葉禮友 鐘兵 熊偉 劉華勛 胡志明

1.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院 2.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖氣藏儲層綜合評價方法

葉禮友1鐘兵2熊偉1劉華勛1胡志明1

1.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院 2.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

根據(jù)四川盆地川中地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲層、滲流及開發(fā)的靜、動態(tài)特征，構(gòu)建了滲透率、孔隙度、含氣飽和度、有效儲層厚度、主流喉道半徑、閾壓梯度和可動水飽和度的儲層分類評價7參數(shù)體系，應用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了相應的儲層綜合分類評價方法，對18口氣井井控儲層進行了分類評價，并與常規(guī)評價結(jié)果和氣井產(chǎn)能進行了對比分析，進一步對目標區(qū)塊進行了區(qū)塊儲層評價。結(jié)果表明：新的儲層分類評價方法準確度達到90%，比常規(guī)評價方法提高了40%，驗證了該方法的可靠性和實用性。該研究成果對于川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖含水氣藏富集區(qū)優(yōu)選具有指導作用。

四川盆地 川中地區(qū) 晚三疊世 低滲透砂巖氣藏 儲集層 喉道半徑 閾壓梯度 可動水飽和度 評價

高效開發(fā)低滲透砂巖含水氣藏的一個關(guān)鍵技術(shù)就是優(yōu)選富集區(qū)［1－3］，儲層綜合評價是富集區(qū)優(yōu)選的基礎(chǔ)。四川盆地川中地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組低滲透砂巖氣藏開發(fā)過程中氣井產(chǎn)水現(xiàn)象普遍，產(chǎn)能受產(chǎn)水影響嚴重。常規(guī)低滲透儲層評價方法不能完全反映該氣藏特征［4－7］。因而，以孔隙度、滲透率、含氣飽和度和有效厚度為參數(shù)的常規(guī)儲層評價方法對該氣藏的儲層評價準確度低。需要尋求能全面反映氣藏儲層特點和開發(fā)特征的新評價參數(shù)體系，建立相應的儲層評價方法。

筆者結(jié)合氣藏儲層靜、動態(tài)特征提出了新的儲層分類評價參數(shù)體系，應用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了儲層綜合評價方法。

1 儲層評價參數(shù)體系

常規(guī)儲層評價參數(shù)中的孔隙度、含氣飽和度和有效厚度綜合反映了儲量大小的信息，滲透率反映了儲量動用后滲流速度的信息。由于中、高滲透氣藏儲量動用率高，有了儲量和動用速度這兩方面的信息就能夠滿足儲層評價的要求，因而常規(guī)儲層評價方法能夠適用中、高滲透氣藏。而對于低滲透氣藏來講，儲量可動用性和儲量大小及動用速度同樣重要，常規(guī)儲層評價方法中沒有反映儲量可動用性的評價參數(shù)，因而不適用，需要采用一套能綜合反映這3方面信息的儲層評價參數(shù)體系才能夠正確評價低滲儲層。

儲量大小的信息能夠由常規(guī)儲層評價參數(shù)中的孔隙度、含氣飽和度和有效厚度綜合反映。需要補充能反映低滲透儲層儲量可動性方面的評價參數(shù)，由于川中地區(qū)須家河組氣藏高含水且產(chǎn)水現(xiàn)象普遍，因而包括氣相的可動性和水相的可動性。另外，低滲透氣藏滲透率與孔隙度沒有明顯的正相關(guān)關(guān)系，表明滲流能力受到微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征的控制，需要從微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征方面補充反映儲層動用速度方面的評價參數(shù)。

根據(jù)川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲層、滲流及開發(fā)的靜、動態(tài)特征，參考常規(guī)油氣藏儲層評價參數(shù)，在孔隙度、滲透率、含氣飽和度和儲層有效厚度4個常規(guī)評價參數(shù)的基礎(chǔ)上又引進了3個新評價參數(shù)，即主流喉道半徑、閾壓梯度和可動水飽和度，構(gòu)建了須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲層綜合分類評價的7參數(shù)體系。

1.1 主流喉道半徑

喉道大小及分布是控制儲層滲流能力的關(guān)鍵。定義對滲透率累積貢獻達95%以前喉道半徑的加權(quán)平均值為主流喉道半徑。須家河組不同儲層巖樣主流喉道半徑和中值半徑與滲透率關(guān)系表明（圖1），主流喉道半徑隨滲透率的增加而增加，二者之間存在非常好的正相關(guān)關(guān)系；但是中值半徑與滲透率之間的相關(guān)性較差。這說明主流喉道半徑不僅能表征儲層基質(zhì)的滲透能力，而且能夠反映儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。

圖1 低滲透巖樣主流喉道半徑和中值半徑與滲透率的關(guān)系圖

儲層微裂縫不發(fā)育時，滲透率和主流喉道半徑都能反映儲層的滲流能力；當微裂縫發(fā)育時，滲透率反映整個儲層的宏觀滲流能力，而主流喉道半徑反映了儲層基質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)特征和滲流能力。因此，主流喉道半徑應作為須家河組低滲透砂巖氣藏儲層綜合評價參數(shù)之一。

