【文章內(nèi)容簡介】 減規(guī)律分析方法研究 圖 11 論文技術(shù)路線圖 完成的主要工作 該課題屬 于中國石化股份公司油田事業(yè)部天然氣開發(fā)先導(dǎo)項(xiàng)目“新場沙溪廟組氣藏遞減規(guī)律及合理配產(chǎn)研究”部分內(nèi)容，主要針對新場氣田沙溪廟組氣藏目前實(shí)際生產(chǎn)狀況，分析目前 沙溪廟組氣藏的滲流規(guī)律以及 配產(chǎn)制度的合理性， 得到目前 氣井 的 產(chǎn)量遞減規(guī)律 和影響穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵因素 ，提出減緩氣藏遞減 的合理開發(fā)技術(shù)對策 ， 以進(jìn)一步指導(dǎo) 同類 氣藏 的合理開發(fā) 和調(diào)整 。 本文在大量的文獻(xiàn)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上， 主要開展了以下幾個(gè)方面的研究 ： （ 1）分析整理國內(nèi)外低滲氣藏滲流特征和合理配產(chǎn)以及遞減規(guī)律研究概況； （ 2）從實(shí)際氣藏出發(fā)，針對氣藏開發(fā)中存在的問題 ,歸納總結(jié) 多層合采致密氣井開采特征。 （ 3） 利用新場氣田上沙溪廟氣藏的低滲致密砂巖巖心進(jìn)行滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)，主要包括干巖心，含水巖心以及裂縫巖心的應(yīng)力敏感實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)，得到了 低滲、 特低滲砂巖氣藏的基本滲流特征 ；推導(dǎo)出考慮應(yīng)力敏感影響和啟動(dòng)壓力 梯度 影響的氣井產(chǎn)能方程 ， 并實(shí)例計(jì)算了它們對氣井產(chǎn)能的影響 ，為低滲砂巖氣藏開發(fā)的進(jìn)一步研究提供充分的理論依據(jù)。 （ 4） 在常規(guī)配產(chǎn)分析方法研究基礎(chǔ)上， 建立 了 多層合采氣井階段性合理配產(chǎn)數(shù)學(xué)模型 ,提出一種可行的計(jì)算機(jī)解法，并 編制程序進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，對 氣井采取 的 不同配產(chǎn)方式進(jìn)行對比研 究。 （ 5）分析了不同配產(chǎn) 下的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間預(yù)測以及 采收率的 確定 ， 并編制程序計(jì)算了不同儲量、產(chǎn)能、配產(chǎn)下的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間和采收率，給出了氣井初期以及目前的合理配產(chǎn)量的建議 。 （ 6） 分析了上沙氣藏 不同類型氣井的產(chǎn)量遞減規(guī)律， 結(jié)合 數(shù)值模擬研究和對實(shí)際氣井分析得到了影響遞減規(guī)律的關(guān)鍵地質(zhì)因素和開發(fā)工程因素，并 由此分析了 影響氣井穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素，提出了減緩氣藏遞減的開發(fā)技術(shù)對策 。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 5 第 2 章 新場 上沙溪廟 氣藏基本特征 分析 我國的致密砂巖氣藏分布廣泛，包括鄂爾多斯盆地的蘇里格、大牛地等大型氣田儲集層，以二疊系低孔低滲河流相致密砂巖為主；四川盆地川西坳陷的新場氣田和洛帶氣田儲集層也以河流相低滲透致密砂巖為主。本文主要根據(jù)新場氣田上沙溪廟氣藏的特征，歸納致密砂巖氣藏的 儲層 特征以及 上沙氣藏的動(dòng)態(tài)特征和開采中存在的問題，為 下 一步研究提供依據(jù) 。 