（油气井工程专业论文）子洲气田山2气藏开发评价及有利区筛选.pdf

英文摘要 s u b j e c t ： s p e c i a l i t y ： n a m e ： i n s t r u c t o r ： i n s t r u c t o r ： d e v e l o p m e n te v a l u a t i n ga n dp a y a b l ea r e as c r e e n i n go fz i z h o ug a sf i e l d s h a n 2g a sr e s e r v o i r o i la n d g a sw e l le n g i n e e r i n g z h a n gx i a o j u n ( s i g n a t u r e ) g u oj i a n m i n g ( s i g n a l it i a n t a i ( s i g n a t u r e a b s i r a c 。i z i z h o ug a sf i e l di so n eo ft h ei m p o r t a n tg a sf i e l d si ne a s t e r no r d o sb a s i n s h a n - 2g a s r e s e r v o i ri st h em a i ng a sr e s e r v o i ri nt h ea r e a t h en a t u r a lg a sr e s e r v e si ns h a h - 2g a sr e s e r v o i r r e a c h9 2 2 6 x10 8 m 3b yt h ee n do f2 0 0 5 i ta c c o u n t sf o ra b o u t9 0p e r c e n to ft o t a ln a t u z a lg a s r e s e r v e si nz i z h o ug a sf i e l d z i z h o ug a sf i e l d ss t a r tp r o d u c t i o ni na u g u s t2 0 0 7 a n d i th a s f o r m e da l la n n u a lc a p a c i t yo f5 xl0 8 m 3 a tp r e s e n t , s h a n 2g a sr e s e r v o i ro fz i z h o ug a sf i e l di si n a l li n i t i a ls t a g eo fe x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n t i t sp r o d u c t i o na r e ai so n l y3 2 o ft o t a lg a s b e a r i n ga r e a i t sp r o d u c i n gl e v e li sv e r yl o w a c c o r d i n g t ow e s t - e a s tn a t u r a lg a st r a n s m i s s i o n p r o j e c t ，s e c o n ds h a n x i b e i j i n gg a st r a n s m i s s i o np i p e l i n ep r o j e c t ，n a t u r a lg a sd e m a n do f a l o n gi t s l i n ea n di t sd o w n s t r e a mm a r k e t , a n dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fc h a n g q i n gg a sf i e l d sa f t e r 2 010 a c c e l e r a t el a r g e s c a l ee x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n tp a c eo fs h a n - 2g a s r e s e r v o i ri s i m m i n e n t i nv i e wo ft h ec o m p l e xg e o l o g i c a lc o n d i t i o n so fl o wp o r o s i t y , l o wp e r m e a b i l i t y , l o w p r e s s u r e ，s t r o n gh e t e r o g e n e i t ya n dt h eu r g e n tp r o d u c t i o nd e v e l o p m e n ts