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      基于裂縫特征參數(shù)的凝析氣藏產(chǎn)能綜合評價(jià)

      2021-04-18 12:18:42吳浩君劉文超
      石油化工應(yīng)用 2021年3期
      關(guān)鍵詞:氣井產(chǎn)能目標(biāo)區(qū)凝析氣

      黃 磊,張 雷,汪 躍,吳浩君,劉文超

      (中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300459)

      氣井產(chǎn)能指一定回壓下的氣井供氣量[1],影響氣井產(chǎn)能的因素大致可分為地質(zhì)因素和開發(fā)因素。目前對于凝析氣藏多從氣井表皮系數(shù)、反凝析堵塞、近井地帶反滲吸水鎖、產(chǎn)水等開發(fā)因素方面開展產(chǎn)能評價(jià)研究[2-6],缺乏考慮實(shí)際裂縫儲層特征等靜態(tài)參數(shù)。裂縫作為凝析氣藏重要的儲集空間及滲流通道,研究其對凝析氣井的產(chǎn)能的影響非常重要。本文基于渤海灣盆地B 凝析氣田試驗(yàn)區(qū)儲層裂縫的發(fā)育特征,從裂縫厚度、滲透率、開度、密度及裂縫走向等方面,分析氣井產(chǎn)能差異大的原因及裂縫各項(xiàng)參數(shù)對產(chǎn)能的影響,并在此基礎(chǔ)上,建立適用于B 凝析氣田的產(chǎn)能綜合評價(jià)的圖版,為該類凝析氣田的高效開發(fā)提供參考和依據(jù)。

      1 氣田概況

      渤海海域B 凝析氣田位于渤中凹陷西南部,區(qū)域構(gòu)造上被渤中凹陷、沙南凹陷和黃河口凹陷所環(huán)繞,整體表現(xiàn)為被走滑斷層及其派生斷層復(fù)雜化的具有背斜特征的斷塊構(gòu)造[7,8]。在地層上,從上至下依次發(fā)育第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組、古近系東營組、沙河街組和孔店組以及太古宇潛山,其中古近系孔店組和太古宇潛山是主力產(chǎn)氣層。

      本文目標(biāo)研究區(qū)為氣田的試驗(yàn)區(qū),位于氣田北塊,屬于斷層復(fù)雜化的背斜圈閉構(gòu)造,圈閉幅度約400 m。目前有探井與生產(chǎn)井共8 口,產(chǎn)出物為天然氣和凝析油,主要含氣層位為太古宇潛山。

      2 研究區(qū)儲層特征

      目標(biāo)區(qū)的潛山風(fēng)化帶自上而下為強(qiáng)風(fēng)化帶、次風(fēng)化帶,其中強(qiáng)風(fēng)化帶受構(gòu)造應(yīng)力和風(fēng)化作用影響,網(wǎng)狀裂縫發(fā)育,儲層凈毛比較高,平均69.6%。次風(fēng)化帶主要受構(gòu)造應(yīng)力作用,裂縫類型主要為構(gòu)造縫,儲層凈毛比較低,平均54.1%,整體似層狀分布(見圖1)。

      圖1 目標(biāo)區(qū)風(fēng)化帶儲層凈毛比

      統(tǒng)計(jì)目標(biāo)區(qū)單井裂縫參數(shù)(見表1)。單井平均裂縫密度3.1~5.2 條/米,井間差異較小,單井平均裂縫開度44~255 μm,井間差異較大。強(qiáng)風(fēng)化帶風(fēng)化淋濾作用較強(qiáng),以不規(guī)則的風(fēng)化網(wǎng)狀縫為主,充填程度高,裂縫開度小,次風(fēng)化帶風(fēng)化淋濾作用較弱,以構(gòu)造縫為主,充填程度弱,裂縫開度大(見圖2)。裂縫傾角40°~90°,平均59°,整體以中高角度縫為主。受多期構(gòu)造應(yīng)力作用,研究區(qū)發(fā)育北西、東西、北東向三組裂縫。

      表1 目標(biāo)區(qū)各井鉆遇裂縫參數(shù)統(tǒng)計(jì)

      圖2 目標(biāo)區(qū)風(fēng)化帶取心照片

      3 裂縫儲層特征及發(fā)育程度對氣井產(chǎn)能的影響

      生產(chǎn)動態(tài)資料顯示,目標(biāo)區(qū)單井產(chǎn)能(無阻流量)差異較大(見圖3)。通過分析儲層主要測試產(chǎn)氣段的電成像測井資料和巖心裂縫資料,在主要的產(chǎn)氣層段裂縫普遍發(fā)育,且裂縫有效性好,少數(shù)裂縫被充填;而氣測顯示差的井段,通常裂縫發(fā)育程度差(見圖4)。

      圖3 目標(biāo)區(qū)各井無阻流量對比

      圖4 目標(biāo)區(qū)D 井裂縫厚度與氣測關(guān)系圖

      對于凝析氣井,裂縫是決定氣井產(chǎn)能的主控因素[9-11]。如果裂縫不發(fā)育或者發(fā)育程度低,在低孔低滲的儲集層中油氣很難實(shí)現(xiàn)垂向和橫向上的移動。因此,綜合評價(jià)裂縫特征參數(shù)對于凝析氣井產(chǎn)能有重要意義,為渤海B 凝析氣田的整體開發(fā)提供參考。

      3.1 裂縫厚度與產(chǎn)能的關(guān)系

      目標(biāo)區(qū)生產(chǎn)井鉆遇儲層厚度平均為170 m,單井厚度存在差異。分析顯示,氣井產(chǎn)能與氣層厚度有非常好的正相關(guān)性,儲層越厚,氣井產(chǎn)能越高(見圖5)。

