新場(chǎng)氣田沙溪廟組多層致密氣藏開(kāi)發(fā)調(diào)整方案研究.pdf

1、致密砂巖氣藏在我國(guó)的天然氣生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比例，這類(lèi)氣藏具有低豐度、低孔隙、低滲透、低單井日產(chǎn)的特點(diǎn)，如何高效地開(kāi)發(fā)多層疊置的大型致密砂巖氣藏在國(guó)內(nèi)外尚處于探索階段，對(duì)于立體開(kāi)發(fā)調(diào)整方案的研究更是少見(jiàn)報(bào)道。位于四川盆地西部川西坳陷中段的新場(chǎng)氣田，是由淺、中、深層多個(gè)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(guó)前列。沙溪廟組JS<,2>氣藏是該氣田的絕對(duì)主力氣藏，縱向上由四個(gè)氣層組成；2000年編制開(kāi)發(fā)方案，2002年達(dá)到設(shè)計(jì)

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(shì)十分嚴(yán)峻，及時(shí)對(duì)氣藏的開(kāi)發(fā)做出合理的調(diào)整是氣藏開(kāi)發(fā)面臨的首要任務(wù)。 本次研究是在利用各種地質(zhì)資料、實(shí)驗(yàn)資料、地球物理資料和開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)資料的基礎(chǔ)上，采取靜態(tài)預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合、地質(zhì)研究與開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)相補(bǔ)充的思路，利用三維地質(zhì)建模和氣藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)手段對(duì)新場(chǎng)氣田沙溪廟組JS<,2>氣藏進(jìn)行了以?xún)?chǔ)層精細(xì)地質(zhì)模型研究為基礎(chǔ)，以?xún)?chǔ)層和儲(chǔ)量的定量評(píng)價(jià)為目標(biāo)，以剩余氣分布研究為核心的多學(xué)科定量

3、一體化研究，最終形成以提高采收率和經(jīng)濟(jì)效益為目的的調(diào)整方案，為氣藏下一步的開(kāi)發(fā)提供直接、有效的指導(dǎo)。 在氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，從現(xiàn)場(chǎng)獲得的第一手資料逐漸增多，對(duì)氣田的認(rèn)識(shí)日趨全面，多層壓裂技術(shù)愈發(fā)成熟，原訂方案對(duì)氣藏開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)作用已顯不足?；诖耍菊撐闹饕獜囊韵聨讉€(gè)方面對(duì)新場(chǎng)氣田沙溪廟組JS<,2>氣藏進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，并提出相應(yīng)的整體調(diào)整方案： (1)氣藏基本特征描述：通過(guò)200余口井測(cè)井資料的小層精細(xì)對(duì)比并借助于地震解釋成果，

4、對(duì)JS<,2>氣藏的構(gòu)造特征、沉積微相、砂體展布進(jìn)行了精細(xì)描述，結(jié)果表明，JS<,2>氣藏為一平緩鼻狀構(gòu)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(guò)對(duì)儲(chǔ)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(rèn)為儲(chǔ)層物性差，微觀非均質(zhì)性較強(qiáng)，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(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)產(chǎn)水井的綜合分析后認(rèn)為，地層水不活躍，主要分布在氣藏邊部，沒(méi)有統(tǒng)一的氣水界面。儲(chǔ)層在地震、測(cè)井上的響應(yīng)

5、特征明顯，測(cè)井曲線(xiàn)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(shí)別不同類(lèi)別的儲(chǔ)層，地震上“低頻、強(qiáng)振幅、低阻抗”的含氣響應(yīng)模式能準(zhǔn)確的對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行平面預(yù)測(cè)；通過(guò)對(duì)JS<,2>氣藏特征的描述，綜合構(gòu)造形態(tài)、儲(chǔ)層性質(zhì)、流體分布后認(rèn)為，沙溪廟組JS<,2>氣藏是受構(gòu)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(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論，應(yīng)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(gè)實(shí)現(xiàn)并從中優(yōu)選出與地質(zhì)認(rèn)識(shí)最相符的作為最終巖相模型。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用相控隨機(jī)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(gè)參數(shù)的各100個(gè)實(shí)現(xiàn)，并各自?xún)?yōu)選出與實(shí)際匹配程度最高的實(shí)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(chǔ)層分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)并對(duì)其進(jìn)行了分類(lèi)評(píng)價(jià)。研究區(qū)內(nèi)JS<,2><'2>、JS<,2><'4>以Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主；JS<,2>

7、<'3>以Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層為主，Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層僅局部分布；JS<,2><'1>雖以Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主，但比其它氣層要差。 (3)儲(chǔ)量復(fù)算與評(píng)價(jià)：本次研究采用容積法和隨機(jī)建模法兩種方法對(duì)儲(chǔ)量進(jìn)行計(jì)算。容積法是在原有探明儲(chǔ)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣藏新增的大量動(dòng)、靜態(tài)資料，利用新建的解釋模型對(duì)儲(chǔ)量計(jì)算中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了重新計(jì)算和確定，最終得出沙溪廟組JS<,2>的氣藏儲(chǔ)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(fù)算儲(chǔ)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(fù)算后比原有探明儲(chǔ)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(jī)建模法計(jì)算儲(chǔ)量是在三維隨機(jī)建模

