周春明 施金伶 葉 萍 楊金英 李 燕

（①中國(guó)石油大港油田公司天津儲(chǔ)氣庫(kù)分公司；②中國(guó)石油冀東油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院；③中國(guó)石油渤海鉆探工程公司井下作業(yè)分公司）

0 引言

氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)目前是全球最主要的天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)類(lèi)型，也是我國(guó)主要的天然氣季節(jié)調(diào)峰儲(chǔ)備設(shè)施。儲(chǔ)氣庫(kù)為高強(qiáng)度氣體注采，運(yùn)行工況較為劇烈，具有單井大流量注采流體高速滲流、地應(yīng)力場(chǎng)周期擾動(dòng)等特點(diǎn)[1]。大港儲(chǔ)氣庫(kù)群經(jīng)過(guò)多周期注采實(shí)踐表明，深入研究?jī)?chǔ)氣庫(kù)在高流量強(qiáng)注強(qiáng)采下的地應(yīng)力周期擾動(dòng)及氣、水（油）高速互驅(qū)滲流特征等建庫(kù)注采機(jī)理，建立適應(yīng)交變載荷工況和地質(zhì)條件復(fù)雜的儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)[2]，對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)與運(yùn)行至關(guān)重要。前人對(duì)儲(chǔ)層巖心的油、水兩相或氣、水兩相的滲流規(guī)律進(jìn)行了大量研究分析[3-5]，并提出了許多認(rèn)識(shí)和成果。但大港地區(qū)地質(zhì)條件比較復(fù)雜，構(gòu)造上由破碎小斷塊組成，儲(chǔ)層縱向和橫向的非均質(zhì)性較強(qiáng)，且建庫(kù)前地層流體分布較為復(fù)雜。因此，有必要針對(duì)大港地區(qū)儲(chǔ)氣庫(kù)開(kāi)展儲(chǔ)層滲流機(jī)理研究。

本文以大港油田驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)為研究對(duì)象，該儲(chǔ)氣庫(kù)為水侵砂巖凝析氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)。儲(chǔ)氣庫(kù)在高速注采過(guò)程中，由于受儲(chǔ)層物性、滲流特征等多重因素影響，使水侵砂巖氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)在實(shí)際的運(yùn)行中，儲(chǔ)層內(nèi)流體分布及滲流關(guān)系較為復(fù)雜[6-8]，導(dǎo)致儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容、工作氣量等指標(biāo)參數(shù)預(yù)測(cè)較難。為此，利用儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)層巖心開(kāi)展儲(chǔ)層氣水互驅(qū)、儲(chǔ)層巖心多周期交替注采實(shí)驗(yàn)研究，以期摸清該儲(chǔ)氣庫(kù)的滲流規(guī)律和孔隙空間動(dòng)用率，為儲(chǔ)氣庫(kù)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析、預(yù)測(cè)、調(diào)整、提高采收率、設(shè)計(jì)庫(kù)容參數(shù)以及安全運(yùn)行提供科學(xué)的理論依據(jù)，也為后期儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)值模擬研究分析奠定基礎(chǔ)，最終達(dá)到儲(chǔ)氣庫(kù)產(chǎn)能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)的目的。

1 驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)概況

驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)地理位置位于天津東南部，距離天津市區(qū)45 km，南面為獨(dú)流減河，近鄰津晉、海濱兩條高速，交通便利，公路暢通。構(gòu)造位置位于驢駒河地區(qū)黃驊坳陷中北部，夾持在長(zhǎng)蘆斷層與高沙嶺斷層之間。

驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)由破碎小斷塊組成，分別為BS 80-1、B 831-21、BS 82-2斷塊，構(gòu)造較為復(fù)雜，為水侵砂巖凝析氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)。建庫(kù)層位為古近系沙河街組沙一下亞段板2油組，受北部燕山物源控制，該儲(chǔ)層主要為遠(yuǎn)源淺水重力流河道砂體，沉積微相主要為分支水道、水道側(cè)翼、水道漫溢、湖相泥；地層厚度表現(xiàn)為東、西兩個(gè)厚值區(qū)；巖性基本上為大段泥巖夾薄層砂巖，厚度在10.5～26.8 m 之間，平均為20.58 m；主要礦物為石英，長(zhǎng)石次之，顆粒以細(xì)粒為主，形狀次圓狀，分選性中等-好，泥質(zhì)膠結(jié)，疏松；有效孔隙度27.21%，滲透率149.75 mD，為中孔中滲儲(chǔ)層。

