鄂爾多斯盆地上古生界氣井產(chǎn)能控制因素分析

陶紅勝，侯云東，高勝利，魏新善

（1.陜西延長石油集團(tuán)研究院，陜西西安 710075；2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院）

鄂爾多斯盆地北部上古生界是尋找大型氣田最有利區(qū)，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)上古生界大氣田有榆林氣田、米脂氣田、烏審召氣田、榆林南氣田、蘇里格氣田及子洲氣田等，到2012年底，上古生界共獲探明儲量18383.73×108m3、技術(shù)可采儲量10697.76×108m3、經(jīng)濟(jì)可采儲量8199.77×108m3。盆地北部上古生界大氣田具有上古各層位普遍含氣與盒8及山2主力含氣的特征。

制約氣井產(chǎn)能的關(guān)鍵因素是地層因素，壓裂是提高氣井產(chǎn)能的主要措施。長慶油田公司在氣井產(chǎn)能試井、壓裂工藝方面進(jìn)行了卓有成效的工作，其結(jié)果為勘探開發(fā)提供了充分的動態(tài)依據(jù)［1－4］。本文重點(diǎn)分析了鄂爾多斯盆地氣井產(chǎn)能的控制因素。

1 主力含氣層位及其分布特征

從石炭系本溪組到二疊系石千峰組各個地層均可見到含氣層，盆地東部40口氣探井統(tǒng)計(jì)表明，一般情況下，每口井有4～5個含氣層系，最多達(dá)8層。盆地東部30口探井表明，氣層（含氣層）厚度主要分布在1～20 m，氣層厚度變化較大，平均厚度6.5 m。

鄂爾多斯盆地上古生界自下而上可劃分為上石炭統(tǒng)本溪組、下二疊統(tǒng)太原組和山西組、中二疊統(tǒng)下石盒子組和上石盒子組以及上二疊統(tǒng)石千峰組，主要為一套海陸過渡相的含煤碎屑巖沉積地層。

工業(yè)氣層在各組地層中都有分布，至2012年底，盆地北部盒8獲探明地質(zhì)儲量10768.47×108m3，占總探明地質(zhì)儲量的58.58%，盒3、盒4、盒5、盒6及盒7等層位獲探明地質(zhì)儲量830.37×108m3，占總探明地質(zhì)儲量的4.52%，山1亞段獲探明地質(zhì)儲量3783.43×108m3，占總探明地質(zhì)儲量的20.58%，山2亞段獲探明地質(zhì)儲量3001.46×108m3，占總探明地質(zhì)儲量的16.33%。

盒8氣層分布于靖邊氣和蘇里格氣田，山2氣層分布于榆林和子洲氣田，山1氣層分布于勝利井區(qū)、蘇里格及劉家莊氣田，盒6及盒7氣層分布在盆地東部的米脂地區(qū)、盒3、盒4及盒5氣層分布在盆地西部的勝利井和劉家莊地區(qū)。

從盆地氣層產(chǎn)出層位及分布地區(qū)可見，盆地主力氣層以下石盒子組的盒8亞段和山西組的山2亞段為主，氣層層位由盆地東部向西部、自南向北有逐漸升高的趨勢。

2 氣層產(chǎn)量控制因素

2.1 砂體物性

鄂爾多斯盆地上古生界砂巖氣藏屬于巖性圈閉氣藏。鉆探、測井及試氣結(jié)果表明，氣層的分布嚴(yán)格受砂體展布和砂體物性控制，含氣有利區(qū)分布在主砂體帶上，工業(yè)氣流井一般分布于砂體中心物性較好部位，而砂體頂部和邊緣由于物性較差，含氣也隨之變差。

烏審旗氣田由北向南，由西到東，氣層厚度逐漸變薄，物性逐漸變差，以陜231－陜232井、陜246井、G7－3井為中心的氣層分布區(qū)為儲集層最發(fā)育區(qū)（表1）。

表1 鄂爾多斯盆地烏審旗氣田盒8氣層綜合數(shù)據(jù)