i t u a t i o ni nt h ea r e a , i n o r d e rt om a k eb e t t e rd e v e l o p m e n tp r o g r a m si nt h en e x ts t e p ，a n dd e v e l o pg a sf i e l ds c i e n t i f i c a l l y , r e a s o n a b l y , h i g he f f i c i e n t l y , w em u s tb e f u r t h e rd e e p e n i n gt h eu n d e r s t a n d i n gg e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so fs h a n 2g a sr e s e r v o i r ，a n a l y z i n gt h ed y n a m i co fp r o d u c t i o nz o n eg a sw e l la n d t h ep r e s s u r ed e c l i n e ，e v a l u a t i n gt h ec a p a b i l i t yo fg a sw e l li np r o d u c t i o nz o n e ，m ed y n a m i c r e s e r v e s ，t h ep o t e n t i a lo fs t a b l ep r o d u c t i o n , t h ed e v e l o p m e n ti n d e x ，a n ds c r e e n i n gf a v o r a b l ea r e a g a sr e s e r v o i r t h e ya r et h en e c e s s a r yp r e c o n d i t i o n sf o r s h a h 一2g a sr e s e r v o i rd e l i v e r a b i l i t y c o n s t r u c t i o n , n e ww e l l si n t op r o d u c t i o n , l a r g e s c a l ed e v e l o p m e n t t h u s ，i t i s p a r t i c u l a r l y i m p o r t a n tf o rt i m e l ym a k i n gs h a h - 2g a sr e s e r v o i re v a l u a t i o no fd e v e l o p m e n ta n ds e l e c t i o no f p a y a b l ea r e ai nt h er e g i o n t h i sp a p e rs t u d i e dz i z h o ug a sf i e l dn e o p a l e o z o i cs h a h - 2g a sr e s e r v o i ro fe a s t e r no r d o s b a s i n f i r s t l y , b ya n a l y z i n gt h e c o r ed a t a , l o gd a t a , w e l ll o gd a t ae t c ，u s i n g r e s e r v o i r c h a r a c t e r i z a t i o n , g r a p h i cm e t h o d , w ee v a l u a t e ds h a h - 2g a sr e s e r v o i ri ns t a t i cw a y f r o mn i n e a s p e c t s ，w h i c ha r e t h es l r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i c s ，s e d i m e n t a r yf a c i e s ，s a n db o d yd i s t r i b u t i o n , d i a g e n e t i cf a c i e s ，r o c kc h a r a c t e r i s t i c s ，p o r es t r u c t u r e ，p h y s i c a lp r o p e r t i e s ，h e t e r o g e n e o u s i i l 英文摘要 r e s e r v o i re v a l u a t i o na n dc o n t r o l l i n gf a c t o r so fh i g hp e r m e a b i l i t yz o n