2 儲(chǔ)層流體相滲特征

氣水相對(duì)滲透率曲線反映了氣水兩相在巖石中的流動(dòng)規(guī)律，在氣藏?cái)?shù)值模擬中影響產(chǎn)水量及見(jiàn)水時(shí)間，也是氣藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析的必要基本資料[9-10]，更是儲(chǔ)氣庫(kù)提高庫(kù)容工作氣研究的基礎(chǔ)。含水氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)在高強(qiáng)度大流量的天然氣往復(fù)注采運(yùn)行中，儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)壓差較大，致使氣藏中氣水界面上升，導(dǎo)致部分地層水侵入到儲(chǔ)集體并滯留在儲(chǔ)集空間中，造成生產(chǎn)井產(chǎn)量下降。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層巖樣進(jìn)行單次氣驅(qū)水、多輪氣水互驅(qū)的相滲實(shí)驗(yàn)，能夠分析研究?jī)?chǔ)氣庫(kù)在注氣過(guò)程中氣驅(qū)水提高儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)用率情況和采氣過(guò)程中水侵入降低儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)用率情況。

2.1 實(shí)驗(yàn)流程

（1）氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)中，氣源為氮?dú)猓蓪?shí)驗(yàn)裝置（圖1）中的中間容器提供；驅(qū)替壓力由高精度的驅(qū)替泵提供，巖心樣品環(huán)壓由手搖泵提供，用來(lái)模擬儲(chǔ)層上覆壓力；樣品兩端的壓差由實(shí)驗(yàn)裝置中的壓力傳感器檢測(cè)，采用氣體流量計(jì)對(duì)氣體流量進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。

（2）水驅(qū)氣實(shí)驗(yàn)中，氣驅(qū)水過(guò)后將樣品的首尾兩端互換，原出口端作為入口端；裝有模擬地層水的中間容器提供驅(qū)替水源；同氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)一樣，驅(qū)替壓力由高精度的驅(qū)替泵提供，巖心樣品環(huán)壓由手搖泵提供，來(lái)模擬儲(chǔ)層上覆壓力；樣品兩端的壓差由實(shí)驗(yàn)裝置中的壓力傳感器檢測(cè)，利用天平對(duì)出口液體質(zhì)量進(jìn)行精確計(jì)量。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)條件為地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要準(zhǔn)確記錄驅(qū)替時(shí)間、流量、壓力等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析研究。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）用標(biāo)準(zhǔn)鹽水驅(qū)替含飽和水的巖心樣品，并測(cè)量巖心的滲透率。

（2）氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)，利用非穩(wěn)態(tài)氣水相對(duì)滲透率測(cè)定方法，模擬儲(chǔ)氣庫(kù)注氣排水物理過(guò)程，記錄各時(shí)間點(diǎn)氣流量、水流量及壓力數(shù)據(jù)，氣驅(qū)結(jié)束后計(jì)算束縛水飽和度和束縛水下氣相相對(duì)滲透率，并繪制氣驅(qū)水相對(duì)滲透率曲線。依此分析儲(chǔ)層中氣水兩相流體的流動(dòng)特征及規(guī)律，研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)流體滲流規(guī)律的影響，分析含水層儲(chǔ)氣庫(kù)在注氣過(guò)程中兩相流體特征的變化規(guī)律。

（3）水驅(qū)氣實(shí)驗(yàn)，模擬儲(chǔ)氣庫(kù)采氣過(guò)程中水侵物理過(guò)程，準(zhǔn)確記錄各時(shí)間點(diǎn)氣流量、水流量以及壓力數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)算殘余氣飽和度及殘余氣下水相相對(duì)滲透率。依此分析含水層儲(chǔ)氣庫(kù)在采氣過(guò)程中兩相流體特征的變化規(guī)律。

（4）如此往復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，模擬儲(chǔ)氣庫(kù)周期注采運(yùn)行過(guò)程，對(duì)比分析多次注采過(guò)程中氣水相對(duì)滲透率曲線特征，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算氣水互驅(qū)過(guò)程中的儲(chǔ)層可動(dòng)空間飽和度。通過(guò)多輪次的氣水互驅(qū)實(shí)驗(yàn)，模擬水侵氣庫(kù)注采運(yùn)行機(jī)理，指導(dǎo)水侵氣庫(kù)注采優(yōu)化運(yùn)行，減少水體侵入氣庫(kù)內(nèi)部的頻次。

