhì)是孔洞還是縫,其巖溶儲集層的發(fā)育既不是沿著原始沉積界面溶蝕,也不是沿著裂縫溶蝕,而是表現(xiàn)出沿淡水透鏡體頂?shù)捉缑嫒芪g的特征,該類儲集體稱之為面溶體。面溶體是巖溶期沿淡水透鏡體頂?shù)撞拷缑嫒芪g,儲集空間以溶蝕孔洞為主,發(fā)育規(guī)模不一、橫向連通性不等的沿面展布的縫洞型和孔隙型儲集體(見圖9)。
圖9 震旦系氣藏有效儲集層發(fā)育模式
巖溶儲集層發(fā)育模式見圖9,安岳氣田自東向西由巖溶臺地到巖溶低地可依次形成補給區(qū)、地面徑流/地下潛流區(qū)和匯水區(qū)。層溶體和縫溶體分布在安岳氣田燈四段頂部,垂向上主要發(fā)育在垂直滲流帶和水平潛流帶內(nèi)。安岳氣田臺地邊緣巖溶期位于徑流區(qū)的主體部位,受丘灘體和古地貌雙重控制,丘灘體主體部位主要發(fā)育層溶體,丘灘體邊緣主要發(fā)育縫溶體。安岳氣田臺地內(nèi)部巖溶期位于補給區(qū),受丘灘體更薄、硅質(zhì)白云巖厚度等因素控制,主要發(fā)育縫溶體。面溶體分布在安岳氣田燈四段底部,垂向上主要發(fā)育在深部緩流帶內(nèi)。受邊緣側翼溶洞發(fā)育影響,臺緣帶西側,面溶體規(guī)模較大,向臺地內(nèi)部方向,面溶體大小不一。
由于成因機理存在差異,3類巖溶儲集體在滲流通道、儲集體規(guī)模、地震響應特征等方面存在較大差異,據(jù)此對其進行有效識別和預測。
層溶體儲集層滲流通道主要是溶洞,儲集體縱向多層,橫向延伸范圍遠,儲集層整體表現(xiàn)為層控、相控特征。通過大量巖心-測井-地震綜合對比研究發(fā)現(xiàn),層溶體儲集層的地震響應主要表現(xiàn)為振幅較強、頻率較低、反射軸呈錯段-疊瓦片狀特征,通常上下為弱-雜亂反射,反射波谷較寬,兩側延伸反射成層性好,平面上呈現(xiàn)片狀分布特征(見表2)。該儲集層發(fā)育模式以GS001-H2井最為典型,該井成像顯示順層溶蝕孔洞發(fā)育,試氣日產(chǎn)量為109.9×104m3。
表2 不同儲集層發(fā)育模式地質(zhì)及地震響應特征表
縫溶體儲集層滲流通道主要是裂縫,儲集體沿縫分布,規(guī)模差異較大,整體表現(xiàn)為縫控特征??p溶體儲集層地震上主要表現(xiàn)為反射特征變化大、振幅相對較弱等特征,呈現(xiàn)不規(guī)則散珠-斷蚯蚓狀特點,內(nèi)部為雜亂反射結構,丘形外部形態(tài)(見表2)。該儲集層發(fā)育模式以MX109井最為典型,該井成像顯示裂縫發(fā)育,試氣日產(chǎn)量為64×104m3。
面溶體儲集層滲流通道是溶洞和裂縫,儲集層縱向單層或多層,整體表現(xiàn)為面控特征。面溶體儲集層地震有明顯的振幅變化,主要表現(xiàn)為“珠狀”反射特征(見表2)。面溶體儲集層規(guī)模差異較大,在鉆井過程中容易出現(xiàn)井漏、放空等現(xiàn)象。該儲集層發(fā)育模式以GS8井最為典型,該井成像顯示發(fā)育3 m高的洞穴,試氣日產(chǎn)量為54.3×104m3。
3類巖溶儲集體地質(zhì)和滲流特征的差異性導致完鉆氣井穩(wěn)產(chǎn)能力不同。層溶體完鉆氣井動態(tài)儲量高、穩(wěn)產(chǎn)條件好、穩(wěn)產(chǎn)期長。縫溶體完鉆氣井動態(tài)儲量相對較低、穩(wěn)產(chǎn)條件相對較差、穩(wěn)產(chǎn)期短。面溶體完鉆氣井動態(tài)儲量可高可低、穩(wěn)產(chǎn)條件不均一,穩(wěn)產(chǎn)期可長可短。層溶體和縫溶體是目前燈四段氣藏開發(fā)井位部署和產(chǎn)能建設的核心,而規(guī)模較大的面溶體是未來氣藏接替穩(wěn)產(chǎn)的主要開發(fā)對象。