新場上沙溪廟氣藏基本地質(zhì)特征 構(gòu)造特征 新場構(gòu)造是孝泉背斜向東延伸的一個(gè)平緩鼻狀構(gòu)造 (背斜 )，總體呈西高東低，南陡北緩的不對稱分布。南翼 傾角比 北翼 大 ， 大約 5176。左右 ， 北翼 相對 平緩，傾角 大約 176。左右。從 JS24 層底面構(gòu)造圖上可見，鼻狀構(gòu)造的高點(diǎn)在 CX468 井 到 CX160 井 一線，高點(diǎn)埋深大約在～ 1800m 左右，工區(qū)內(nèi)位于構(gòu)造北翼的 CX157井埋深最深， 埋深大約在 ～ 1990m左右 。鼻狀構(gòu)造 (背斜 )軸線位于 CX1681～ X818～ L104等井一線， 工區(qū)內(nèi) 軸線長約 ， 走向?yàn)楸睎|東向。 新場氣田內(nèi)斷裂不發(fā)育， 構(gòu)造東部發(fā)育一些小逆斷層， 這些小逆斷層近平行于主斷層且 分布密度較高， 走向?yàn)榻媳毕?、北北東向或北北西向 ， 在沙溪廟組內(nèi)斷距 10m 左右。 沉積特征 及砂體展布 新場沙溪廟組氣藏儲層主要分布在三角洲平原分流河道和三角洲前緣河口砂壩中，各時(shí)期的物源 方向差異和同一時(shí)期不同區(qū)域的微環(huán)境差異影響了儲層的儲集性，且不同時(shí)期的古環(huán)境演化決定了儲層的縱向發(fā)育規(guī)律。 JS22 砂體沉積相主要為三角洲平原砂壩，沉積微相主要為強(qiáng)烈進(jìn)積型 分流河道側(cè)積、 分流河道砂壩，少量發(fā)育決口扇，該層河道寬度相對 JS24 層窄些，物源方向?yàn)楸睎|向。 JS24 砂體 北部發(fā)育三角洲平原砂壩，總體上 主要為三角洲前緣砂壩沉積，沉積微相主要為強(qiáng)烈進(jìn)積型 分流河道側(cè)積、分流河道砂壩 ，少量發(fā)育 決口河道及 河心灘，該層河道很寬，最寬處達(dá)到 5km左右，由北向南呈毯狀延伸。JS21 砂體沉積微相主要為強(qiáng)烈進(jìn)積型 分流河道 側(cè)積、 分流河道砂壩， 沉積相主要為三角洲平原砂壩，由北向南共發(fā)育 4支水下分流河道，其中位于中部的 2支河道規(guī)模較大。 JS23 砂體 沉積微相主要為強(qiáng)烈進(jìn)積型分流河道側(cè)積、分流河道砂壩，沉積相 主要為三角洲前緣砂壩沉積，由北向南共發(fā)育 2支水下分流河道，其中位于東北部的一支河道規(guī)模較大。 JS2 JS23 層分流河道側(cè)積微相明顯較主力層 JS2 JS24 層發(fā)育，這也是 JS2 JS23 層產(chǎn)能普遍較低的主要原因。 表 21 新場 上沙溪廟 氣藏層位劃分表 氣藏 氣層 單層 JS2 JS21 JS21 JS22 JS22 JS222 JS23 JS23 JS232 JS24 JS24 儲層特征 儲層巖性 新場上沙溪廟氣藏氣井產(chǎn)量遞減規(guī)律研究 6 據(jù) 50 口井的巖心觀察及薄片資料統(tǒng)計(jì)，新場地區(qū)上沙溪廟氣藏儲層的巖石類型以灰色、淺綠灰色中～細(xì)粒巖屑長石砂巖為主，部分井段夾有少量薄層 泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖 及 棕紅色泥巖 。儲層總體上表現(xiàn)為 物性條件較差的致密的塊狀砂巖 。 儲層物性 據(jù) 26 口井 1985 個(gè)樣品 煤油法孔隙度 統(tǒng)計(jì)結(jié)果 ,上沙溪廟組氣藏最大孔隙度 %，最小孔隙度%，平均孔隙度為 %，從 孔隙度頻率直方圖（圖 21）可見，各井的主峰位都在 811%之間。最大滲透率 103μ m2，最小滲透率 103μ m2，平均滲透率 103μ m2。從滲透率頻率直方圖（圖 22）可見，各井的主峰位都在 ～ 103μ m2 之間，屬典型的致密儲層。