儲能系數(shù)在確定氣藏邊界中的應(yīng)用
——以 AY氣田GS6井區(qū)龍王廟組氣藏為例

陳 文 趙春妮 賈 松 曾乙洋 何開來 徐詩雨 楊 京 林 怡 黎 洋

中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

使用容積法計算地質(zhì)儲量時，含氣面積邊界確定依據(jù)的合理性，是評價儲量計算準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。四川盆地碳酸鹽巖氣藏，當(dāng)有效儲層較?。ǎ?0 m）時，氣井產(chǎn)能與單個的儲層特征參數(shù)相關(guān)性較低[1]。根據(jù)規(guī)范，在儲層厚度和埋藏深度等適當(dāng)條件下，高分辨率地震解釋預(yù)測的巖性邊界，經(jīng)鉆井資料約束解釋并有高置信度時，可作為圈定含油（氣）面積的依據(jù)[2-5]。在確定構(gòu)造—巖性圈閉氣藏巖性邊界時，前人大多采用有效儲層厚度作為邊界劃分依據(jù)。而在薄儲層（有效儲層厚度<10 m）的構(gòu)造—巖性圈閉氣藏中，有效儲層厚度與氣井產(chǎn)能的相關(guān)性較低，作為確定氣藏巖性邊界的劃分依據(jù)不夠充分。

儲能系數(shù)是儲層孔隙度和厚度的乘積，能夠兼顧反映儲層厚度、物性等特征,其大小決定了儲層的儲集能力,能較準(zhǔn)確的表征氣井的產(chǎn)能和氣藏的含氣面積[6-7]。四川盆地長興組—飛仙關(guān)組氣藏、石炭系氣藏以及棲霞組氣藏等薄儲層氣藏，均采用儲能系數(shù)來確定巖性邊界[8-11]。產(chǎn)能模擬實驗是在模擬氣藏埋深、上覆地層壓力、地層壓力、地層溫度、地層水礦化度等條件下的巖心滲流實驗，得到實驗巖心的模擬日產(chǎn)氣量，是實鉆井氣層測試的有力補(bǔ)充[12-16]。以四川盆地AY氣田龍王廟組氣藏為例，通過多塊巖心的產(chǎn)能模擬實驗結(jié)果擬合模擬產(chǎn)量和儲能系數(shù)的關(guān)系，繼而確定巖性邊界的儲能系數(shù)值，結(jié)合實鉆井測試資料，綜合確定含氣面積邊界，取得良好的應(yīng)用效果[17]。

1 GS6井區(qū)龍王廟組氣藏特征

AY氣田GST區(qū)塊GS6井區(qū)龍王廟組有2口氣井，計劃提交探明儲量。GST區(qū)塊龍王廟組頂部構(gòu)造為一由西北向東南緩降的單斜，氣藏油氣聚集受古今構(gòu)造控制，形成構(gòu)造高部位含氣、低部位含水的氣水分布格局。儲層發(fā)育受沉積相控制，呈連片分布的背景下受巖性、物性影響存在致密帶和低滲帶，構(gòu)造圈閉內(nèi)油氣富集高產(chǎn)區(qū)受到巖性控制，氣藏類型屬構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉氣藏（圖1）。

含氣面積東南方向邊界以確定的氣水界面海拔構(gòu)造等值線圈定（圖2），含氣面積西北方向邊界需要依據(jù)儲層有效性來確定。

2 地震預(yù)測GS6井區(qū)龍王廟組儲層展布特征

采用測井解釋孔隙度與縱波阻抗進(jìn)行交匯，得出儲層（孔隙度>2%）對應(yīng)的樣點縱波阻抗范圍分布，以孔隙度2%對應(yīng)的縱波阻抗值為儲層識別門限值，大于該值為非儲層，同時可根據(jù)測井交會圖量板將縱波阻抗轉(zhuǎn)換得到孔隙體，進(jìn)行儲層平均孔隙度預(yù)測。

