新場氣田沙溪廟組多層致密氣藏開發(fā)調(diào)整方案研究.pdf

1、致密砂巖氣藏在我國的天然氣生產(chǎn)中占有相當大的比例，這類氣藏具有低豐度、低孔隙、低滲透、低單井日產(chǎn)的特點，如何高效地開發(fā)多層疊置的大型致密砂巖氣藏在國內(nèi)外尚處于探索階段，對于立體開發(fā)調(diào)整方案的研究更是少見報道。位于四川盆地西部川西坳陷中段的新場氣田，是由淺、中、深層多個氣藏縱向上疊置而成的大型致密碎屑巖氣田，其產(chǎn)量位于全國前列。沙溪廟組JS<,2>氣藏是該氣田的絕對主力氣藏，縱向上由四個氣層組成；2000年編制開發(fā)方案，2002年達到設計

2、生產(chǎn)規(guī)模，至今已超規(guī)模生產(chǎn)近6年。目前，氣藏的穩(wěn)產(chǎn)形勢十分嚴峻，及時對氣藏的開發(fā)做出合理的調(diào)整是氣藏開發(fā)面臨的首要任務。 本次研究是在利用各種地質(zhì)資料、實驗資料、地球物理資料和開發(fā)動態(tài)資料的基礎上，采取靜態(tài)預測與動態(tài)分析相結(jié)合、地質(zhì)研究與開發(fā)動態(tài)相補充的思路，利用三維地質(zhì)建模和氣藏數(shù)值模擬技術手段對新場氣田沙溪廟組JS<,2>氣藏進行了以儲層精細地質(zhì)模型研究為基礎，以儲層和儲量的定量評價為目標，以剩余氣分布研究為核心的多學科定量

3、一體化研究，最終形成以提高采收率和經(jīng)濟效益為目的的調(diào)整方案，為氣藏下一步的開發(fā)提供直接、有效的指導。 在氣田開發(fā)過程中，從現(xiàn)場獲得的第一手資料逐漸增多，對氣田的認識日趨全面，多層壓裂技術愈發(fā)成熟，原訂方案對氣藏開發(fā)的指導作用已顯不足。基于此，本論文主要從以下幾個方面對新場氣田沙溪廟組JS<,2>氣藏進行再認識，并提出相應的整體調(diào)整方案： (1)氣藏基本特征描述：通過200余口井測井資料的小層精細對比并借助于地震解釋成果，

4、對JS<,2>氣藏的構造特征、沉積微相、砂體展布進行了精細描述，結(jié)果表明，JS<,2>氣藏為一平緩鼻狀構造，三角洲平原水下分流河道為其主要沉積微相，4套砂體厚度較大、分布穩(wěn)定。通過對儲層巖性、物性(孔隙度和滲透率)、成巖作用、非均質(zhì)性等的描述，認為儲層物性差，微觀非均質(zhì)性較強，綠泥石和方解石的大量存在和不均勻分布是其主要原因。通過對區(qū)內(nèi)產(chǎn)水井的綜合分析后認為，地層水不活躍，主要分布在氣藏邊部，沒有統(tǒng)一的氣水界面。儲層在地震、測井上的響應

5、特征明顯，測井曲線上“低自然伽瑪、低中子、低密度、高聲波、中等電阻率”特征能很好的識別不同類別的儲層，地震上“低頻、強振幅、低阻抗”的含氣響應模式能準確的對儲層進行平面預測；通過對JS<,2>氣藏特征的描述，綜合構造形態(tài)、儲層性質(zhì)、流體分布后認為，沙溪廟組JS<,2>氣藏是受構造和巖性雙重控制的孔隙型異常高壓彈性氣驅(qū)致密氣藏。 (2)氣藏三維地質(zhì)建模：在JS<,2>氣藏綜合描述的基礎上，根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計學理論，應用地質(zhì)建模軟件Pet

6、rel，在變差函數(shù)控制下模擬了巖相的100個實現(xiàn)并從中優(yōu)選出與地質(zhì)認識最相符的作為最終巖相模型。在此基礎上，應用相控隨機建模方法，在巖相模型的控制下分別模擬了孔隙度、滲透率、含水飽和度、聲波、電阻率五個參數(shù)的各100個實現(xiàn)，并各自優(yōu)選出與實際匹配程度最高的實現(xiàn)作為最終模型。根據(jù)建立的定量參數(shù)模型，結(jié)合不同氣層的特征，確定了儲層分類標準并對其進行了分類評價。研究區(qū)內(nèi)JS<,2><'2>、JS<,2><'4>以Ⅰ、Ⅱ類儲層為主；JS<,2>

7、<'3>以Ⅲ類儲層為主，Ⅰ、Ⅱ類儲層僅局部分布；JS<,2><'1>雖以Ⅰ、Ⅱ類儲層為主，但比其它氣層要差。 (3)儲量復算與評價：本次研究采用容積法和隨機建模法兩種方法對儲量進行計算。容積法是在原有探明儲量的基礎上，根據(jù)氣藏新增的大量動、靜態(tài)資料，利用新建的解釋模型對儲量計算中的各個參數(shù)進行了重新計算和確定，最終得出沙溪廟組JS<,2>的氣藏儲量為463.75×10<'8>m<'3>，其中JS<,2><'1>、JS<,2><'