1.2 閾壓梯度

低滲透砂巖含水氣藏巖樣滲流實驗表明，當含水飽和度較高時，氣體滲流出現(xiàn)非達西流現(xiàn)象，存在閾壓梯度［8］。閾壓梯度與巖心滲透率及含水飽和度相關(guān)（圖2），巖心滲透率越低，含水飽和度越高，閾壓梯度越大。閾壓梯度可作為衡量儲層流動性強弱的指標，也是影響儲量動用程度的重要參數(shù)，因此，將閾壓梯度作為低滲含水儲層評價參數(shù)是必要的。

圖2 不同滲透率巖心閾壓梯度和含水飽和度關(guān)系圖

1.3 可動水飽和度

可動水飽和度是表征儲層中原生水可動程度的重要參數(shù)。川中地區(qū)須家河組致密砂巖氣藏原生水飽和度較高，部分水束縛于巖石表面和微細孔喉內(nèi)，而賦存于較大孔喉內(nèi)的水在一定的工藝措施和壓力下能隨氣體運移，成為可動水。儲層可動水飽和度能有效表征儲層產(chǎn)水特征，將其作為儲層評價參數(shù)，能反映儲層產(chǎn)水對產(chǎn)能的負面效應。

2 儲層分類評價方法

根據(jù)低滲透砂巖儲層分類參數(shù)和分類要求，應用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法對川中地區(qū)須家河組低滲儲層進行分類評價和對比分析［9－12］。

2.1 模糊分析法

模糊分析法分類評價的主要步驟如下。

1）選擇m個評價指標、n個評價單元的矩陣。即

將矩陣A轉(zhuǎn)換成R陣：

rij的計算方法是，對于參數(shù)指標愈大愈好時：

對于參數(shù)指標愈小愈好時：

2）對矩陣R，確定出儲層單項指標最佳值，即求出相應向量G與B，由取大法則得：

由取小法則得：

3）確定各項指標的權(quán)重W。即

wi愈大，說明評價指標i的影響越大。

（4）計算儲層分類指標Vi，按Vi值分類排序或分類。即

由式（8）可以看出，儲層模糊評價值Vi介于0～1之間，Vi值越大，儲層物性越好。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析法

灰色關(guān)聯(lián)度法用于儲層分類研究的步驟如下。

1）確定比較數(shù)列和參考數(shù)列。

2）求關(guān)聯(lián)系數(shù)。

設(shè)X0＝｛X0（k）｜k＝1，2，…，m｝為參考序列（又稱母序列），Xi＝｛Xi（k）｜k＝1，2，…，m｝（i＝1，2，…，n）為比較數(shù)列（又稱子數(shù)列），則Xi（k）與X0（k）的關(guān)聯(lián)系數(shù)定義為：

3）求關(guān)聯(lián)度，按關(guān)聯(lián)度大小排序分類。

式中ω為加權(quán)系數(shù)，由專家評判法給出。

在求得關(guān)聯(lián)度后，即可對其進行排序，關(guān)聯(lián)度越大，儲層物性越好。

3 儲層分類評價標準

應用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法對川中地區(qū)須家河組18口氣井井控儲層進行了分類評價，所得的儲層分類評價標準如表1所示。將儲層分為4類：Ⅰ類儲層開發(fā)效果好，模糊評價值為0.86～1.00，灰色關(guān)聯(lián)度值為0.87～1.00；Ⅱ類儲層開發(fā)效果較好，模糊評價值為0.65～0.86，灰色關(guān)聯(lián)度值為0.65～0.87；Ⅲ類儲層開發(fā)效果較差，模糊評價值為0.33～0.65，灰色關(guān)聯(lián)度值為0.50～0.65；Ⅳ類儲層無工業(yè)開發(fā)價值，模糊評價值為0～0.33，灰色關(guān)聯(lián)度值為0.33～0.50。

表1 儲層分類評價標準表

4 評價結(jié)果驗證

將儲層分類評價結(jié)果與常規(guī)分類結(jié)果及對應氣井產(chǎn)能進行了對比分析。結(jié)果表明，新分類評價結(jié)果與對應氣井的實際開發(fā)效果基本一致，符合率接近90%，比常規(guī)評價方法準確度提高了40%。

應用儲層評價方法對廣安2井區(qū)須六段儲層和廣安106井區(qū)須四段儲層進行了分類評價（圖3、4）。從圖中可以看出，廣安2井區(qū)須六段儲層中部南北向儲層為Ⅰ、Ⅱ類儲層；向東、西兩翼發(fā)展儲層逐漸變差，為Ⅲ、Ⅳ類儲層。因而，中部南北向為氣藏富集區(qū)，是氣藏開發(fā)的重點區(qū)域。廣安106井區(qū)須四段儲層整體為Ⅲ、Ⅳ類儲層，西北翼和南部儲層相對較好。

圖3 廣安2井區(qū)須六段儲層評價圖

圖4 廣安106井區(qū)須四段儲層評價圖

5 結(jié)論

1）結(jié)合川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖氣藏儲層靜、動態(tài)特征，構(gòu)建了滲透率、孔隙度、含氣飽和度、有效儲層厚度、主流喉道半徑、閾壓梯度和可動水飽和度的7參數(shù)儲層評價體系，應用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了相應的儲層綜合分類評價方法。

2）廣安2井區(qū)須六段儲層中部南北向為氣藏富集區(qū)，東、西兩翼儲層為Ⅲ、Ⅳ類儲層。廣安106井區(qū)須四段儲層整體為Ⅲ、Ⅳ類儲層，西北翼和南部儲層相對較好。

［1］袁士義，胡永樂，羅凱.天然氣開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及對策［J］.石油勘探與開發(fā)，2005，32（6）：1－6.

