王會(huì)強(qiáng) 彭 先 李 爽 胡 南 劉林清

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院 2.中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司

1 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法的現(xiàn)狀

四川盆地蜀南地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組石灰?guī)r儲(chǔ)層非常致密，孔隙度一般小于2%，基本不具備儲(chǔ)滲條件。東吳期溶洞為主要儲(chǔ)集空間，裂縫既是儲(chǔ)集空間，又是連通孔洞的通道[1]。茅口組氣藏為典型縫洞型氣藏[2]，利用容積法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量困難大，普遍采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量作為申報(bào)探明儲(chǔ)量的基礎(chǔ)。常規(guī)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法包括物質(zhì)平衡法、壓降法、彈性二相法、產(chǎn)量遞減法等[3－6]，其中近90%的裂縫系統(tǒng)采用壓降法計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。但由于茅口組氣藏具有復(fù)雜儲(chǔ)滲特征、連通關(guān)系、水侵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)，使得壓降曲線形式多樣、特征復(fù)雜，包括直線型、上翹型、折線型等。特別是對(duì)于上翹型或折線型壓降曲線，表明生產(chǎn)過程中儲(chǔ)集空間可能發(fā)生變化，存在外來能量的補(bǔ)充，不同生產(chǎn)階段計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量明顯增加，準(zhǔn)確計(jì)算分析此類裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量難度大。筆者基于茅口組氣藏的靜、動(dòng)態(tài)資料，綜合分析并準(zhǔn)確識(shí)別存在多個(gè)儲(chǔ)集體和水侵，在此基礎(chǔ)上，建立能夠準(zhǔn)確反映地下實(shí)際情況的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析模型，確定了茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

2 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法的探索

目前，常規(guī)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法主要包括經(jīng)驗(yàn)類方法、試井方法、物質(zhì)平衡方法等幾類，各類方法原理不一，適用條件也存在差別。經(jīng)驗(yàn)類方法主要以產(chǎn)量、累產(chǎn)量與時(shí)間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律為主，理論基礎(chǔ)較弱，計(jì)算結(jié)果差別大；試井方法主要是指彈性二相法，其計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，但對(duì)測(cè)試資料要求高，一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用；物質(zhì)平衡法應(yīng)用最廣泛，但對(duì)于地層水侵活躍的氣藏，儲(chǔ)層物性參數(shù)選擇、水侵量準(zhǔn)確計(jì)算難度大[7－9]，影響了儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果的精度。

隨著氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸形成了以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為分析對(duì)象，對(duì)氣井進(jìn)行生產(chǎn)分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的新方法，稱為產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法。該方法以Arps產(chǎn)量遞減分析、Fekovich曲線擬合分析、Blasingame現(xiàn)代遞減分析、NPI重整壓力積分曲線分析為基礎(chǔ)[10－13]，綜合考慮儲(chǔ)滲特征、流體物性等情況，開展各種典型曲線、生產(chǎn)歷史曲線的擬合分析，不斷修正模型參數(shù)，最終確定氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算和生產(chǎn)分析預(yù)測(cè)，分析流程如圖1所示。

目前，對(duì)于產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的理論研究較完善，國外已經(jīng)推出了較為成熟的商業(yè)軟件，比如Topaze、RTA等生產(chǎn)分析軟件，為相關(guān)研究提供便利條件。

圖1 產(chǎn)量不穩(wěn)定分析預(yù)測(cè)流程圖

3 理論模型建立及演算分析

根據(jù)產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的原理，采用Topaze生產(chǎn)分析軟件，開展了以精細(xì)刻畫地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方面的研究，建立考慮地層水侵影響的串珠狀儲(chǔ)層模型，表征復(fù)雜儲(chǔ)集體、地層水侵影響等；并進(jìn)行了理論模擬分析，檢驗(yàn)該方法識(shí)別多儲(chǔ)集體、地層水侵等方面的特征。

氣藏理論模型由不同的供給單元組成，呈串珠狀分布；各供給單元連通性好壞取決于裂縫的發(fā)育程度以及地層水體的分隔；部分供給單元外圍設(shè)置有活躍的水體（圖2）。通過模擬計(jì)算分析，得到了該儲(chǔ)層模型情況下的NPI典型特征曲線（圖3）。

