东坪气田东坪1区块基岩气藏水侵规律研究.pdf
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1、第41卷第3期OIL&GASEXPLORATIONANDDEVELOPMENT|油气勘探与开发10 3东坪气田东坪1区块基岩气藏水侵规律研究Dongping 1 block of Dongping gas field房晶媛!马鸿礼曾丽张影三王秋保文刘拴仪孙智伟11.中国石油天然气集团有限公司青海油田采气三厂,甘肃敦煌736202;2.中国石油西南油气田公司川东北作业分公司,四川达州6 36 16 4摘要:东坪1区块基岩气藏属构造控制的底水块状气藏,基岩内幕裂缝发育特征复杂,地质条件特殊,储层非均质性强。随着气田开发的不断深入,气藏水侵严重,产能递减快,气藏水侵趋势未能得到根本控制。深化地质认识
2、,分析东坪1区块气藏储层特征,确定出气藏具有“平面分区、纵向分带”的特点。运用水封物质平衡法计算单井水侵参数,以动静结合的方式研究气藏水侵规律,通过水侵规律研究与优化生产工艺相结合,完善并调整气藏整体治水方向,调整后的气藏日排水量大幅提升,削弱气藏内水体能量和底水的水侵速度,水封气得到不同程度的释放,实现部分停躺气并自喷生产和气井产气量的增加。研究成果对基岩气藏的水侵预防、识别、治理具有指导作用,可为尖北、昆特等同类型基岩气藏中后期开发提供借鉴与参考。关键词:基岩气藏;储层特征;水侵规律D0I:10.3969/j.issn.1006-5539.2023.03.015Research on wa
3、ter invasion pattern of bedrock gas reservoir inFANG Jingyuan,MA Hongli,ZENG Li,ZHANG Ying,WANG Qiubao,LIU Shuanyi?,SUN Zhiweil1.Gas Production Plant 3 of Qinghai Oilfield CNPC,Dunhuang,Gansu,736202,China;2.PetroChina Southwest Oil and Gasfield Chuandongbei Operating Company,Dazhou,Sichuan,636164,Ch
4、inaAbstract:The Dongping 1 block bedrock gas reservoir belongs to a structurally controlled bottomwater block gas reservoir.The development characteristics of internal fractures in the bedrock arecomplex,the geological conditions are special,and the reservoir heterogeneity is strong.With thecontinuo
5、us deepening of gas field development,gas reservoir water invasion is severe,production capacityis decreasing rapidly,and the trend of gas reservoir water invasion has not been fundamentally controlled.This paper deepens geological understanding,analyzes the reservoir characteristics of Dongping blo
6、ck 1gas reservoir,and determines that the gas reservoir has the characteristics of“plane partitioning andvertical zoning.Using the water seal material balance method to calculate the water invasion parametersof a single well,the water invasion pattern of a gas reservoir is studied through a combinat