本次實(shí)驗(yàn)樣品選自驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)HK井不同滲透率的巖心樣品共6 塊，利用研究區(qū)儲(chǔ)層全直徑巖心孔隙度樣品進(jìn)行氣水兩相滲流實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)樣品基礎(chǔ)物性參數(shù)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)樣品基礎(chǔ)物性參數(shù)

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1 氣水兩相滲流特征

6 個(gè)巖樣的氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。氣水兩相相對(duì)滲透率曲線形態(tài)呈孔隙型介質(zhì)滲流特征，總體上氣相相對(duì)滲透率隨含氣飽和度的增加而增加，氣相滲流能力呈增強(qiáng)趨勢(shì)，水相相對(duì)滲透率隨含氣飽和度的增加，前期下降較快，后期有下降變緩的趨勢(shì)。

圖2 氣驅(qū)水相對(duì)滲透率曲線

儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間既含有一定比例的大尺度孔喉，又含有一定比例的微小尺度孔喉。氣驅(qū)水前期，氣相流體呈連續(xù)相沿較大尺度孔喉流動(dòng)，氣相相對(duì)滲透率呈遞增趨勢(shì)，相反水相相對(duì)滲透率呈遞減趨勢(shì)；氣驅(qū)水后期，氣相流體逐漸向小尺度較細(xì)孔喉滲流，由于受到微小孔喉的毛管阻力作用，盲端中的束縛水以及吸附在孔喉壁面的殘余水難以被驅(qū)替。因此，氣相相對(duì)滲透率增長(zhǎng)幅度變小，水相相對(duì)滲透率逐漸下降至最低值。在相似的孔隙度條件下，滲透率越高，相滲曲線共滲區(qū)間越寬，共滲點(diǎn)滲透率也相對(duì)越高，氣相相對(duì)滲透率越高。

2.3.2 多輪次氣水互驅(qū)滲流特征

通過(guò)氣水互驅(qū)物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行多輪次氣水互驅(qū)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選該區(qū)HK 井不同滲透率的3 個(gè)巖心樣品，分別對(duì)其進(jìn)行多輪次氣水互驅(qū)相對(duì)滲透率測(cè)定實(shí)驗(yàn)，模擬在地層條件下氣水往復(fù)交替運(yùn)移的過(guò)程。

針對(duì)巖心模型，共計(jì)進(jìn)行5 輪次氣水互驅(qū)物理模擬實(shí)驗(yàn)。在氣驅(qū)水階段，驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)量殘余水飽和度以及殘余水下氣相相對(duì)滲透率；在水驅(qū)氣階段，驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)量殘余氣飽和度以及殘余氣下水相相對(duì)滲透率。

2.3.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示，經(jīng)過(guò)多輪次的氣水互驅(qū)，殘余水下氣相相對(duì)滲透率和殘余氣下水相相對(duì)滲透率均有不同程度的降低，高滲透層比低滲透層降低幅度小。隨含氣飽和度增加，氣相相對(duì)滲透率呈增加趨勢(shì)，氣相滲流能力增強(qiáng)，而水相相對(duì)滲透率隨含氣飽和度增加而降低，前期下降較快，后期下降趨勢(shì)變緩（圖3）；氣水互驅(qū)過(guò)程中隨著互驅(qū)輪次的增加，等滲點(diǎn)下移，氣相相對(duì)滲透率呈下降趨勢(shì)，氣、水兩相共流區(qū)間變窄。

表2 氣水互驅(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

圖3 多輪次互驅(qū)氣、水兩相相對(duì)滲透率曲線

2.3.2.2 巖心模型相滲端點(diǎn)值對(duì)比分析

氣水互驅(qū)過(guò)程中，隨互驅(qū)次數(shù)增加，巖心模型各項(xiàng)特征參數(shù)變化明顯，主要參數(shù)殘余水下氣相相對(duì)滲透率均呈降低趨勢(shì)。其中樣品LJ 15-2 降至52.5%，LJ 24-2 降至60.9%，LJ 43-2 降至73.4%（圖4）。殘余氣下水相相對(duì)滲透率同樣也呈降低趨勢(shì)，其中樣品LJ 15-2 降至16.1%，LJ 24-2 降至44.6%，LJ 43-2 降至58.5%（圖5）。對(duì)比分析結(jié)果表明，儲(chǔ)氣庫(kù)在周期注采過(guò)程中，氣水往復(fù)交替運(yùn)移，將導(dǎo)致儲(chǔ)氣庫(kù)部分儲(chǔ)集空間無(wú)法動(dòng)用，滲流能力下降。