通過建立不同儲集體的地震識別模型,為開發(fā)井位部署和軌跡設計提供參數(shù)依據(jù),大幅提高高產(chǎn)井比例。震旦系小尺度縫洞型儲集層是微生物巖沉積和巖溶期風化溶蝕綜合作用的結果,儲集層宏觀上表現(xiàn)為層溶體、縫溶體和面溶體 3種發(fā)育模式,層溶體和縫溶體主要分布在燈四段頂部,面溶體主要分布在燈四段底部。通過綜合地質(zhì)研究和井震精細解剖,確定“層溶體”表現(xiàn)為低頻中強振幅“疊瓦狀”反射特征;“縫溶體”表現(xiàn)為中強振幅雜亂“散珠狀”反射特征;“面溶體”表現(xiàn)為強能量“珠狀”反射特征(見表2)。儲集層發(fā)育模式的構建和相應地震識別模型的建立,為高石梯和磨溪區(qū)塊6批建產(chǎn)井和1批接替井共64口開發(fā)井位部署和軌跡優(yōu)化設計提供了參數(shù)依據(jù),支撐安岳氣田震旦系氣藏測試日產(chǎn)百萬立方米氣井比例由開發(fā)評價期的41.6%提高到產(chǎn)能建設期的60%。
評價不同儲集體的氣井產(chǎn)能特征,綜合初期高產(chǎn)與長期穩(wěn)產(chǎn)能力,優(yōu)化氣井開發(fā)指標。碳酸鹽巖儲集層非均質(zhì)性強,由于孔、縫、洞等儲集空間成因復雜多樣,不同成因的孔、縫、洞表現(xiàn)出不同尺度、不同規(guī)模的連通性,不同儲集層類型內(nèi)部結構復雜多樣,整體導致氣井初期高產(chǎn)(測試高產(chǎn))與長期穩(wěn)產(chǎn)(穩(wěn)產(chǎn)時間)能力不匹配,氣井初期高產(chǎn)不一定能長期穩(wěn)產(chǎn),初期中低產(chǎn)也可能長期穩(wěn)產(chǎn)。氣井初期高產(chǎn)與長期穩(wěn)產(chǎn)能力本質(zhì)上受控于氣井所控制的地下儲滲體規(guī)模及性質(zhì),測試產(chǎn)量是否高產(chǎn)是由井眼附近的儲集層物性和厚度綜合確定,而穩(wěn)產(chǎn)時間是由氣井所控制儲滲體特征(包括規(guī)模、物性等)和單井配產(chǎn)決定。研究發(fā)現(xiàn)安岳氣田燈四段氣藏在相近的鉆井井型、井斜等前提下,同一儲集層發(fā)育模式下流體宏觀滲流特征相似,氣井初期高產(chǎn)與長期穩(wěn)產(chǎn)能力相匹配,氣井測試產(chǎn)量的對數(shù)與動態(tài)儲量的對數(shù)呈現(xiàn)較好的線性關系。結合這一認識,通過地質(zhì)與氣藏特征相結合對震旦系氣井進行類型劃分,綜合考慮初期高產(chǎn)與長期穩(wěn)產(chǎn)、建產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟效益等,在完鉆井僅僅測試無阻流量的前提下,很好地對不同類型氣井開發(fā)指標進行優(yōu)化。
綜合不同儲集體開發(fā)指標優(yōu)化結果,指導氣藏開發(fā)規(guī)模優(yōu)化調(diào)整,支撐氣藏實現(xiàn)高效開發(fā)。儲集層發(fā)育模式構建在單井提產(chǎn)和指標優(yōu)化兩方面整體上又用來優(yōu)化氣藏開發(fā)規(guī)模。一方面,明確不同儲集層發(fā)育模式下地震響應模型,指導開發(fā)建產(chǎn)井產(chǎn)能大幅提升,氣井單井配產(chǎn)由初期的 13.8×104m3/d提高到目前的23×104m3/d。另一方面,依據(jù)不同儲集層發(fā)育模式地震響應模型能夠給出不同儲集層發(fā)育模式在平面上的分布范圍,結合不同儲集層發(fā)育模式下氣井開發(fā)指標優(yōu)化結果,在考慮適度井間干擾的前提下能夠推算出不同儲集層發(fā)育模式內(nèi)完鉆井數(shù)。