中国超深层构造型大气田高效开发策略

时间:2018-04-17 编辑整理:李熙枯 郭振华 胡勇 罗瑞兰 苏云河 刘晓华 万玉金 张永忠 李蕾 来源:早发表网


摘要:通过对中国超深层构造型大气田开发的跟踪分析,从影响开发技术政策制定的地质与生产动态特征出发,提出实现气田高效开发的策略。依据储集层基质物性、裂缝发育程度以及基质与裂缝匹配关系的差异,将气藏储集层划分为单孔单渗、双孔双渗和双孔单渗3种类型,明确了不同类型储集层在不同尺度渗透率、动态与静态储量比值以及水侵风险程度等开发生产特征方面的差异。指出气田开发规模确定和水侵风险快速识别是影响超深层构造型气藏开发效果的主要因素;明确气藏特征并有针对性地制定技术政策是实现高效开发的关键。具体策略包括:进一步强化气藏前期评价技术和内容,通过部署高精度开发地震、分批次部署开发评价井和规模试采,准确认识构造、储集层类型、气水分布等气藏特征,落实可动用储量;合理控制建产节奏,保证前期评价时间,确保评价效果;制定合理开发技术政策,以落实的可动用储量作为开发方案编制的基础,重点考虑水侵风险与基质供气能力两个因素,优化开发井位部署和单井配产;持续加强关键技术研究与攻关。

关键词:超深层,构造型大气田,气藏特征,储集层,高效开发,水侵风险,开发策略

0引言

超深层大气田是指埋藏深度超过4500m,探明天然气地质储量超过300x108m3的气田。2000年以来,中国天然气勘探开发业务发展迅速,勘探对象逐步转向深层、超深层并取得重大突破,探明储量与产量快速增长。截至2016年底,已累计探明天然气地质储量2.6×1012m3,年产量突破300x108m3,其中构造型大气田探明储量1.6x1012m3,年产量230x108m3,在超深层大气田中占据主导地位,已成为天然气增储上产和效益增长的主体。由于气藏埋藏深、地震成像精度差、储集层类型多样、气水关系复杂,超深层构造型大气田在开发过程中也暴露出合理开发技术指标和水侵风险程度确定难度大等一系列影响开发效果和经济效益的关键问题。如何更加深入地认识其地质与开发特征,有针对性地提出开发对策,对实现气藏高效开发、提高经济效益、保障地区平稳供气具有重要意义。

本文通过对中国13个超深层大气田地质与开发特征对比分析,将9个构造型气田按储集层进行分类,并跟踪分析各类气田开发效果,总结影响气田开发效果的主要因素,借鉴国内外同类气田的开发经验,提出实现气田高效开发的策略。

1超深层大气田地质特征

1.1分布特征

中国目前已累计探明超深层天然气田27个,其中大气田13个,主要集中在四川和塔里木盆地。13个大气田中8个位于四川盆地,分别是磨溪、安岳、普光、元坝、龙岗、渡口河、铁山坡和罗家寨;4个位于塔里木盆地,分别是大北1、克深、迪那2和塔中I号;仅有千米桥凝析气田位于渤海湾盆地。

纵向上,主力含气层位最新的是古近系,最古老的是震旦系,其余分别为白垩系、三叠系、二叠系、奥陶系和寒武系,尤以二叠系长兴组和三叠系飞仙关组最为集中,包括龙岗、普光、元坝、罗家寨、铁山坡、渡口河6个气田。

1.2沉积环境与气藏特征

气藏类型复杂多样,既有砂岩气藏也有碳酸盐岩气藏,既有岩性气藏也有构造气藏,在温压系统、气体组分等方面也存在明显差异。整体来看,具有以下特征

①以海相沉积环境为主。除库车山前迪那2、大北和克深气田开发层系为扇三角洲或辫状河三角洲沉积外,其余10个气田均为台地边缘颗粒滩、鲕粒滩或生物礁相。

②以构造边、底水气藏为主。受储集层连通性较好和裂缝相对发育的影响,气藏成藏过程中气水分异彻底,除塔中I号、元坝、龙岗长兴组和安岳震旦系灯影组气藏外,其余均表现出明显的构造气藏特征,具有统一气水界面。

③气体性质差异明显。塔里木盆地各超深层大气田以凝析气藏为主(克深气田为干气),四川盆地各气藏普遍为高或中含H:S干气气藏。

2构造气藏储集层类型与开发特征

2.1气藏储集层分类

重点针对超深层构造气藏,从影响开发技术政策制定的地质与生产动态特征出发,依据基质物性、裂缝发育程度以及基质与裂缝匹配关系的差异,将储集层划分为单孑L单渗、双孔双渗、双孔单渗3种类型