e a n dw ee s t a b l i s h e d c l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r d so fs h a h 2g a sr e s e r v o i ra c c o r d i n gt or e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ，w h i c hb u i l t u pb a s i sf o rs e l e c t i o np a y a b l ea r e ao fs h a n 一2g a sr e s e r v o i r s e c o n d l y , t h r o u g hd y n a m i c p r o d u c t i o n , w e l lt e s td a t a , e t c ，u s i n gr e s e r v o i re n g i n e e r i n gp r i n c i p l e s ，w i t h m a t h e m a t i c a l s t a t i s t i c s ，g r a p h i c a l ，d y n a m i ca n a l y s i s ，w ee v a l u a t e ds h a n 一2g a sr e s e r v o i ri nd y n a m i cw a y f r o m f o u ra s p e c t s ，w h i c ha r et h eg a sw e l l d y n a m i ca n a l y s i s ，r e s e r v o i rp r e s s u r ed i s t r i b u t i o n , d e l i v e r a b i l i t yc h e c ka n di m p l e m e n t a t i o n o fd y n a m i cr e s e r v e s t h e s eo f f e r e di m p o r t a n tr e f e r e n c e s f o rs e l e c t i o np a y a b l ea r e ao fs h a h 一2g a sr e s e r v o i r t h i r d l y , w ee s t a b l i s h e dc r i t e r i as e l e c t i o no f p a y a b l ea r e ao nt h eb a s i so fd e p t ha n a l y s i so fr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c sa n dd y n a m i cp r o d u c t i o no f z i z h o ug a sf i e l ds h a n 2g a sr e s e r v o i ri nt h es t a t i ca n dd y n a m i cw a y w es e l e c t e di ，i i ，t y p e f a v o r a b l er e g i o n a n dw em a d eo p t i m i z a t i o no fw e l ll o c a t i o na c c o r d i n gt ot h es e l e c t i o no f p a y a b l ea r e a f i n a l l y , w es i m u l a t e ds h a n - 2g a sr e s e r v o i rp r o d u c t i o n a r e au s i n gn u m e r i c a l s i m u l a t i o nt e c h n o l o g yo nt h eb a s i so ft h r e e - d i m e n s i o n a lg e o l o g i c a lm o d e l a n dw ep r e d i c t e di t s d e v e l o p m e n ti n d e x t h er e s u l t ss h o 、e dm a ti + i ic l a s sf a v o r a b l ea r e ao fz i z h o ug a sf i e l di s6 81 7 k m 2 t h e a v a i l a b l ei + i ic l a s sf a v o r a b l ea r e ai s2 81 2 k i n 2 a n d c l a s sf a v o r a b l ea r e ai s8 7 2 3 k m 2 c l a s sf a v o r a