7、ion of dynamicand static methods.By combining water invasion pattern research with optimization of productionprocesses,the overall water control direction of the gas reservoir is improved and adjusted.After收稿日期:2 0 2 2-0 4-0 1基金项目:中国石油天然气股份有限公司科技重大专项“柴达木盆地老气区控水稳气及新气区高效开发技术研究”(2016E-0106GF)作者简介:房晶媛(1
8、98 5-),女,辽宁本溪人,助理工程师,学士,主要从事气藏动态研究。E-mail:天然气与石油1042023年6 月NATURALGAS AND OILadjustment,the daily drainage volume of the gas reservoir is significantly increased,weakening the waterenergy and bottom water invasion speed in the gas reservoir,and the water seal gas is released to varyingdegrees,realiz
9、ing flowing production for partial shutdown gas wells and an increase in gas wellproduction.The results provide guidance for the prevention,identification and control of water invasion ofbedrock gas reservoir and provide reference for the development of similar bedrock gas reservoir in thelater stag
10、e.Keywords:Bedrock gas reservoir;Reservoir characteristics;Water invasion pattern2.2裂缝特征0前言目的层段内主要解释出四种裂缝:高导缝、微裂缝、东坪气田位于柴达木盆地西北部阿尔金山前东段,构造整体为向南盆地内部倾伏的鼻隆构造。区内发育基岩风化壳、中生代与新生代三套地层,气藏开发层系以基岩风化壳为主1-3。东坪1区块目前已钻气井32口,于2 0 15年底建成规模产能,最大产气量达到38 0 104m/d,但受底水快速侵入影响,产量呈快速递减趋势,到2 0 2 0 年初产气量仅10 10*m/d,稳产难度较大4。东
11、坪1区块基岩气藏地质特征特殊,气水关系复杂,受水侵影响,气藏产能挖潜难度大。因此,深人研究气藏断层、裂缝发育和展布特征,分析其与水侵规律的关系,挖潜水封气区潜力,探讨有效的治理措施和开发调整策略是十分必要的。1气藏构造特征东坪1区块基岩内幕构造细节上基本保持一致,通过前人地质研究,新解释内幕断层17 条、边界断层4条5。基岩断层主要划分为三类,包括边界断层、近南北向断层、北西一南东向和近东西向断层。与坪东断层平行的内幕断层,多为延伸长、沿脊部呈南北向分布的断层,与近北西向延伸较短的断层共同构成了基岩的内幕断裂系统6-7。基岩断层对裂缝的控制作用明显,主要发育走向以北西和北北西向为主的裂缝,为主
12、要的渗流和水侵通道。2气藏储层特征2.1物性特征东坪1区块基岩储层属于双重介质,储集空间包括基质溶蚀孔洞和裂缝两种类型;受地壳抬升幅度、基岩遭受风化剥蚀程度、淋滤作用强弱等因素影响,基岩顶部30 m左右网状缝、溶孔/洞较为发育,越靠近基岩顶,物性越好3-8。根据东坪10 5井、坪1H-2-3井等井的毛管压力曲线分析,东坪1区块基岩储层孔隙结构具有双重介质特征,均为裂缝控制,具有极低排驱压力、喉道分布极不均匀的特点。诱导缝、高阻缝。高导缝是以构造作用为主形成的天然裂缝,对于储层的形成和改造具有重要作用,为正弦波形曲线影像,影像为深色(黑色),是开启缝;微裂缝属于沿水平节理方向发生溶蚀、扩大而形成