榆林氣田山2氣層整體沿近南北向呈帶狀分布，局部為透鏡體分布。從北到南，氣層厚度見薄，到榆林南區(qū)，氣層規(guī)模明顯變小，井間分布的非均質(zhì)性增強(qiáng)（表2）。

2.2 地質(zhì)因素

盆地氣層參數(shù)與產(chǎn)能相關(guān)性分析表明，氣層產(chǎn)能與其儲能系數(shù)（有效厚度、孔隙度和含氣飽和度三者乘積）、地層系數(shù)（有效厚度與滲透率乘積）的相關(guān)性較好（圖1～2）。

表2 鄂爾多斯盆地榆林氣田山2氣層綜合數(shù)據(jù)

圖1 鄂爾多斯盆地上古生界無阻流量與儲能系數(shù)相關(guān)關(guān)系

圖2 上古生界無阻流量與地層系數(shù)相關(guān)關(guān)系

2.3 工藝因素

實(shí)際資料統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明，氣井產(chǎn)能與地層系數(shù)呈非線性關(guān)系，其原因是實(shí)際氣井產(chǎn)能在受地層系數(shù)kh影響的同時，還受壓裂改造規(guī)模、測試時間等因素的影響。由于采用壓裂作為提高氣井產(chǎn)能的主要手段，因此，壓裂改造規(guī)模對氣井產(chǎn)能有著顯著的影響［5］。同時，由于壓裂氣井特有的滲流規(guī)律，測試時間對氣井產(chǎn)能的確定也有著較大的影響。

由于壓裂氣井在不同的流動時間對應(yīng)著不同的流動階段，而不同流動階段的氣井產(chǎn)能方程不同，故確定的氣井絕對無阻流量不同［5－6］。因此，測試時間對氣井產(chǎn)能的確定是非常重要的。

2.3.1 測試時間對產(chǎn)能的影響

測試時間與氣井無阻流量的對應(yīng)關(guān)系（圖3）表明，隨著測試時間的延長，氣井絕對無阻流量減少。但當(dāng)測試時間達(dá)到3倍的擬徑向流開始時間后，氣井絕對無阻流量的變化將很小，所產(chǎn)生的誤差小于10%。

圖3 不同測試時間與氣井無阻流量關(guān)系曲線

2.3.2 氣層傷害對氣井產(chǎn)能的影響

對于低孔、低滲砂巖氣藏，因氣層具有較高的毛管壓力和較高的水敏性，所以儲層在各種井下作業(yè)，特別是在壓裂時進(jìn)入氣層的高密度壓裂液易產(chǎn)生水的滯留效應(yīng)而導(dǎo)致液相聚集，使含水飽和度有較大的提高，降低氣相滲透率。這種效應(yīng)在較短時間內(nèi)不易改變，需經(jīng)較長時間內(nèi)的乳化、水解及分離后，在較大壓差生產(chǎn)下，才能逐漸解除。

盆地上古氣井的重復(fù)測試充分證實(shí)，老井在不進(jìn)行任何措施的情況下，進(jìn)行重復(fù)測試，產(chǎn)能均有不同程度的提高，平均單井無阻流量提高了3.39×104m3／d（表3）。

3 結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地氣層具有多層系含氣特征，主力氣層以下石盒子組的盒8亞段和山西組的山2亞段為主，氣層層位由盆地東部向西部、自南向北有逐漸升高的趨勢。

（2）儲層物性是氣井產(chǎn)能的首要影響因素。

（3）壓裂是氣井增產(chǎn)的的主要措施，但壓裂改造規(guī)模對氣井產(chǎn)能有著顯著的影響。壓裂改造規(guī)模越大，氣井產(chǎn)能越高。

表3 鄂爾多斯盆地上古生界重上井測試成果

（4）測試時間對壓裂氣井產(chǎn)能也有很大影響，只有測試時間達(dá)到一定時，方可保證獲得的氣井產(chǎn)能可靠。

（5）為提高氣井產(chǎn)能，必須減輕甚至消除對氣層的污染。

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