b l ea r e aw i t h i nt h ep r o v e da r e ai s30 9 1k m 2 ，w h i c hc a l lb er e l a t i v e l yi m p l e m e m e d i t c a nb ear e p l a c e m e n tb l o c k t h es i m u l a t i o ns t u d i e so fp r o d u c t i o na r e ai ng a sr e s e r v o i rs h o wt h a t i fp r o d u c t i o na r e af l o w sa tr a t eo f4 7 x10 8 m 3p e ra n n u a l ，p r o d u c t i o np l a t e a uo fn a t u r a l p r o d u c t i o ni sa b o u t5y e a r s ，t h e np r o d u c t i o np l a t e a uo fp r e s s u r i z e dp r o d u c t i o n i sa b o u t2 1y e a r s ， w h i c hn o to n l yc a ng u a r a n t e eah i 【g hr a t eo fg a sp r o d u c t i o n , b u ta l s oc a no b t a i nb e t t e r d e v e l o p m e n ti n d i c a t o r s s oi ti sm o r ea p p r o p r i a t e k e y w o r d s ：z i z h o ug a sf i e l d r e s e r v o i re v a l u a t i n gd e v e l o p m e n te v a l u a t i n g s c r e e n i n gp a y a b l ea r e a t h e s i s ：r e s e a r c ha b o u ta p p l i c a t i o n nt e c h n o l o g ya n da p p l i c a t i o nf o u n d a t i o n i v 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录 到中国学位论文全文数据库并通过网络向社会公众提供信息服务。本人离校后发表 或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大 学。 论文作者签名： 导师签名： - 注：如本论文涉密， 日期：毖：笸：罗 r 朝凼- o 易暑 日期：萨- 扫- 1 ( 含解密年限等) 。 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究的目的和意义 近年来，随着石油工业的向前发展，天然气需求量持续上升，自2 0 0 6 年以来，国内 天然气需求量年增长率均超过1 5 ，到“十一五 末国内天然气需求总量将超过 1 0 0 0 x 1 0 8 m 3 ，使天然气成为我国当前主要的支柱能源之一。 从全国第三轮石油天然气资源评价结果【l j 来看，我国陆地上天然气资源量为 3 5 x 1 0 1 2 m 3 ；其中低渗透致密砂岩天然气资源量大约为1 4 x 1 0 1 2 m 3 ，占我国天然气总资源量 的4 0 左右；低渗透致密砂岩天然气资源在我国相当丰富，主要分布在四川、塔里木、鄂 尔多斯等盆地。可见，开发天然气的前景是非常乐观的。而开展天然气开发研究，尤其进 行低渗透致密砂岩气藏有利区筛选、开发评价、生产动态研究，可以使低渗透致密砂岩气 藏开发更加科学、合理、高效，采出率更高，能够更好的满足天然气日益增长的需求。 鄂尔多斯盆地天然气探明储量约为1 7 4 7 3 x 1 0 1 2 m 3 【2 j ，2 0 0 9 年天然气总产量达 1 8 9 5 x 1 0 8 m 3 ，占全国天然气总产量的2 5 左右，跃升为中国目前最大的产气区。 本次研究区子洲气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部，是近年新发现并探明的天然气 田，属于典型的低渗透致密砂岩气藏。截止2 0 0 5 年，子洲气田山2 气藏己经累计探明天然 气地质储量9 2 2 5 8 x 1 0 8 m 3 ，计算含气面积1 1 4 2 5 9 k m 2 ，未来规划建成l o x l 0 8 m 3 年的年 生产能力，子洲气田将成为西气东输又一个重要的气源区。根据西气东输、陕京二线及其 沿线、周边下游市场的天然气需求，并且考虑2 0 1 0 年后长庆气区的持续发展、加快子洲 气田山2 气藏的大规模勘探开发步伐迫在眉睫。 