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22孔 隙 度 （ % ）0102030405060708090100 頻率（% ） 圖 21 上沙氣藏孔隙度直方圖 滲透率（ md ） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 0 0 0 .0 1 0 .0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 1 . 0 圖 22 上沙氣藏滲透率直方圖 儲層非均質(zhì)性 上沙溪廟組地層與上下鄰層構(gòu)造形態(tài)一致， 由于新場構(gòu)造為一平緩鼻狀構(gòu)造，無大的斷裂帶出現(xiàn)，整體構(gòu)造簡單，因而上沙氣藏地層也 無大的 隆起和斷裂帶， 且規(guī)律性不強(qiáng)， 即使小裂縫也只是偶見，因此 構(gòu)造因素對儲層非均質(zhì)性影響較小，而平面上受 成巖后生作用 以及 沉積微相變化 的影響較大。 儲層流體特征 （ 1）天然氣化學(xué)組分 沙溪廟組氣藏產(chǎn)出流體以天然氣為主，同時(shí)還產(chǎn)少量 地層水 和 凝析油 。天然氣甲烷含量 比例最高，達(dá)到 ～ %，平均含量 為 %， 其次是 乙烷含量 ，約為 ～ %，低重?zé)N 的 平均含量 %， 氮?dú)獾钠骄?%， 二氧化碳 的 平均含量 %，相對密度 ～ ，屬品質(zhì)西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 7 優(yōu)良的干氣。 （ 2）地層水 性質(zhì) 地層水水型為 CaCl2 型， 具有 典型長期高度封閉狀態(tài)下的水化學(xué)特征， 這些特征表明氣藏 封存條件較好 ，地層水總礦化度在 ～ 30000mg/L 之間 。從各單井生產(chǎn)歷史來看 絕大部分井 每 月產(chǎn)水量不足 1m3，對氣藏主體部位生產(chǎn) 暫時(shí)沒有 造成明顯的影響。 （ 3）凝析油含量及 性質(zhì) 凝析油為無色 ～ 淺黃色、透明 ～ 半透明，具有 低粘度 (～ ，平均值 )、 低密度(～ g/m3，平均值 )、低餾點(diǎn) (30～ 97℃ )及餾程短等典型凝析油特征。凝析油含量 ～ ，平均 。 氣田開發(fā)動(dòng)態(tài)特征 簡況 開發(fā)簡況及現(xiàn)狀 新場氣田 上 沙溪廟 組 氣藏發(fā)現(xiàn)于 1990 年，主要由 JS2 JS2 JS2 JS24 這 4 套含氣砂體組成 。平均孔隙度為 %，平均滲透率為 103μm2， 試井解釋有效滲透率低于 103μm2，埋深為2200~2500m， 屬典型的致密砂巖儲層。氣藏的原始地層壓力在 40~45MPa，屬異常高壓氣藏 （ 壓力系數(shù)介于 ~ 之間 ） 。 上沙 氣藏自 1998 年加砂壓裂工藝取得突破，產(chǎn) 量開始大幅度提升。 2020年氣藏實(shí)施開發(fā)方案， 2020年完成產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模，目前處于穩(wěn)產(chǎn)階段。 整個(gè)氣藏采用一套層系，一套井網(wǎng)開發(fā)，平均井距500600m， JS22 和 JS24 為主力產(chǎn)層， JS21 和 JS23 儲量品位較差，僅作部分接替。截止 2020 年 12月底， 沙溪廟氣藏 JS2 JS2 JS2 JS24 氣層累計(jì)提交探明儲量 108m3， 累計(jì) 開發(fā) 動(dòng)用 儲量 108m3，開發(fā)可采儲量 108m3， 開發(fā)動(dòng)用 儲量主要分布在 上沙 氣藏的 JS2 JS24氣層。 2020 年底，新場氣田 上沙 氣藏共有氣井 227 口，開井?dāng)?shù) 218口，開井率 %。日產(chǎn)氣水平 104m3/d，單井日均產(chǎn)氣 104m3/d，氣藏產(chǎn)量主要分布在主力產(chǎn)層 JS2 JS24層，日產(chǎn)氣占整個(gè) 上沙 氣藏的 %左右。 