燈四段氣藏開發(fā)模式類似于非常規(guī)氣藏,氣藏開發(fā)規(guī)模由單井疊加獲得,開發(fā)規(guī)模論證要綜合考慮建產(chǎn)節(jié)奏和穩(wěn)產(chǎn)接替能力。論證結果支持安岳氣田燈四段臺緣帶氣藏建產(chǎn)設計規(guī)模由初期的36×108m3調(diào)整到60×108m3,穩(wěn)產(chǎn)時間10年以上??紤]到目前臺緣帶氣藏儲量動用程度只有63%,綜合考慮規(guī)模與效益指標,通過優(yōu)選鉆井井位持續(xù)提高氣藏的儲量動用程度,從而提高氣藏開發(fā)規(guī)模或者是進一步延長氣藏穩(wěn)產(chǎn)期。
不同于中國其他風化殼型碳酸鹽巖氣藏,震旦系燈四段巖溶氣藏儲集層為小尺度縫洞,直徑為2~5 mm的小型溶洞是主要儲集空間,裂縫發(fā)育可大幅度提高儲集層滲透性。通過巖心校正成像,實現(xiàn)了小尺度溶洞(溶洞直徑大于3 mm)和有效裂縫的定量識別。氣藏發(fā)育縫洞型、孔洞型和孔隙型 3類儲集類型,縫洞型儲集層是最優(yōu)質(zhì)的儲集層類型,孔洞型儲集層次之,孔隙型儲集層最差。明確了震旦系燈四段巖溶儲集層發(fā)育特征,平面上由巖溶臺地向巖溶斜坡,巖溶厚度由65 m增加到170 m,巖溶段由1~2段增加到6~7段,縫洞型和孔洞儲集層厚度由25.0 m增加至42.2 m??v向上,燈四段頂部發(fā)育順層溶蝕和順縫溶蝕兩類溶蝕作用,燈四段底部發(fā)育3~5期平行于古潛水面的縫洞型儲集層。
立足于巖溶儲集層分布特征,綜合考慮原始地層儲滲介質(zhì)和地形地貌的差異性,綜合分析構建了燈四段層溶體、縫溶體和面溶體 3種儲集層發(fā)育模式。層溶體是在巖溶期淡水沿原始的孔(洞)順層溶蝕,儲集空間相對均勻分布、橫向漸變展布,發(fā)育規(guī)模較大、橫向連通性較好的縫洞型和孔洞型儲集層??p溶體是在巖溶期淡水主要沿縫溶蝕,儲集空間分布非均質(zhì)性較強,發(fā)育規(guī)模和連通范圍均差異較大的縫洞型和孔隙型儲集體。面溶體是巖溶期沿淡水透鏡體頂?shù)撞拷缑嫒芪g,儲集空間以溶蝕孔洞為主,發(fā)育規(guī)模不一、橫向連通性不等的沿面展布的縫洞型和孔隙型儲集體。3類發(fā)育模式儲集體在滲流通道、儲集體規(guī)模、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)能力、地震響應特征等方面存在較大差異,據(jù)此可以對3類發(fā)育模式儲集體進行有效識別和預測。
儲集層發(fā)育模式的認識指導了川中安岳氣田震旦系燈四段氣藏的高效開發(fā):①建立不同類型儲集層發(fā)育模式下地震響應模型,為開發(fā)井位部署和軌跡設計提供參數(shù)依據(jù),支撐燈四段測試日產(chǎn)百萬立方米氣井比例由評價期的41.6%提高到產(chǎn)能建設期的60%。②不同類型儲集層發(fā)育模式下流體宏觀滲流機制存在差異,同一模式下氣井無阻流量與動態(tài)儲量呈現(xiàn)規(guī)律性變化,這一認識能夠用于單井開發(fā)指標優(yōu)化。③儲集層發(fā)育模式構建整體上能夠用來優(yōu)化氣藏開發(fā)設計規(guī)模,綜合考慮建產(chǎn)節(jié)奏和穩(wěn)產(chǎn)潛力,論證臺緣帶氣藏建產(chǎn)設計規(guī)模由初期的36×108m3提高到60×108m3,穩(wěn)產(chǎn)時間10年以上,考慮進一步提高儲量動用程度,通過持續(xù)優(yōu)選鉆井井位提高氣藏開發(fā)設計規(guī)?;蜻M一步延長氣藏穩(wěn)產(chǎn)期。