13、的裂缝,多为中低角度;诱导缝在钻井过程中产生,非天然裂缝,沿井壁对称方向出现,呈羽状或雁列状;高阻缝为正弦波形曲线影像,影像为连续亮色10-1。根据前期研究成果,利用地震资料进行井间裂缝的空间展布及参数预测,指导裂缝定量表征与气水运动规律研究12。风化程度决定了储层纵向上的发育特征,裂缝主要集中发育中上段,说明基岩顶部物性较好,横向沟通能力较强,生产天数长,累产气高132.3储层非均质性东坪1区块基岩储层非均质性较强,具有“纵向分带、平面分区 的特点142.3.1纵向分带纵向上根据物性及气测显示将东坪1区块基岩划分为强溶蚀带、弱溶蚀带、裂缝带、致密带。物性上,强溶蚀带 弱溶蚀带 裂缝带 致密带
14、;气测显示上,强溶蚀带 弱溶蚀带 裂缝带 致密带。2.3.2平面分区平面上受物性、岩性、裂缝发育程度等因素影响,非均质性强,可分为四个区,其中,构造脊部(区)裂缝发育程度高,高产井集中分布,见表1及图1。表1东坪1区块基岩气藏平面分区表Tab.1Partition table of bedrock gas reservoir in Dongping 1block名主控岩性称断层分布I构造西翼花岗片麻岩为主构造脊部角闪片麻岩为主,花岗片麻岩脊部东翼角闪片麻岩,局部有钙质片麻岩中等中IV构造北部花岗片麻岩为主低低裂缝发产能育程度分布低低中等一高高第41卷第3期OIL&GASEXPLORATIONA
15、NDDEVELOPMENT油气勘探与开发10 5164281643042图例72气井探井设计井正钻井500逆断层等高线含气面积水平井水平段0500L427042683水侵规律研究3.1出水特征分析气藏出水主要分为两个类别,上产、稳产期产水少且为凝析水,快速递减、低产治理期产水为地层水,见图215。目前气藏以增压气举排水为主,产水量7 50 m/d,水气比6 8.8 m/10000m。其中脊部东翼已全面水侵,水淹停躺井有16 口。(.P-,u,01)/鲁2一产气量一产油量一产水量(.P.1)/鲁4002000-142016-08-022014-02-1图2 东东坪1区块历史生产曲线图Fig.2
16、Historical production curve of Dongping 1 block3.2水侵特征分析3.2.1水体能量水侵替换系数可以表征气藏的边底水活跃程度,按照SY/T60982010气田可采储量标定方法中边底水活跃度划分标准,当水侵替换系数I0.4时,边底水为42D7208-F1断坪1-2-4东坪10 6009-1 000 m600坪1H-2-F5断层坪1-2 52坪西1号断层坪1-2-3坪1H-7坪1-3-5-600元0T1-2-500-700坪1-2-8丫F1断层700坪美断层2-800800-900东坪4-900-1000F13-1100图1东坪1区块基岩气藏平面分区图
17、Fig.1 Plane zoning map of bedrock gas reservoir in Dongping 1 block活跃;当0.15 I0.4时,为次活跃;当 0.15时,为不活跃。计算公式:W-W,Bw/=G,B.R式中:I为水侵替换系数;为储容比;R为采出程度;W。为累计水侵量,m;W,为累计产水量,m;G,为累计产气量,m;B为原始天然气体积系数,m/m;B为地层水体积系数,m/m。对于水驱气藏,当水驱指数Iw0.1时为弱水驱气400(,P.,u)/鲁70061-10-610z026302020-04-1时间900坪-23平东坪Ht01坪1-2-114平1H-平1-年3
18、新-700F-4断折星平1坪1-2-4坪1H-2-2009坪1-3-427断层-800东坪10 400L-600平1H-2-6坪12-8买1-2-12-700-800一-800-1000-900-1100-100016428藏,当水驱指数Iw0.3时为强水驱气藏,当水驱指数1w在0.1 0.3时为中水驱气藏17。计算公式为:W。IwG,B,+W,Bw式中:lw为水侵指数;B.为气藏天然气目前体积系数,m/m。统计2 3口井并计算,从计算结果看,水侵替换系数1为0.2 4,水驱指数Iw为0.2 9,东坪1区块为中水驱气藏,水驱活跃程度为次活跃。水体的活跃程度主要受断裂和裂缝发育程度影响,平面上从
19、东往西水驱活跃程度逐渐减弱。强水驱主要分布在脊部构造两侧及东翼,中水驱主要分布在构造西翼及北部局部地区,弱水驱分布在坪西断层低效区一带18,见图3 4。坪1H-2+4-6009断层-700008-009-006-坪东1号断层秤1-900东2 号坪29-700东p5-800坪1-2-t0F6断层-900-900-1 00016430103000110042704268(1)(2)天然气与石油1062023年6 月NATURALGAS AND OIL164/2842图例72气井探井设计井了正钻井逆断层等高线含气面积水平井水平段5001000m42704268164/30东坪10 6坪1H-2-3坪
