文96地下儲(chǔ)氣庫(kù)邊水運(yùn)移規(guī)律

腰世哲

（中國(guó)石化天然氣榆濟(jì)管道有限責(zé)任公司，河南 濮陽(yáng) 457001）

0 引言

文96 地下儲(chǔ)氣庫(kù)屬于枯竭氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)，由原文96氣藏改建而成，含氣層位為沙二下1-4、8砂組（）和沙三上1-3 砂組（），天然氣分布主要受構(gòu)造控制［1-6］。設(shè)計(jì)庫(kù)容量為5.88 × 108m3，其中，墊氣量為2.93×108m3，有效工作氣量為2.95×108m3。文96 儲(chǔ)氣庫(kù)投產(chǎn)后已經(jīng)過6 個(gè)完整注采周期，動(dòng)態(tài)庫(kù)容量由最初的4.28×108m3擴(kuò)大至5.34×108m3，工作氣量達(dá)到了1.80×108m3。文96 氣藏為含弱邊水的層狀砂巖凝析氣藏，構(gòu)造較簡(jiǎn)單，內(nèi)部?jī)H有一條小斷層，地層向南東方向傾沒，傾角為10°。氣藏構(gòu)造高部位含氣、中部位含油、低部位為水層，天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為7.30×108m3、原始水體達(dá)515×104m3。

1 建庫(kù)前邊水推進(jìn)情況

1.1 原始流體分布

表1 文96氣藏油、氣、水分布關(guān)系表

1.2 氣藏邊水推進(jìn)狀況研究

生產(chǎn)氣水比特征。文96 氣田投入開發(fā)以來(lái)，初期氣水比穩(wěn)定在0.013，后期隨著氣藏壓力降低、邊水的影響加劇，產(chǎn)量大幅降低，水氣比上升至0.976。生產(chǎn)特征表明：文96氣藏、氣井即使產(chǎn)水，產(chǎn)水量也很小，但壓力下降較快，反映該氣藏邊水能量弱；層系受注水影響，已經(jīng)大面積水淹。

邊水侵入量。邊水侵入儲(chǔ)層造成天然氣存儲(chǔ)空間減小，注氣過程中可將邊水向構(gòu)造低部位驅(qū)替，使儲(chǔ)集空間及含氣飽和度上升，對(duì)最終階段動(dòng)態(tài)庫(kù)容產(chǎn)生正向影響。由于視地層儲(chǔ)量法是嚴(yán)格按照氣藏物質(zhì)平衡通式提出的［7-12］，水驅(qū)氣藏的識(shí)別正確率較高，選取視地層儲(chǔ)量法計(jì)算，氣庫(kù)水侵量為110×104m3。按照岡秦磷等人提出的以水驅(qū)驅(qū)動(dòng)指數(shù)作為分類指標(biāo)［13］，計(jì)算出文96 氣藏的水驅(qū)驅(qū)動(dòng)指數(shù)為0.07。根據(jù)水侵強(qiáng)度判斷標(biāo)準(zhǔn)，判斷文96 氣藏水驅(qū)類型為弱彈性水驅(qū)。

2 周期注采邊水變化研究

油藏?cái)?shù)值模擬方法是迄今為止定量描述在非均質(zhì)地層中多相流體流動(dòng)規(guī)律的唯一方法［14-15］。根據(jù)文96 儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏的特點(diǎn)，組分模擬器能夠更為準(zhǔn)確地反映地下流體的分布和運(yùn)移規(guī)律，選用CMG 數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬研究工作。在地質(zhì)建?；A(chǔ)上，充分考慮儲(chǔ)層發(fā)育、平面滲流變化等情況，利用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行文96 儲(chǔ)氣庫(kù)周期注采邊水變化情況跟蹤、分析。

2.1 建立數(shù)值模擬模型

根據(jù)文96 氣藏區(qū)塊地質(zhì)建模成果建立數(shù)值模擬模型，模擬層位為、。為了保持模型數(shù)據(jù)與地質(zhì)建模成果的一致性，構(gòu)造及儲(chǔ)層屬性模型直接采用Petrel軟件生成的地質(zhì)模型及其網(wǎng)格系統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)砂體的展布、氣水分布關(guān)系以及井網(wǎng)控制程度等因素，對(duì)Petrel軟件生成的地質(zhì)模型進(jìn)行了粗化處理，形成了數(shù)值模擬三維地質(zhì)模型。

在數(shù)值模擬網(wǎng)格劃分時(shí)，充分考慮了儲(chǔ)層展布、斷層走向、氣水分布、井距等因素，確保網(wǎng)格方向與地層流體主流線方向一致，兩口井之間不少于3 個(gè)網(wǎng)格塊。根據(jù)文96 儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)層展布以及計(jì)算機(jī)計(jì)算能力，平面上網(wǎng)格尺寸為20 m×20 m，節(jié)點(diǎn)數(shù)為112×144＝16 128 個(gè)；縱向上以實(shí)際20 個(gè)小層為模擬層，考慮到與跨度大，增加了1 模擬層，縱向上共劃分了21 個(gè)模擬層，因此數(shù)值模擬總點(diǎn)數(shù)為112×144×21＝338 688個(gè)。