圖1 四川盆地GS001-X36 GS7井寒武系龍王廟組氣藏剖面圖

圖2 四川盆地GS6井區(qū)龍王廟組頂界構(gòu)造海拔平面圖

根據(jù)GST地區(qū)龍王廟組儲層的特點，在技術(shù)方法上選擇以下的技術(shù)思路：①波阻抗反演—利用低縱波阻抗識別儲層；②孔隙度反演—預(yù)測高孔儲層（孔隙度≥2%），依據(jù)交會圖分析孔隙度與縱波阻抗關(guān)系式POR=34.9-0.001 75hPimp（POR為孔隙度，Pimp為縱波阻抗），相關(guān)系數(shù)平方達(dá)到0.91。對GS6井區(qū)儲量申報區(qū)1 620 km2連片三維地震資料針對龍王廟組進(jìn)行波阻抗隨機(jī)反演。利用區(qū)內(nèi)已知井波阻抗曲線與孔隙度曲線的交會，得出交會公式，從而得到AY氣田GS6井區(qū)龍王廟組地震反演儲層厚度圖（圖3）。

圖3 四川盆地GS6井區(qū)龍王廟組儲層厚度預(yù)測平面圖

3 GS6井區(qū)龍王廟組確定巖性邊界遇到的問題

GS6井區(qū)龍王廟組氣藏為構(gòu)造—巖性圈閉氣藏，含氣面積東南方向邊界以確定的氣水界面海拔構(gòu)造等值線圈定。從GS6井區(qū)儲層厚度預(yù)測圖可以看出區(qū)內(nèi)儲層厚度值分布范圍為5～20 m，呈中部厚度大，四周逐漸減薄的趨勢。對GST MX LNS龍王廟組測試井進(jìn)行統(tǒng)計分析，單層測試獲得工業(yè)產(chǎn)能的氣井，對應(yīng)的有效儲層厚度均值為35 m，GS6井區(qū)測試獲工業(yè)產(chǎn)能的氣井有效儲層厚度均大于15 m。從資料上沒有獲取產(chǎn)出工業(yè)氣流相對應(yīng)的最小有效儲層厚度，因此缺乏確定氣藏邊界時較為準(zhǔn)確的效儲層厚度值。

借鑒四川盆地川東北飛仙關(guān)組氣藏、川中棲霞組氣藏等薄儲層氣藏以儲能系數(shù)確定巖性邊界方法，對GS6井區(qū)龍王廟組氣藏進(jìn)行巖性邊界的刻畫。

4 綜合研究儲能系數(shù)和氣井產(chǎn)能的關(guān)系

4.1 選用產(chǎn)能模擬實驗研究模擬產(chǎn)量和儲能系數(shù)的關(guān)系

通過產(chǎn)能模擬實驗，可以得到在全模擬（上覆壓力、地層溫度、地層壓力和地層水飽和度）條件下日單井產(chǎn)氣量；將樣品實測孔隙度和模擬厚度相乘，可以得到樣品儲能系數(shù)。從而建立儲能系數(shù)與模擬產(chǎn)量的關(guān)系。

4.1.1 實驗系統(tǒng)和樣品選擇

用井下實際產(chǎn)層巖心在磨床上磨制成的正圓柱體測定酒精飽和法孔隙度、滲透率（表1）的實驗樣品，孔隙度介于2.73%～10.73%，滲透率介于0.021 3～6.339 6 mD，可以代表龍王廟組大部分儲層。樣品直徑2.5 cm，長度不小于4.5 cm，滿足產(chǎn)能模擬實驗對樣品尺寸的要求。

表1 產(chǎn)能模擬巖心樣品物性表

4.1.2 實驗過程及數(shù)據(jù)處理

在實驗室條件下，采用井下巖心在全模擬（上覆壓力、地層溫度、地層壓力和地層水飽和度）條件下（表2），沿巖心水平方向由低至高分別建立不同的模擬生產(chǎn)壓差做單向滲流模擬實驗，以獲得單向滲流速度，轉(zhuǎn)換成徑向流動條件下的日單井產(chǎn)氣量。

表2 四川盆地GS6井區(qū)龍王廟組產(chǎn)能模擬實驗參數(shù)

根據(jù)地層壓力類型、產(chǎn)出流體性質(zhì)、地層壓力溫度等條件，將實驗流量轉(zhuǎn)換為井下實際產(chǎn)量并換算成生產(chǎn)單位，即

式中Q表示模擬氣井產(chǎn)氣量，104m3/ d；QR表示實驗流量，m3/s，；rw表示井眼半徑，m；h表示產(chǎn)層有效厚度，m；D表示實驗巖心的直徑（垂直流動），cm。

4.1.3 研究儲能系數(shù)與實驗?zāi)M產(chǎn)量的關(guān)系

將樣品孔隙度與模擬厚度相乘得到儲能系數(shù)，選擇4 MPa生產(chǎn)壓差下實驗數(shù)據(jù)（表3），可以建立儲能系數(shù)和模擬產(chǎn)量的關(guān)系（圖4）：