      3.2 儲層滲透率與產(chǎn)能的關(guān)系

      滲透率是反映儲集層物性最重要的參數(shù)。通過統(tǒng)計(jì)目標(biāo)區(qū)各井滲透率與氣井無阻流量(見圖6),顯示兩者的相關(guān)性較好。滲透率增加,會提高基質(zhì)供氣、裂縫供氣及基質(zhì)向裂縫供氣的滲流能力,裂縫性凝析氣藏滲透率越大,氣井產(chǎn)能也越高。

      圖5 目標(biāo)區(qū)無阻流量與氣層厚度關(guān)系

      圖6 目標(biāo)區(qū)無阻流量與儲層滲透率

      3.3 裂縫密度與產(chǎn)能的關(guān)系

      雖然眾多的學(xué)者研究均表明,裂縫密度與油氣產(chǎn)能具有明顯的正相關(guān)性[12-15],但目標(biāo)區(qū)裂縫密度單井差異較小,從裂縫密度與氣井產(chǎn)能的關(guān)系統(tǒng)計(jì)圖(見圖7)可以看出,兩者相關(guān)性很差,裂縫密度對于單井產(chǎn)能的影響較小。

      圖7 目標(biāo)區(qū)無阻流量與裂縫密度

      3.4 裂縫開度與產(chǎn)能的關(guān)系

      裂縫開度并非影響目標(biāo)區(qū)氣井產(chǎn)能的必要不充分條件。統(tǒng)計(jì)裂縫開度與無阻流量的關(guān)系(見圖8),顯示裂縫張開度與無阻流量的相關(guān)性很差,部分產(chǎn)能高的井裂縫張開度大,但裂縫張開度大,產(chǎn)能卻不一定高。如A 井和D 井裂縫開度分別為95 μm 和57 μm,A 井無阻流量卻比D 井低,分別為35×104m3/d 和106×104m3/d。

      圖8 目標(biāo)區(qū)無阻流量與裂縫開度

      3.5 裂縫走向與產(chǎn)能的關(guān)系

      目標(biāo)區(qū)現(xiàn)今主應(yīng)力方向?yàn)榻鼥|西向,統(tǒng)計(jì)各井裂縫走向與無阻流量顯示,在裂縫發(fā)育程度相似的情況下,裂縫走向與主應(yīng)力方向一致的無阻流量較高。如B 井和G 井產(chǎn)氣層段裂縫密度分別為4.4 條/米和4.3條/米,開度分別為85 μm 和127 μm,而產(chǎn)能存在較大差異,其中B 井的無阻流量為39×104m3/d,G 井的無阻流量為115×104m3/d。分析發(fā)現(xiàn)B 井產(chǎn)氣層段主要發(fā)育北東-南西向及北西-南東向裂縫,而G 井產(chǎn)氣層段主要發(fā)育近東西向。最后,針對氣田裂縫五項(xiàng)參數(shù)(厚度、滲透率、開度、密度、走向)的差異性與區(qū)內(nèi)氣井產(chǎn)能進(jìn)行對比分析,認(rèn)為裂縫的厚度、滲透率、走向三項(xiàng)參數(shù)綜合影響目標(biāo)區(qū)氣井產(chǎn)能。

      4 產(chǎn)能評價(jià)圖版

      通過實(shí)際動態(tài)產(chǎn)能與靜態(tài)裂縫參數(shù)特征分析,得到影響B(tài) 氣田試驗(yàn)區(qū)氣井產(chǎn)能最重要的裂縫特征參數(shù)分別為裂縫厚度、儲層滲透率、裂縫走向。由于裂縫走向難以定量化表征,本文選取裂縫厚度與儲層滲透率兩項(xiàng)參數(shù)研究產(chǎn)能評價(jià)圖版。

      利用數(shù)值模擬工具,結(jié)合目標(biāo)區(qū)實(shí)際地質(zhì)油藏因素,設(shè)計(jì)不同滲透率條件下,改變氣層厚度,模擬計(jì)算單井無阻流量,從而建立不同滲透率與氣層厚度下無阻流量評價(jià)圖版(見圖9)。將實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入圖版中,顯示與圖版吻合度較高,說明圖版能較為真實(shí)反映B 氣田實(shí)際情況,利用圖版可以快速、直觀地估算氣田后續(xù)開發(fā)井無阻流量。

      圖9 B 氣田裂縫產(chǎn)能評價(jià)圖版

      5 結(jié)論

      (1)目標(biāo)研究區(qū)渤海B 氣田試驗(yàn)區(qū)各井裂縫滲透率及裂縫開度差異較大,裂縫密度差異??;研究區(qū)發(fā)育北西、東西、北東向三組裂縫。

      (2)裂縫厚度、滲透率、主滲流裂縫方位控制了試驗(yàn)區(qū)潛山凝析氣藏的天然氣產(chǎn)能。裂縫厚度和儲層滲透率與產(chǎn)氣量呈正相關(guān),裂縫開度及裂縫密度對產(chǎn)氣量影響最小。在現(xiàn)今地應(yīng)力作用下,近東西向裂縫連通性好,有效性好,為主滲流方位,發(fā)育程度最高,對天然氣產(chǎn)能的貢獻(xiàn)最大。

      (3)利用數(shù)值模擬工具,建立了不同滲透率與氣層厚度下無阻流量評價(jià)圖版,應(yīng)用圖版可以快速估算B氣田后續(xù)開發(fā)井無阻流量。

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