［2］康毅力，羅平亞.中國致密砂巖氣藏勘探開發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)現(xiàn)狀與展望［J］.石油勘探與開發(fā)，2007，34（2）：239－245.

［3］鐘兵，楊洪志，徐偉，等.有利區(qū)評價與優(yōu)選技術(shù)［J］.天然氣工業(yè)，2012，32（3）：62－64.

［4］關(guān)文均，郭新江，智慧文.四川盆地新場氣田須家河組二段儲層評價［J］.礦物巖石，2007，27（4）：98－103.

［5］楊正明，姜漢橋，朱光亞，等.低滲透含水氣藏儲層評價參數(shù)研究［J］.石油學報，29（2）：252－255.

［6］陳昭國.川西拗陷與北美致密砂巖氣藏類比分析［J］.西南石油大學學報：自然科學版，2012，34（1）：71－76.

［7］楊正明，張英芝，郝明強，等.低滲透油田儲層綜合評價方法［J］.石油學報，2006，27（2）：64－67.

［8］朱光亞，劉先貴，高樹生.低滲透氣藏氣水兩相滲流模型及其產(chǎn)能分析［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（9）：65－67.

［9］徐鳳銀，朱興珊，李士倫.油氣藏綜合評判中評價指標的定量化研究［J］.石油勘探與開發(fā)，1994，21（6）：10－14.

［10］熊昕東，王世澤，劉汝敏，等.致密砂巖氣藏儲量難動用影響因素及開發(fā)對策［J］.西南石油大學學報，2008，29（4）：77－80.

［11］宋子齊，譚成仟，曹嘉猷.灰色系統(tǒng)理論處理方法在儲層物性、含油性評價中的應用［J］.石油勘探與開發(fā)，1994，21（2）：87－94.

［12］羅洪濤，馬麗梅，熊燕莉，等.川西致密砂巖氣藏數(shù)值模擬研究［J］.西南石油學院學報，2004，26（6）：21－23.

An integrated evaluation method of Xujiahe low－permeability sandstone gas reservoirs in Middle Sichuan Basin

Ye Liyou1，Zhong Bing2，Xiong Wei1，Liu Huaxun1，Hu Zhiming1
（1.Langfang Branch of Petroleum Exploration and Development Research Institute，PetroChina，Langfang，Hebei 065007，China；2.Research Institute of Petroleum Exploration and Development of Southwest Oil ＆Gasfield Company，PetroChina，Chengdu，Sichuan 610051，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 11，pp.43－46，11／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

According to the characteristics of formation，seepage and static and dynamic performance of Xujiahe low－permeability sandstone water－bearing gas reservoirs in Middle Sichuan Basin，a classified evaluation system is first established with 7 parameters including permeability，porosity，gas saturation，effective reservoir thickness，mainstream throat radius，threshold pressure gradient and movable water saturation.Then，based on fuzzy analysis and gray correlation analysis，an integrated evaluation method is proposed to make a classified evaluation on the reservoirs with 18 gas wells under control.The evaluation results are compared with the conventional ones and gas well yield，and thus to evaluate the reservoirs among the target blocks.The comparison results show that the accuracy rate of the new classified evaluation method reaches 90%，which is 40%higher than that by the conventional method.Thus，the reliability and practicability of this method are validated.To sum up，the research achievement provides an important guidance for enrichment zone optimization in Xujiahe low－permeability sandstone gas reservoirs.

Sichuan Basin，low－permeability sandstone gas reservoir，late Triassic Epoch，reservoir stratum，throat radius，threshold pressure gradient，movable water saturation，evaluation

葉禮友等.川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖氣藏儲層綜合評價方法.天然氣工業(yè)，2012，32（11）：43－46.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.11.010

國家科技重大專項“致密砂巖氣有效開發(fā)評價技術(shù)”（編號：2011ZX05013－002）。

葉禮友，1982年生，博士；主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。地址：（065007）河北省廊坊市44號信箱。電話：（010）69213314。E－mail：yeliyou69＠petrochina.com.cn

2012－08－06 編輯 韓曉渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.11.010

Ye Liyou，born in 1982，holds a Ph.D degree and is currently engaged in research of development of oil ＆gas fields.

Add：Mail Box 44，Wanzhuang，Langfang，Hebei 065007，P.R.China

E－mail：yeliyou69＠petrochina.com.cn