式中Q表示模擬氣井產(chǎn)氣量，104m3/d；φ表示孔隙度；h表示產(chǎn)層有效厚度，m；φh表示儲能系數(shù)。

可以看到儲能系數(shù)越高，實驗?zāi)M產(chǎn)量越高，將AY氣田龍王廟組埋深對應(yīng)的儲量起算標(biāo)準(zhǔn)——單井產(chǎn)氣量不低于2h104m3/d，代入式（2）中，可以得到儲能系數(shù)φh值為0.26。

通過產(chǎn)能模擬實驗，研究儲能系數(shù)和模擬產(chǎn)量的關(guān)系，認(rèn)為當(dāng)儲能系數(shù)大于0.26時，氣井產(chǎn)能可以達(dá)到儲量起算標(biāo)準(zhǔn)。因此可以在儲能系數(shù)平面分布圖上以0.26等值線作為含氣面積的邊界。

4.2 研究實鉆井測試產(chǎn)量和儲能系數(shù)的關(guān)系

統(tǒng)計AY氣田龍王廟組實鉆井測試產(chǎn)量（圖5），通過巖心資料標(biāo)定的測井綜合解釋得到龍王廟組產(chǎn)層段的有效厚度及其對應(yīng)的孔隙度，將兩者相乘得到單井儲能系數(shù)，繼而建立單井測試產(chǎn)量和儲能系數(shù)的關(guān)系（圖5），可以看到，當(dāng)儲能系數(shù)越高，單井測試氣產(chǎn)量越高，當(dāng)儲能系數(shù)高于0.30時，測試氣產(chǎn)量高于儲量起算標(biāo)準(zhǔn)2h104m3/d，因此，可以在儲能系數(shù)平面分布圖上以0.30等值線作為含氣面積的邊界。

通過研究儲能系數(shù)和模擬產(chǎn)量的關(guān)系、實鉆井測試產(chǎn)量和儲能系數(shù)的關(guān)系，綜合分析認(rèn)為當(dāng)儲能系數(shù)大于0.30時，氣井產(chǎn)能可以達(dá)到AY氣田龍王廟組埋深所對應(yīng)的儲量起算標(biāo)準(zhǔn)，可以在儲能系數(shù)平面分布圖上以0.30等值線作為含氣面積的西北邊界。

表3 孔隙度、模擬厚度、儲能系數(shù)生產(chǎn)壓差與4 MPa下模擬單井產(chǎn)氣量對照表

圖4 四川盆地GS6井區(qū)龍王廟組氣藏模擬產(chǎn)量與儲能系數(shù)散點交會圖

圖5 四川盆地GS6井區(qū)龍王廟組氣藏單井測試氣產(chǎn)量與儲能系數(shù)散點交會圖

5 GS6井區(qū)龍王廟組氣藏含氣面積的確定

AY氣田GST區(qū)塊GS6井區(qū)龍王廟組為構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉氣藏，含氣面積東南方向邊界以確定的氣水界面海拔構(gòu)造等值線圈定，含氣面積西北方向邊界以地震儲層預(yù)測儲能系數(shù)0.30線作為含氣范圍圈定的依據(jù)，確定GS6井區(qū)探明儲量含氣面積（圖6）。

本方案在儲量評審時得到了儲委專家的認(rèn)可，順利通過評審。方案面積的含氣性在后期的勘探開發(fā)中也得到證實。

6 結(jié)論

1）儲能系數(shù)是孔隙度和厚度的乘積，能夠兼顧反映儲層的厚度、規(guī)模、物性級別等特征,其大小決定了儲層的儲集能力,可用于儲量計算含氣面積圈定。

圖6 四川盆地GS6 井區(qū)龍王廟組氣藏探明儲量含氣面積圖

2）巖心樣品實驗和實鉆井資料研究表明，儲能系數(shù)和單井測試產(chǎn)量成正相關(guān)，通過產(chǎn)能模擬實驗得到產(chǎn)工業(yè)氣流的最低儲能系數(shù)，通過地球物理方法在儲能系數(shù)平面分布圖上確定氣藏的邊界。

3）儲能系數(shù)確定的含氣區(qū)，其含氣性在后期的勘探開發(fā)中得到了證實 ，表明此方法準(zhǔn)確可靠，可在其他地質(zhì)條件相似的氣藏中推廣應(yīng)用。