面对子洲气田山2 气藏低孔、低渗、低压、较强非均质性的复杂地质情况和紧迫的生 产开发任务，为了更好地制订下一步开发方案，达到科学、合理、高效开发气田的目的， 进行子洲气田山2 气藏开发评价及有利区筛选研究，将进一步深化对山2 气藏构造特征、 沉积特征、砂体展布规律、成岩作用、储层物性等地质特征认识，结合研究气井生产动态 分析、压降规律、产能评价、动态控制储量等成果，可综合加深认识山2 气藏天然气富集 规律，筛选出气藏有利区，并评价投产区稳产潜力及开发指标，为子洲气田山2 气藏的产 能建设、新井投产、大规模开发奠定良好基础，积累经验，提供充分的依据，同时为编制 气田初步开发方案、规划及开展相关科研工作奠定基础。 子洲气田山2 气藏的科学高效开发，为下一步的产能建设目标提供技术支持，将进一 步提高气田大规模的勘探开发效果。因此，预期所取得的成果有着巨大的经济效应和社会 效益，同时具有广阔的应用前景。 西安石油大学硕士学位论文 1 2 国内外研究现状 1 2 1 低渗透致密砂岩气藏有利区筛选方法研究现状 罗蛰潭、王允诚等教授【3 1 ( 1 9 8 6 ) ，利用系统的孔隙结构理论与研究技术，对低渗透致 密砂岩气藏的孔隙结构进行研究。罗蛰潭、王允诚教授等人根据我国四个大区十二个气田 一千多块致密砂岩岩心压汞毛管压力曲线资料及铸体薄片等有关孔隙类型资料，提出了根 据孔隙类型和毛管压力特征进行低渗透致密砂岩气藏分类评价的方法。把低渗透致密砂岩 气藏分类为好至非常好的储集岩、中等储集岩、差的储集岩和非储层四种类型，作为低渗 透致密砂岩气藏有利区筛选的重要标准。 曾大乾等教授【4 】( 1 9 9 4 ) ，从地质成因出发，对低渗透致密砂岩储层的形成过程进行系 统研究。根据不同地质因素在低渗透致密砂岩储层形成过程中控制作用的大小，可将低渗 透致密砂岩储层分为原生低渗透储层，次生低渗透储层和裂缝性低渗透储层三类。对于低 渗透致密砂岩储层评价、有利区预测以及真正掌握低渗透砂岩储层的地质特点具有重要意 义。 进入本世纪后，长庆油田侯雨庭、石玉江等教授【5 】( 2 0 0 1 ) ，针对鄂尔多斯盆地低渗透 致密砂岩气藏四性关系的一般特征：岩性控制物性、物性控制含气性；利用s e h l u m b e r g e r 公司g e r f r a m e 中r o c k d a s s 软件，实现了对上古生界砂泥岩剖面中岩性的划分，成功划分 出泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、岩屑砂岩、石英砂岩、煤层、白云岩、灰岩。其结果 对于上古生界砂岩储层评价、预测筛选天然气的高产富集区具有重要的意义。 西南油气田陈颖莉、陈古明等教授f 6 】( 2 0 0 5 ) ，针对白马庙蓬莱镇致密砂岩次生气藏。 根据沉积相带和砂体展布与天然气富集关系的研究，得出了沉积微相对砂体展布规律、储 层优劣及气井产能高低的控制作用。认为：沉积微相制约气井，特别是中高产气井的分布。 此结论对低渗透致密砂岩气藏的有利区预测具有重要的参考价值。 成都理工大学张哨楠等教授1 7 ( 2 0 0 8 ) ，根据低渗透致密砂岩储层的成因将其归类为4 种：由自生粘土矿物的大量沉淀物所形成的低渗致密砂岩储层；由胶结物的结晶改变 原生孔隙所形成的低渗致密砂岩储层；高含量塑性碎屑因压实作用所形成的低渗致密砂 岩储层；粒间孔隙被碎屑沉积时的泥质充填所形成的低渗致密砂岩储层。其结果有助于 对低渗透致密砂岩储层有利区的预测和评价。 经过2 0 多年的发展，天然气成藏机理、储层评价等多方面技术在低渗透致密砂岩气 藏已经得到了很好的应用和发展。对低渗致密砂岩气藏，目前国内研究的重点都放在成岩 作用和对储层演化的控制作用上【8 】。通过成岩作用的研究，弄清储层的成岩演化序列，及 成岩作用对储层的改造过程，最终预测有利的孔渗分布段。基于此，近年来国内提出了成 岩相的概念，成岩相是反映成岩环境的物质表现，即反映成岩环境的岩石学特征、地环化 学特征和岩石物理特征的总和，这些特征包括压实组构、自生矿物、胶结类型、溶蚀组构 及孔隙组合等，是迄今为止岩石所经历的全部成岩事件综合作用的产物。许多院校或专家 2 第一章绪论 以成岩作用研究为基础，结合对不同成因砂体，不同储层部位的取样分析，从原生沉积因 素和后生成岩作用两个方面，进行微观孔隙结构进行研究，进而评价其渗流特征，找出高 渗油气藏的控制因素，已成为一种有效的研究技术和评价手段。 在国外，美国和加拿大对低渗透致密砂岩气藏勘探和开发的程度最高，在低渗透致密 砂岩储层评价研究方面积累了大量的经验。国外致密砂岩气藏主要指发现于盆地中心或者 是连续分布的大面积天然气藏，也有观点认为大多数的致密气藏是位于常规构造、地层或 复合圈闭中的低渗储层中，通常被称为“甜点”【9 】。致密砂岩气藏具有低孔渗、连通性差 的特点，储层评价及有利区筛选研究水平是有效开发该类气藏的关键因素。国外致密砂岩 气藏描述、评价和筛选主要依赖于岩石学、测井和试井三种手段。 