20、1H-2C坪1长坪H101东坪H102坪1-2-3平1H-2+1坪1-3-5坪1-2-11坪11-3-3坪1H-2-坪1H-2-2坪1坪12-8东坪44272坪1-2-14坪1H-2-4坪1-3一东坪10 3坪1-2-7东坪1坪1-2-6东坪104东坪10 4c坪1H-2-6坪1H-2-8坪1-2-124270坪K3平2-10坪9东坪10 5426816428图3东坪1区块水体活跃程度分布图Fig.3Distribution map of water activity in Dongping 1 block16428图例O气井探井设计井正钻井断层等高线含气面积水平井水平段05002704268
21、16430164/30东坪10 61000m坪1H-273坪1-3坪12坪平H101东坪H102坪1-2-3坪1H-2平1-3-5坪坪1H-2-5坪1-2-4坪11-2-8东坪472坪1-2-14坪1H-2-4东坪10 3坪1-2-11坪1-3-3东坪1坪1H-22坪1-2-6东坪04坪1东坪10 4C坪1H-2+6坪4-2-8坪1-2-124270坪1-2-7坪坪1东坪10 52-10426816428图4东坪1区块水体水驱强度分布图Fig.4Distribution map of water flooding intensity in Dongping 1 block16430第41卷第3
22、期OIL&GASEXPLORATIONANDDEVELOPMENT|油气勘探与开发10 73.2.2水侵量计算3.2.2.1视压力法视压力法通过气藏生产指示曲线计算得到气藏水侵量,采用容积法计算水体倍数、底水与气体体积比来表2 东坪1区块视压力法水侵量计算数据表Tab.2 Calculation data table of water intrusion in Dongping 1 block(apparent pressure method)动态地质储量/Bg/(m-m3)Bw/(mm3)10m10m100.27229.93.2.2.2物质平衡法物质平衡法不考虑气藏的几何形态,也不要求储层的
23、物性参数,主要依据开发过程中的动静态数据和测试资料及必要的流体分析资料,用于计算裂缝性有水气藏的水侵量简便快捷19。计算结果为区块累计水侵量55810*m,见表3。根据物质平衡原理,裂缝性有水气藏的物质平衡式可以写成:表3东坪1区块物质平衡法水侵量计算数据表Tab.3 Water intrusion calculation data table of Dongping 1 block(material balance method)原始地质储量/10m143表4东坪1区块分区水侵参数统计表Tab.4Statistical table of water invasion parameters i
24、n Dongping 1 blockW。/分区名称1构造西翼构造脊部脊部东翼平均/合计一3.3水侵规律研究3.3.1水侵模式基岩储层发育中高角度裂缝,底水易沿裂缝产生纵窜。产气剖面显示底水自下而上逐渐抬升,低部位气井首先水淹,其次为中高部位气井,反映水侵初始阶段以底水纵窜为主。而纵窜的主控因素是断裂及裂缝发育程度,全区来看相对避水高度低的井和裂缝发育程度高的井最先见水。横侵的主控因素是溶蚀带一缝网渗流通道的发育状况。底水首先沿优势断层或裂缝发育带纵窜,在溶蚀+裂缝带或在溶蚀带进行横侵,水侵速度和方向受控于基岩内幕断裂发育程度、岩相、裂缝网络系统、压力的差异性,断裂缝网越发育,纵窜速度越快;断裂
25、缝网和溶蚀段表征,确定圈闭中储存的气及水的地下体积。计算结果为东坪1区块累计水侵量53510 4m,见表2。公式如下:W。=W,Bw+w G BW,/10*m370GpW,10m310*m329.97010.150.120.350.320.330.270.290.24(3)W。/10*m38.27 10-41.05G,B.+W,B=Ng(Bg-B.i)+W。由此,可得气藏的水侵量计算公式:W。=G,B,+W,Bw-N,(Bg -Bg)式中:N,为气藏原始地质储量,10 m。运用物质平衡法计算历年水侵量2 0】,东坪气田排侵比0.12,脊部水侵量最大,是排水的主要区域,见表4。Bg/(mm-)B
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