2.2 歷史擬合

儲(chǔ)氣庫(kù)的目的層位主要為文96 凝析氣藏的開采層位，因此，建庫(kù)前的生產(chǎn)歷史擬合主要在已建立的數(shù)值模擬模型基礎(chǔ)上，擬合文96 凝析氣藏這些目的層位的開發(fā)井史。由于文96 邊水凝析氣藏為衰竭式開采，生產(chǎn)歷史擬合的指標(biāo)主要為儲(chǔ)量、產(chǎn)氣、產(chǎn)水、氣藏壓力、單井壓力5 項(xiàng)指標(biāo)。調(diào)整孔隙體積、氣水界面、高壓物性來(lái)擬合儲(chǔ)量；調(diào)整高壓物性、水體的大小、侵入速度擬合油藏壓力變化；調(diào)整氣水相對(duì)滲透率曲線、氣藏傳導(dǎo)率、不同層位射孔段的產(chǎn)量貢獻(xiàn)水平擬合產(chǎn)氣量及產(chǎn)液量［16］；通過調(diào)整氣藏傳導(dǎo)率擬合單井壓力。經(jīng)擬合、調(diào)整各指標(biāo)與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本一致。

2.3 邊水變化分析

2.3.1 注氣階段

2018 年5 月1 日進(jìn)入第6 注采周期注氣期，注氣前整體庫(kù)存為3.46 × 108m3，2018 年10 月29 日注氣結(jié)束，注氣量為1.63×108m3，整體庫(kù)存達(dá)到5.09×108m3，庫(kù)存達(dá)到歷史峰值，除層外各層氣水界面均發(fā)生較大變化，見表3。

2.3.2 采氣階段

2.3.3 產(chǎn)液量

截至到第6 周期采氣末，文96 儲(chǔ)氣庫(kù)已累計(jì)產(chǎn)液達(dá)7 257.4 m3，第6周期產(chǎn)液量為541.8 m3，平均液氣比為0.054 3，液氣比曲線變化平穩(wěn)證實(shí)采氣過程未發(fā)生邊水大幅度推進(jìn)現(xiàn)象，見表4。

表3 注氣過程氣水界面變化情況表

表4 注采周期液氣比表

從產(chǎn)液量看，儲(chǔ)氣庫(kù)南部?jī)?chǔ)1、儲(chǔ)13井產(chǎn)液量為102.09 m3，中部?jī)?chǔ)2 井產(chǎn)液量為25.05 m3，構(gòu)造高部位產(chǎn)液量為122.16 m3，北部構(gòu)造產(chǎn)液量為250.02 m3。受儲(chǔ)1、儲(chǔ)12井長(zhǎng)時(shí)間開井、產(chǎn)氣量較大影響，6周期南、北部構(gòu)造產(chǎn)液量較多，降低了邊水向構(gòu)造高部位推進(jìn)速度，確保了高部位注采井的產(chǎn)能。

2.4 動(dòng)態(tài)庫(kù)容變化

文96 儲(chǔ)氣庫(kù)自2012 年投產(chǎn)以來(lái)經(jīng)歷6 個(gè)完整注采周期，注采氣生產(chǎn)情況，見表5。隨著注采周期延長(zhǎng)，氣庫(kù)注采周期內(nèi)最大庫(kù)存氣量逐漸增加，歷史最高值為5.09×108m3。通過注氣期堅(jiān)持高部位氣井注氣，均衡驅(qū)替邊水運(yùn)移［17-20］；采氣期控制壓差生產(chǎn)，平面井網(wǎng)均衡采氣，保證邊水推進(jìn)穩(wěn)定［21］；經(jīng)過6 個(gè)完整注采周期運(yùn)行，氣水界面監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，注采氣期間較好地控制了邊水運(yùn)移，達(dá)到了排液擴(kuò)容的目的。

表5 文96儲(chǔ)氣庫(kù)周期注采情況對(duì)比表

文96 儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行6 周期，主塊庫(kù)存氣量與地層壓力逐年提高，評(píng)價(jià)庫(kù)容為5.34×108m3；第6 周期采氣曲線與注氣曲線夾角減小，顯示了地層滲流條件進(jìn)一步改善，滲流阻力減小。

圖1 文96儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容曲線圖

3 結(jié)論與建議

1）在地質(zhì)建模的基礎(chǔ)上，運(yùn)用CMG數(shù)值模擬軟件建立文96 儲(chǔ)氣庫(kù)組分模擬模型，開展邊水運(yùn)移數(shù)值模擬研究，結(jié)合注采井實(shí)際氣水界面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，逐步落實(shí)弄清了周期注采邊水運(yùn)移規(guī)律。

2）基于邊水活動(dòng)分析研究結(jié)果，堅(jiān)持“高部位強(qiáng)注、低部位緩注”“合理控制生產(chǎn)壓差”的注采運(yùn)行原則，6周期液氣比變化顯示，文96儲(chǔ)氣庫(kù)注氣驅(qū)水效果整體較好，邊水分布更加合理，庫(kù)容逐步擴(kuò)大。

3）多周期的注采導(dǎo)致氣水邊界的反復(fù)移動(dòng)，應(yīng)進(jìn)一步研究氣水互驅(qū)對(duì)含水飽和度、含氣飽和度及氣相滲透率的影響，進(jìn)而探索提升邊水氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量的有效途徑。