2020 年產(chǎn)氣 108m3，歷年累計(jì)產(chǎn)氣 108m3。 動(dòng)用儲量采速為 %、采出程度為 %； 地質(zhì)儲量采氣速度、采出程度分別為 %、 %，總體上采出程度較低。老井 年自然遞減率 %， 折算年綜合遞減率 %。 氣藏綜合采氣曲線見圖 23。 1997 1998 1999 2020 2020 2020 200 3 2020 2020 2020 2020 2020 2020生 產(chǎn) 時(shí) 間02020400060008000100001202014000Qg(10^4m^3)01200240036004800Qw(m^3)04812162024P(MPa)月產(chǎn)氣量月產(chǎn)水量平 均 油 壓平 均 套 壓050100150200250生產(chǎn)井?dāng)?shù)050000100000150000202000250000300000350000400000450000500000550000600000650000700000750000Gp(10^4m^3)累 積 產(chǎn) 氣 量 圖 23 新場氣田 上沙 氣藏綜合采氣曲線 (自 1997 年起 ) 在 上 沙氣藏的 4 個(gè)氣層中，主力產(chǎn)層 JS2 JS24 氣層有生產(chǎn)井 182 口，日產(chǎn)氣 104m3/d 左右，占?xì)獠厝债a(chǎn)氣的 64%，單井日均產(chǎn)氣 104m3/d。非主力產(chǎn)層 JS2 JS23 氣層現(xiàn)有生產(chǎn)井新場上沙溪廟氣藏氣井產(chǎn)量遞減規(guī)律研究 8 45 口，日產(chǎn)氣 104m3/d。各氣層的開發(fā)指標(biāo)見表 22。 表 22 新場 上沙 氣藏 小層 開發(fā)指標(biāo)表 （ 2020 年 12 月底） 氣層 探明 儲量 108m3 動(dòng)用 儲量 108m3 可采 儲量 108m3 生產(chǎn) 井?dāng)?shù) 口 平均 油壓 MPa 日產(chǎn)氣 104m3/d 年產(chǎn)氣 104m3 累產(chǎn)氣 104m3 采氣 速度 % 采出 程度 % JS21 34 11312 46877 JS22 84 43795 245271 JS23 11 7104 34541 JS24 98 43004 370494 合計(jì) 229 105525 702100 氣藏開采中存在的主要問題 （ 1）氣井的生產(chǎn)壓差大，產(chǎn)能遞減快 氣井在生產(chǎn)過程中單位壓降產(chǎn)氣量小，生產(chǎn)壓差普遍偏大，其單位壓降產(chǎn)氣量平均僅為220?104m3/MPa左右。 就氣藏而言，氣井投產(chǎn)初期 大 多數(shù)井生產(chǎn)壓差在 10～ 25MPa之間， 加砂壓裂井的生產(chǎn)壓差為 ， 氣藏的平均生產(chǎn)壓差為 。氣井的產(chǎn) 量 是以不斷放大生產(chǎn)壓差來實(shí)現(xiàn)的， 然而可供放大的生產(chǎn)壓差是有限的， 因此生產(chǎn)壓差大，導(dǎo)致氣井的產(chǎn)量 遞減較快。 （ 2）氣藏滲流特征情況及對氣井產(chǎn)能的影響不清楚 上沙氣藏屬于低滲致密砂巖氣藏， 以前 關(guān)于對氣藏地下滲流特征的研究及滲流變化對氣井產(chǎn)能的影響研究很少，特別是應(yīng)力敏感特征，含水飽和度變化 ，不同類型裂縫的閉合等對氣井產(chǎn)能的影響幾乎沒有，他們對于充分認(rèn)識地下滲流情況對氣井的影響具有重要意義。 （ 3） 氣藏井口壓力水平低， 50%的氣井面臨定壓降產(chǎn) 目前老井平均井口油壓僅 ，約 50%氣井油壓在 2～ 5MPa 之間，即將面臨定壓降產(chǎn)，其產(chǎn)量占全氣藏的 1/3，氣藏總體處于穩(wěn)產(chǎn)后期。 表 23 新場 JS2 氣藏生產(chǎn)井按壓力分布統(tǒng)計(jì)表