圖4 殘余水下氣相相對(duì)滲透率變化曲線

圖5 殘余氣下水相相對(duì)滲透率變化曲線

樣品經(jīng)過(guò)多輪次氣水互驅(qū)，殘余氣飽和度和殘余水飽和度均不同程度地增加，同時(shí)氣、水兩相相對(duì)滲透率降低，滲流能力下降。作為巖心內(nèi)滲流空間的微細(xì)孔喉，其毛管力及流體表面張力較強(qiáng)，同時(shí)由于巖石表現(xiàn)為親水性，氣驅(qū)水階段毛管力表現(xiàn)為阻力，水驅(qū)氣階段毛管力表現(xiàn)為動(dòng)力。氣水互驅(qū)過(guò)程中，微細(xì)孔喉的剪切作用導(dǎo)致出現(xiàn)非連續(xù)相，使局部空間出現(xiàn)氣水互鎖，殘余水、殘余氣量增加，因此氣水兩相相對(duì)滲流能力降低。

2.3.2.3 氣水共滲區(qū)間分析

氣水共滲區(qū)間表示在地下儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中儲(chǔ)層孔隙空間的可利用程度，根據(jù)氣水互驅(qū)過(guò)程中殘余水飽和度、殘余氣飽和度的測(cè)試結(jié)果，可以計(jì)算共滲區(qū)間大小。其計(jì)算公式如下：

式中：Swg為氣水共滲區(qū)間，%；Swc為殘余水飽和度，%；Sgc為殘余氣飽和度，%。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氣水互驅(qū)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于儲(chǔ)層巖心孔喉發(fā)育，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，經(jīng)過(guò)多輪次的氣水互驅(qū)后，儲(chǔ)集空間利用率逐步降低，出現(xiàn)氣水相滲滯后，共滲區(qū)間收窄。如圖6 所示，樣品LJ 15-2 共滲區(qū)間由28.3%降至17.4%，樣品LJ 24-2 共滲區(qū)間由60.5%降至49.3%，樣品LJ 43-2 共滲區(qū)間由79.6%降至71.3%，但最后均趨于穩(wěn)定。由此可見(jiàn)，致密巖心孔徑尺度小、連通性較差、排驅(qū)壓力高，其儲(chǔ)集空間可利用程度降低幅度較大；而滲透率較高的儲(chǔ)層孔徑尺度大，連通性較好，其儲(chǔ)集空間可利用程度高，經(jīng)過(guò)多輪次的互驅(qū)，降低幅度小。

圖6 氣水互驅(qū)共滲區(qū)間變化曲線

3 儲(chǔ)層注采模擬巖心滲流特征

針對(duì)氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)地層特征，利用實(shí)驗(yàn)室注采運(yùn)行物理模擬系統(tǒng)，開(kāi)展驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)地層溫壓條件下多周期注采模擬實(shí)驗(yàn)，研究?jī)?chǔ)氣庫(kù)多周期注采庫(kù)容動(dòng)用特征及其影響因素，評(píng)價(jià)建庫(kù)注采運(yùn)行效率。

3.1 實(shí)驗(yàn)方法

針對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)多周期運(yùn)行特點(diǎn)，從仿真模擬研究角度出發(fā)，模擬驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)及注采氣運(yùn)行過(guò)程，研究多周期儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容動(dòng)用狀況及庫(kù)容影響因素。

仿真模擬采用儲(chǔ)氣庫(kù)注采運(yùn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求精確控制注采氣流量，并全程監(jiān)測(cè)巖心模型內(nèi)部的壓力變化狀況，可以模擬儲(chǔ)氣庫(kù)的成藏模式、衰竭開(kāi)采和多周期注采運(yùn)行過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了從氣藏建庫(kù)至周期注采的全程物理模擬及數(shù)據(jù)跟蹤，進(jìn)而基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析多周期注采運(yùn)行過(guò)程中儲(chǔ)氣庫(kù)孔隙空間的動(dòng)用效果及其影響因素。

3.1.1 實(shí)驗(yàn)巖心基本參數(shù)

選取驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)HK 井不同滲透率巖心樣品3塊作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，可代表地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間特征，其基本參數(shù)數(shù)據(jù)如表3 所示。實(shí)驗(yàn)用水選用研究區(qū)模擬地層水，實(shí)驗(yàn)用氣為氮?dú)狻?/p>

表3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突緟?shù)數(shù)據(jù)