8、2>、JS<,2><'3>、JS<,2><'4>的復算儲量分別為104.85×10<'8>m<'3>、167.75×10<'8>m<'3>、46.56×10<'8>m<'3>、144.60×10<'8>m<'3>。復算后比原有探明儲量(534.35×10<'8>m<'3>)減少了71.6×10<'8>m<'3>，減少的層位主要為JS<,2><'3>、JS<,2><'4>，減少的原因主要是含氣面積的縮小。隨機建模法計算儲量是在三維隨機建模

9、的基礎上，把整個儲層分為若干網(wǎng)格，視每一個網(wǎng)格上的儲量參數(shù)為隨機變量，對于每一組隨機變量，利用容積法進行儲量運算后再進行網(wǎng)格積分，從而得到儲量的一系列實現(xiàn)值。然后根據(jù)儲量的分布作密度函數(shù)曲線和累計概率曲線，便可獲得不同可信度的儲量值。該方法既緊密結(jié)合了氣藏的地質(zhì)模型，又得到了不同可靠程度的儲量數(shù)據(jù)，使儲量結(jié)果更為客觀。隨機建模法計算所得的概率儲量P<,90>為470.71×10<'8>m<'3>，與復算儲量相差不大，誤差為1.5％。在儲

10、量復算的基礎上，依據(jù)儲層分類和電阻率高低并結(jié)合測試產(chǎn)能對儲量進行了分類與評價，Ⅰ類儲量186.37×10<'8>m<'3>，占總復算儲量的40％，無阻流量在5×10<'4>m<'3>以上；Ⅱ類儲量183.33×10<'8>m<'3>，占總復算儲量的39％，無阻流量在2×10<'4>m<'3>以上；Ⅲ類儲量97.23×10<'8>m<'3>，占總復算儲量的21％，屬低效儲量。除JS<,2><'1>氣層外，其他三層的Ⅰ、Ⅱ類儲量共288.4

11、5×10<'8>m<'3>，均已動用。 (4)氣藏綜合調(diào)整方案研究：通過對沙溪廟組JS<,2>氣藏開發(fā)方案的實施情況及開發(fā)效果來看，無論是地質(zhì)認識還是開發(fā)層系及開發(fā)井網(wǎng)的確定、單井配產(chǎn)及生產(chǎn)規(guī)模的設計基本上符合氣藏的實際情況，但因生產(chǎn)規(guī)模一直高于方案設計而造成穩(wěn)產(chǎn)期縮短。氣藏目前面臨的主要問題是，一方面穩(wěn)產(chǎn)困難，另一方面采出程度低，未動用儲量數(shù)量大。剩余儲量研究結(jié)果表明，氣藏目前的剩余儲量大，由兩部分組成，一部分為低效儲量，因沒

12、有生產(chǎn)井控制而未能動用，各氣層均有分布，但主要分布在JS<,2><'1>，JS<,2><'3>氣層；另一部分為相對優(yōu)質(zhì)儲量，雖然已經(jīng)動用，但因與生產(chǎn)井井距較大，依然保持了較高的地層壓力。因而，氣藏的穩(wěn)產(chǎn)可以從兩方面著手，其一是利用多層(雙層或三層)壓裂技術，縱向上動用低效儲量，使之與相對優(yōu)質(zhì)儲量合采；其二是部署調(diào)整井(含挖潛井)以提高可動用儲量的采出程度，新增動用儲量和新增可采儲量將為氣藏的繼續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供儲量基礎。針對不同類別探明儲量及剩

13、余儲量的分布狀況，部署調(diào)整井66口，設計調(diào)整方案3套，方案1不增加新井并對現(xiàn)有老井降產(chǎn)40×10<'8>m<'3>，使之平均日產(chǎn)量在240×10<'4> m<'3>左右；方案2在方案1的基礎上補充31口新井；方案3在方案2的基礎上再補充35口新井。利用Eclipse數(shù)模軟件在歷史擬合的基礎上，對各套方案的開發(fā)指標進行了動態(tài)預測，結(jié)果表明，增加新井后，氣藏的累計采氣量和采出程度明顯增加和提高，方案3比方案2更優(yōu)。通過66口調(diào)整井的實施，采

14、氣量增加32.7×10<'8> m<'3>(其中8.91×10<'8> m<'3>來自于JS<,2><'1>、JS<,2><'3>)，采出程度提高6.5％，氣藏的穩(wěn)產(chǎn)期延長5年，推薦方案3作為JS<,2>氣藏的調(diào)整方案。本文研究中的創(chuàng)新點為： 1、首次采用隨機建模法對JS<,2>多層致密氣藏的儲量進行了計算。該方法不但體現(xiàn)了容積法儲量計算中的地質(zhì)概念，又充分考慮了儲量計算參數(shù)的不確定性，融積分法與統(tǒng)計模擬法于一體；計算結(jié)果用概率

15、的方式表達，在一定程度上規(guī)避了常規(guī)方法只獲得一個儲量值而不能對這一儲量的準確性進行評估的缺陷。 2、首次針對多層致密氣藏提出了經(jīng)濟與次經(jīng)濟儲量并舉、通過多層壓裂技術和調(diào)整井的實施達到經(jīng)濟儲量帶動次經(jīng)濟儲量的立體開發(fā)及調(diào)整思路。根據(jù)這一思路編制了JS<,2>氣藏的立體開發(fā)調(diào)整方案，這對過去只注重于經(jīng)濟儲量動用的大中型多層疊置氣田的高效開發(fā)具有重要的指導和借鑒意義。 3、將現(xiàn)代油氣藏管理的兩大技術手段一儲層建模和數(shù)值模擬融為