圖2 串珠狀儲(chǔ)層、考慮地層水影響的地質(zhì)模型圖

NPI曲線分析表明，壓力波及范圍在曲線上均有反映，且由于地層水侵影響，NPI導(dǎo)數(shù)曲線呈下掉趨勢(shì)。因此，認(rèn)為串珠狀儲(chǔ)層模型能夠表征該儲(chǔ)層縫洞發(fā)育、儲(chǔ)集空間變化以及存在地層水侵影響的特征，可用來計(jì)算茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

圖3 NPI典型特征曲線圖

4 典型實(shí)例分析

4.1 典型曲線診斷分析

S47井裂縫系統(tǒng)儲(chǔ)層裂縫、溶洞發(fā)育，為典型裂縫—溶洞型氣藏。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、地層水侵特征復(fù)雜，生產(chǎn)初期水產(chǎn)量大，油壓、產(chǎn)氣量遞減快；生產(chǎn)中期水產(chǎn)量降低，產(chǎn)氣量保持相對(duì)穩(wěn)定，油壓快速上升，接近初期最高值；生產(chǎn)后期，產(chǎn)水量再次增大，油壓、產(chǎn)氣量快速下降，生產(chǎn)不連續(xù)，排水采氣工藝措施維持生產(chǎn)。此種異常生產(chǎn)特征表明，隨著生產(chǎn)進(jìn)行，氣藏連通范圍在不斷增大，表現(xiàn)出存在多個(gè)儲(chǔ)集體、外部異常能量補(bǔ)充的現(xiàn)象。

此外，S47井典型曲線分析也表明（圖4），該裂縫系統(tǒng)存在多個(gè)儲(chǔ)集體，不同連通范圍在NPI曲線上均有特征反映，且明顯可以發(fā)現(xiàn)由于地層水侵影響，造成NPI導(dǎo)數(shù)曲線異常下掉，與前面理論研究認(rèn)識(shí)一致。

圖4 S47井NPI典型特征曲線圖

綜合地質(zhì)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)以及典型曲線特征分析，診斷S47井裂縫系統(tǒng)存在3個(gè)儲(chǔ)集體，可以采用串珠狀儲(chǔ)層模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算分析。

4.2 地質(zhì)模型建立、典型曲線和生產(chǎn)歷史擬合

根據(jù)特征曲線診斷分析，建立了由3個(gè)儲(chǔ)集單元的組成的串珠狀模型，并采用數(shù)值求解等方法，開展了S47井裂縫系統(tǒng)典型曲線以及生產(chǎn)歷史擬合分析，最終計(jì)算了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量（圖5、6、7）。

圖5 S47井串珠狀儲(chǔ)層模型圖

圖6 S47井NPI擬合曲線圖

圖7 S47井生產(chǎn)歷史擬合曲線圖

4.3 計(jì)算結(jié)果分析

通過前面典型曲線和生產(chǎn)歷史擬合分析，最終確定S47井裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為6.34×108m3（表1）。在儲(chǔ)量模擬計(jì)算過程中，可以發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集單元一和儲(chǔ)集單元二的儲(chǔ)量基本被采出，而由于地層水侵的影響，儲(chǔ)集單元三僅部分儲(chǔ)量被采出，絕大部分儲(chǔ)量被地層水封存，是氣藏下一步進(jìn)行挖潛的主要目標(biāo)。

表1 產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）茅口組氣藏本身地質(zhì)特征復(fù)雜多樣，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征變化大，憑借傳統(tǒng)單一方法研究尚不能滿足需求。

2）綜合考慮氣藏地質(zhì)特征、地層水侵影響的串珠狀儲(chǔ)層模型，能夠表征部分茅口組氣藏縫洞發(fā)育、儲(chǔ)集空間變化以及存在地層水侵影響等情況，可以利用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法計(jì)算分析茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

3）以S47井裂縫系統(tǒng)為例，綜合考慮地質(zhì)特征、氣水分布模式及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征等因素，采用Topaze生產(chǎn)分析軟件，精細(xì)刻畫地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方法，反復(fù)進(jìn)行典型曲線、生產(chǎn)歷史擬合等分析，最終確定了模型參數(shù)，計(jì)算得到了不同時(shí)間段各儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，結(jié)果能夠反映客觀實(shí)際和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，為蜀南地區(qū)茅口組氣藏二次開發(fā)、落實(shí)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量基礎(chǔ)提供了參考。

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