3.1.2 實(shí)驗(yàn)原理

根據(jù)儲(chǔ)氣庫(kù)實(shí)際注采單井的注采速度，利用物理模型與氣庫(kù)實(shí)際注采井的換算關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)注采流量（本文進(jìn)行巖心直線流物理模擬實(shí)驗(yàn)）。

假設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)實(shí)際的井間距離為a1，井排距離為b1，單井注采流量為q1，根據(jù)流體流動(dòng)模型，則可以計(jì)算出儲(chǔ)氣庫(kù)單井控制面積為A1＝a1b1（圖7）。假設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑榫匦畏忾]，長(zhǎng)為a2，寬為b2，中心1 口井以定產(chǎn)量q2生產(chǎn)，則可以計(jì)算出實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛦尉刂泼娣e為A2＝a2b2（圖8）。

圖7 簡(jiǎn)化的儲(chǔ)氣庫(kù)井排模型

圖8 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ土鲃?dòng)示意

假設(shè)實(shí)驗(yàn)中單位面積的注采流量與實(shí)際單位面積的注采流量相同，那么兩者的關(guān)系為：

因此，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c儲(chǔ)氣庫(kù)實(shí)際注采氣的流量關(guān)系可表示為：

式中：q1為儲(chǔ)氣庫(kù)單井注采流量，m3/d；q2為模型單井注采流量，cm3/min；a1為礦場(chǎng)的井間距離，m；a2為模型的長(zhǎng)，cm；b1為儲(chǔ)氣庫(kù)的井排距離，m；b2為模型的寬，cm；k為公式系數(shù)。

儲(chǔ)氣庫(kù)實(shí)際運(yùn)行壓力區(qū)間為12～28 MPa，單井注氣流量15×104m3/d，單井采氣流量29×104m3/d。根據(jù)上式可以計(jì)算出實(shí)驗(yàn)注采氣流量參數(shù)（表4）。

表4 儲(chǔ)氣庫(kù)實(shí)際參數(shù)與物理實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)比

3.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

注采模擬實(shí)驗(yàn)先后完成前期準(zhǔn)備、成藏階段、衰竭開(kāi)采等實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要記錄氣液流量、時(shí)間、壓力等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。具體步驟如下：

（1）前期準(zhǔn)備：將巖心樣品裝入模型夾持器，加載環(huán)壓，并測(cè)量巖心滲透率。

（2）成藏階段：由模型左端口定流量注氣至成藏壓力。

（3）衰竭開(kāi)采：由模型左端口定流量采氣至枯竭壓力，關(guān)閉左端口。

（4）建庫(kù)階段：由模型左端口定流量注入氮?dú)庵吝\(yùn)行下限壓力，平衡一定時(shí)間，并繼續(xù)注氣至氣庫(kù)運(yùn)行上限壓力，關(guān)閉模型左端口，待模型壓力分布達(dá)到平衡。

（5）采氣階段：由模型左端口定流量采氣至氣庫(kù)運(yùn)行下限壓力，關(guān)閉模型左端口至模型內(nèi)部壓力達(dá)到平衡。

（6）注氣階段：由模型左端口定流量注氣至氣庫(kù)運(yùn)行上限壓力，關(guān)閉模型左端口至模型內(nèi)部壓力達(dá)到平衡。

（7）循環(huán)注采：重復(fù)步驟（5）、（6），完成多周期注采循環(huán)后停止實(shí)驗(yàn)。

3.1.4 計(jì)算方法

在實(shí)測(cè)模擬動(dòng)態(tài)資料基礎(chǔ)上，對(duì)注采運(yùn)行物理模擬特征參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和分析，主要包括：可動(dòng)用孔隙體積（Vm（i））、可動(dòng)含氣飽和度（Sgm）和含氣孔隙空間動(dòng)用效率（η），各個(gè)參數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：Vm（i）為可動(dòng)用孔隙體積，m3；Grm（i-1）為氣藏采氣初期庫(kù)存量，108m3；Z（i-1）為采氣初期氣體偏差系數(shù)，無(wú)量綱；T（i-1）為氣藏采氣初期溫度，℃；P（i-1）為氣藏采氣初期壓力，MPa；Psc為地面標(biāo)況壓力，MPa；Tsc為地面標(biāo)況溫度，℃。

式中：Sgm為可動(dòng)含氣飽和度，%；Vm為有效含氣孔隙體積，m3；V為有效孔隙體積，m3。

式中：η為含氣孔隙空間動(dòng)用效率，%；Swc為束縛水飽和度，%。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