①单孔单渗储集层:基质覆压渗透率大于0.IX10_3ixm2,试井与测井渗透率比值0.3~3.0。裂缝不发育,基质存储、基质渗流,在压力恢复双对数图版上径向流段导数曲线为0.5的水平直线。

②双孔双渗储集层:基质渗透率大于0.1×10’3Ixm2,试井与测井渗透率比值3.0~20.0。基质及裂缝存储,基质的气可以直接渗流至井筒,也可向裂缝供气,再经裂缝渗流至井筒。在压力恢复双对数图版上导数曲线下凹,当裂缝渗透率和基质渗透率较接近时,下凹基本变平,在压力恢复双对数图版上表现为视均质特征。

③双孔单渗储集层:基质渗透率小于0.1x10‘3I.tm2,试井与测井渗透率比值大于20.0。基质及裂缝存储,基质向裂缝供气,再经裂缝渗流至井筒。在压力恢复双对数图版上导数曲线为1/2斜率直线,最后为0.5的水平线,但水平线不易观测到。

2.2开发特征

由于构造、储集层、气水分布等地质特征的差异,3种类型气藏在流体渗流、动静态储量比以及水侵风险等开发生产特征方面存在较大差异。

2.2.1不同尺度渗透率差异

受基质物性、裂缝发育程度以及基质与裂缝匹配关系的影响,不同类型储集层试井与测井渗透率存在明显差异:双孔单渗型气藏二者比值明显高于单孔单渗型和双孔双渗型,整体表现为基质低渗、致密,而宏观(试井)呈高产但不稳产的特点;同一气藏不同部位气井的试井与测井渗透率比值也明显不同,在裂缝局部发育条件下,基质物性越差、裂缝越发育,试井与测井渗透率的比值就越大。

2.2.2动态储量与地质储量比值

受多种因素影响,气藏动态、静态储量一般都存在一定差异,探明地质储量普遍大于动态储量,但多数相差10%以内,且随着气藏开采程度的不断提高,这种差异会逐渐减小直至趋同。对克深、迪那2等超深层大气田生产动态跟踪分析表明,受基质供气能力强弱的影响,不同类型储集层的气藏早期估算动态储量与地质储量比值差异明显:双孔双渗型动、静态储量比明显大于双孔单渗型气藏,典型如迪那2气田动、静态储量比达到94%,而克深气田则普遍小于40%,并且基质物性越差,动、静态储量比值越小。基质供气能力与基质物性、裂缝发育程度密切相关,基质渗透率越低、裂缝越不发育,供气能力越弱。对双孔单渗型储集层而言,裂缝网络是流体的主要渗流通道,孔隙是流体的主要存储空间,基质供气不足是造成动、静态储量差异大的主要原因。克深2区块干扰试井结果显示,相距1000m以内的气井在5"--20min内能够探测到邻井的干扰信号,井间渗流干扰性很强;但试井双对数曲线仅显示长期线性渗流特征,未出现径向流特征,表明宏观大尺度裂缝发育但裂缝密度低、基质渗透率低,存在基质供气不足现象。

气藏开发过程中,常以评价的地质储量为基础,通过类比法、经验法和数值模拟法来确定气藏的生产规模。超深层构造气藏动、静态储量存在差异,尤以双孔单渗型最为明显,在开发早期动、静态资料相对有限的情况下,以地质储量为基础进行开发方案编制,常会造成设计产能规模偏大。

2.2.3水侵风险程度

中国超深层构造气藏裂缝普遍发育,并且由于埋深大,地震资料品质差,构造落实程度低,断裂、裂缝预测困难,给井位部署(避水)带来较大挑战。

有水气藏水侵一般有两种形式,一是边底水大面积侵入含气区;二是过大的生产压差使底水快速锥进。生产压差越大水窜越快,很多气井投产短时间就见地层水而气水同产,不久即被水淹。在超深层构造气藏中,双孔单渗型水侵风险明显高于单孔单渗型和双孔双渗型,主要原因为:①双孔单渗型气藏裂缝对渗透率的贡献明显高于双孔双渗型,裂缝对渗透率贡献越大,越易发生快速水侵;②双孔单渗型开发产能规模一般偏大,易造成气藏实际采气速度过高;气井配产较高,生产压差大于合理水平,从而发生非均匀水侵,降低气藏的最终采收率。


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