9、的基礎(chǔ)上，把整個(gè)儲(chǔ)層分為若干網(wǎng)格，視每一個(gè)網(wǎng)格上的儲(chǔ)量參數(shù)為隨機(jī)變量，對(duì)于每一組隨機(jī)變量，利用容積法進(jìn)行儲(chǔ)量運(yùn)算后再進(jìn)行網(wǎng)格積分，從而得到儲(chǔ)量的一系列實(shí)現(xiàn)值。然后根據(jù)儲(chǔ)量的分布作密度函數(shù)曲線(xiàn)和累計(jì)概率曲線(xiàn)，便可獲得不同可信度的儲(chǔ)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(chǔ)量數(shù)據(jù)，使儲(chǔ)量結(jié)果更為客觀。隨機(jī)建模法計(jì)算所得的概率儲(chǔ)量P<,90>為470.71×10<'8>m<'3>，與復(fù)算儲(chǔ)量相差不大，誤差為1.5％。在儲(chǔ)

10、量復(fù)算的基礎(chǔ)上，依據(jù)儲(chǔ)層分類(lèi)和電阻率高低并結(jié)合測(cè)試產(chǎn)能對(duì)儲(chǔ)量進(jìn)行了分類(lèi)與評(píng)價(jià)，Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)量186.37×10<'8>m<'3>，占總復(fù)算儲(chǔ)量的40％，無(wú)阻流量在5×10<'4>m<'3>以上；Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)量183.33×10<'8>m<'3>，占總復(fù)算儲(chǔ)量的39％，無(wú)阻流量在2×10<'4>m<'3>以上；Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)量97.23×10<'8>m<'3>，占總復(fù)算儲(chǔ)量的21％，屬低效儲(chǔ)量。除JS<,2><'1>氣層外，其他三層的Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)量共288.4

11、5×10<'8>m<'3>，均已動(dòng)用。 (4)氣藏綜合調(diào)整方案研究：通過(guò)對(duì)沙溪廟組JS<,2>氣藏開(kāi)發(fā)方案的實(shí)施情況及開(kāi)發(fā)效果來(lái)看，無(wú)論是地質(zhì)認(rèn)識(shí)還是開(kāi)發(fā)層系及開(kāi)發(fā)井網(wǎng)的確定、單井配產(chǎn)及生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)計(jì)基本上符合氣藏的實(shí)際情況，但因生產(chǎn)規(guī)模一直高于方案設(shè)計(jì)而造成穩(wěn)產(chǎn)期縮短。氣藏目前面臨的主要問(wèn)題是，一方面穩(wěn)產(chǎn)困難，另一方面采出程度低，未動(dòng)用儲(chǔ)量數(shù)量大。剩余儲(chǔ)量研究結(jié)果表明，氣藏目前的剩余儲(chǔ)量大，由兩部分組成，一部分為低效儲(chǔ)量，因沒(méi)

12、有生產(chǎn)井控制而未能動(dòng)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(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量，雖然已經(jīng)動(dòng)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(shù)，縱向上動(dòng)用低效儲(chǔ)量，使之與相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量合采；其二是部署調(diào)整井(含挖潛井)以提高可動(dòng)用儲(chǔ)量的采出程度，新增動(dòng)用儲(chǔ)量和新增可采儲(chǔ)量將為氣藏的繼續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供儲(chǔ)量基礎(chǔ)。針對(duì)不同類(lèi)別探明儲(chǔ)量及剩

13、余儲(chǔ)量的分布狀況，部署調(diào)整井66口，設(shè)計(jì)調(diào)整方案3套，方案1不增加新井并對(duì)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(chǔ)上補(bǔ)充31口新井；方案3在方案2的基礎(chǔ)上再補(bǔ)充35口新井。利用Eclipse數(shù)模軟件在歷史擬合的基礎(chǔ)上，對(duì)各套方案的開(kāi)發(fā)指標(biāo)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，增加新井后，氣藏的累計(jì)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(guò)66口調(diào)整井的實(shí)施，采

14、氣量增加32.7×10<'8> m<'3>(其中8.91×10<'8> m<'3>來(lái)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(zhǎng)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(diǎn)為： 1、首次采用隨機(jī)建模法對(duì)JS<,2>多層致密氣藏的儲(chǔ)量進(jìn)行了計(jì)算。該方法不但體現(xiàn)了容積法儲(chǔ)量計(jì)算中的地質(zhì)概念，又充分考慮了儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的不確定性，融積分法與統(tǒng)計(jì)模擬法于一體；計(jì)算結(jié)果用概率

15、的方式表達(dá)，在一定程度上規(guī)避了常規(guī)方法只獲得一個(gè)儲(chǔ)量值而不能對(duì)這一儲(chǔ)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估的缺陷。 2、首次針對(duì)多層致密氣藏提出了經(jīng)濟(jì)與次經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量并舉、通過(guò)多層壓裂技術(shù)和調(diào)整井的實(shí)施達(dá)到經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量帶動(dòng)次經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量的立體開(kāi)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(kāi)發(fā)調(diào)整方案，這對(duì)過(guò)去只注重于經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量動(dòng)用的大中型多層疊置氣田的高效開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。 3、將現(xiàn)代油氣藏管理的兩大技術(shù)手段一儲(chǔ)層建模和數(shù)值模擬融為