針對(duì)氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)的多周期運(yùn)行特點(diǎn)，從仿真模擬研究的角度出發(fā)，模擬儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)及運(yùn)行過(guò)程，研究分析儲(chǔ)氣庫(kù)多周期運(yùn)行過(guò)程中孔隙空間動(dòng)用特征。實(shí)驗(yàn)以氣藏開(kāi)發(fā)采氣流速作為基準(zhǔn)，對(duì)比多周期注采模擬測(cè)試結(jié)果。

3.2.1 樣品LJ 53-4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖9 可以看到，對(duì)比不同區(qū)帶多周期注采模擬含氣孔隙空間動(dòng)用效率，建庫(kù)前純氣帶6 個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率均為98.8%左右，基本不變；氣驅(qū)水純氣帶6個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率由70.2%增至79.7%；氣水過(guò)渡帶6個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率由50.9%降至47.0%。

圖9 樣品LJ 53-4多周期注采含氣孔隙空間動(dòng)用效率

3.2.2 樣品LJ 25-4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖10可以看到，對(duì)比不同區(qū)帶多周期注采模擬含氣孔隙空間動(dòng)用效率，建庫(kù)前純氣帶6 個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率為95.6%，基本不變；氣驅(qū)水純氣帶6 個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率由64.2%增至74.5%；氣水過(guò)渡帶6個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率由47.1%降至41.0%。

圖10 樣品LJ 25-4多周期注采含氣孔隙空間動(dòng)用效率

3.2.3 樣品LJ 20-4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖11可以看到，對(duì)比不同區(qū)帶多周期注采模擬含氣孔隙空間動(dòng)用效率，建庫(kù)前純氣帶6 個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率為88.6%左右；氣驅(qū)水純氣帶6 個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率由46.1%增至58.3%；氣水過(guò)渡帶6 個(gè)注采周期過(guò)后，含氣孔隙空間動(dòng)用效率由43.2%降至35.4%。

圖11 樣品LJ 20-4多周期注采含氣孔隙空間動(dòng)用效率

3.2.4 歸納分析

從以上3 個(gè)樣品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)歷6 個(gè)注采周期后，純氣帶的含氣孔隙空間動(dòng)用效率均在88%以上，且含氣孔隙空間動(dòng)用效率不隨注采周期的增加而變動(dòng)，其含氣孔隙空間動(dòng)用效率最高，為動(dòng)用穩(wěn)定區(qū)域；氣驅(qū)水純氣帶隨著注采周期的增加含氣孔隙空間動(dòng)用效率增大，是儲(chǔ)氣庫(kù)空間有效動(dòng)用增加的主要區(qū)域，且地層高滲區(qū)大孔隙空間動(dòng)用效果較好，為動(dòng)用優(yōu)勢(shì)區(qū)；氣水過(guò)渡帶隨著注采周期的增加含氣孔隙空間動(dòng)用效率呈下降趨勢(shì)，是儲(chǔ)氣庫(kù)空間動(dòng)用效果變差的主要區(qū)域，且地層低滲微細(xì)孔隙的表現(xiàn)尤為突出，為動(dòng)用劣勢(shì)區(qū)。

4 結(jié)論

本文通過(guò)驢駒河儲(chǔ)氣庫(kù)的多塊巖心對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)層進(jìn)行了注采特征實(shí)驗(yàn)研究分析，得出以下結(jié)論：

（1）多次氣水交替互驅(qū)過(guò)程中出現(xiàn)氣水相滲滯后，建庫(kù)儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，孔隙系統(tǒng)中部分區(qū)域存在細(xì)小孔喉，導(dǎo)致相滲滯后更為明顯，共滲區(qū)間收窄。

（2）建庫(kù)儲(chǔ)層周期注采過(guò)程中，經(jīng)過(guò)6 個(gè)注采周期，氣驅(qū)水純氣帶受膨脹攜液作用影響，含氣孔隙空間動(dòng)用效率增加；氣水過(guò)渡帶受氣水互鎖影響，儲(chǔ)氣空間動(dòng)用效率降低，含氣孔隙空間動(dòng)用效率呈下降趨勢(shì)。

（3）在儲(chǔ)氣庫(kù)注采運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)對(duì)氣驅(qū)水純氣帶的生產(chǎn)井進(jìn)行科學(xué)合理的配產(chǎn)以及措施優(yōu)化，以達(dá)到提高儲(chǔ)氣庫(kù)的空間動(dòng)用程度，更大限度提高庫(kù)容和工作氣量的目的。