b y r n e s 等教授【l o l ( 1 9 9 7 ) ，著作了一本有关致密砂岩气藏岩石性质的文集，该书详细 论述了致密砂岩气藏岩石的粒度、密度、胶结和饱和度指数、压汞毛细管压力、孔隙度、 渗透率、泄气临界含气饱和度和阳离子交换能力等参数的测试方法。此书对提高评价致密 砂岩储层物性参数的准确性、减少物性参数测试误差很有价值。 为了降低低渗致密砂岩气藏中碳氢化合物以及流体接触关系评价的不确定性。s h e n g d i n g 等教授【1 1 】( 2 0 0 2 ) ，提出了一种新方法叫m o d ( 一种基于e x c e l 校正饱和度和海拔 关系的综合方法) ，这种方法在国外已经成功应用于测井曲线校正，能更好地确定致密砂 岩气藏中诸如地层水饱和度和潜水面等岩石物理性质。在致密砂岩气藏的有利区预测和勘 探开发决策中，该方法的应用起到了举足轻重的作用。 由单井资料提供的裂缝强度数据无法准确地外推到整个气田，利用统计技术的一些手 段可处理存在于气藏建模中的这类问题。p a t r i c km w o n g 等教授【1 2 j ( 2 0 0 3 ) ，介绍了一种基 于软件计算方法的综合技术，说明了这种技术怎样提高裂缝描述的工作流程，进而识别“甜 点 ，预测气藏有利区。研究也表明了裂缝强度估计及其误差分析是一个非常有用的工具， 可以用于识别潜在的气藏有利区以减少风险。 为了提高低渗致密砂岩气藏孔隙度计算的准确性，m m a b u s h a n a b 等教授 1 a l ( 2 0 0 5 ) ， 提出了一种使用密度测井( d e n ) 和核磁共振测井( n m r ) 相结合来计算孔隙度的经验方法， 并用岩心孔隙度校正，这种新的孔隙度被称作密度一核磁响应孔隙度( d m r ) 。此方法可以 比较准确地计算致密砂岩气藏的储层孔隙度和含气饱和度等物性参数。岩石物性参数的准 确性有助于减小致密砂岩储层有利区筛选的不确定性。 目前国外通过计算相对准确的孔隙度、渗透率以及定性地判别储层中的流体性质提高 低渗致密砂岩气藏评价技术，在气藏评价的基础上进行低渗致密气藏精细描述和有利区预 测，研究气藏砂体展布和含气富集带，包括透镜体砂岩大小、形状、方向和分布的确定， 储层物性在空间分布的定量描述，从而优选出低渗致密砂岩气藏相对高渗富集区，科学合 理布井开发。 西安石油大学硕士学位论文 1 2 2 低渗透致密砂岩气藏开发评价方法研究现状 随着天然气需求的不断增加和常规天然气资源的日益减少，非常规低渗透致密砂岩气 藏正成为后备天然气资源的新领域，迅速发展。在最近几十年里，世界许多含油气翁地相 继发现了低渗透致密砂岩气藏，且地质储量非常巨大，使非常规低渗透致密砂岩气藏的开 发成为天然气开采的热点。德国、美国、加拿大等先后发现了大型低渗透致密砂岩气藏。 低渗透致密砂岩气藏资源在我国十分丰富，主要分布在塔里木库车山前白垩系、鄂尔多斯 盆地上古和四川盆地西部中生代等地区，特别在鄂尔多斯盆地上古己形成了一定的勘探开 发态势。但我国低渗透致密砂岩气藏的开发水平比较低，同世界先进国家的开发水平相比 较还有一定的差距。目前，国内在低渗透致密砂岩气藏的勘探开发实践方面，主要以长庆 油田为代表，通过长期的研究与实践，使渗透率大于o 2 o 5 m d 的低渗透致密砂岩气藏 得到了合理高效开发。 西安石油大学高成泰等教授【1 4 】( 1 9 9 7 ) ，对传统气藏物质平衡法进行了修正，建立了 定容气藏动态预测的两区互补物质平衡法模型。其考虑了气藏开采中高产区和低产区之间 区域性压力差异和区域间的气量补给，利用新模型研究了鄂尔多斯盆地中部气田在不同井 网和开发指标下的生产动态以及区域间补给量的变化规律，并建议对于低渗透气田，在满 足一定稳产年限和总产量水平的条件下，为了提高气田开发经济效益，应当适当提高区域 间非均衡开采程度，即在高产区多打井，利用高产区的井采出部分低产区的天然气，从而 减少低产区的井数。 长庆油田公司杨华、金贵孝等教授级高工【1 5 】( 2 0 0 1 ) ，在综合分析气藏动、静态特征 的基础上，建立了长庆低渗透致密砂岩气藏储层分类标准，结合数值模拟和定容气藏物质 平衡方法，采用正交实验法计算并分析论证了各试验因素( 采气速度、井网密度和布井方 式) 之间的影响关系及其与各项指标( 稳产期、3 0 年末采出程度) 的交互影响，提出对低渗 透致密砂岩气藏“高密低稀 ( 高产区密布井、低产区稀布井) 的布井方式；并结合经济评 价研究，得出了高低渗区不同的合理井网密度和低渗致密砂岩气藏合理的采气速度，为合 理高效开发低渗透致密砂岩气藏提供了可靠的依据。 西安石油大学高成泰教授【1 6 】( 2 0 0 2 ) ，根据长庆低渗透致密砂岩气藏的现状，将整个 气田划分为若干个储集层相对均质的区块，根据单井采气方程确定出每个区块平均产能方 程，该方法能较好地描述特定储集层的产能变化特征，评价储集层的平均产能以及确定气 井合理工作制度和生产规模等，在生产规模确定的基础上应用物质平衡方程评价了气田的 稳产能力和开发指标，给早期开发评价以及开发方案设计提供了科学的依据。该方法在长 庆低渗致密砂岩气田的开发评价中得到广泛应用，效果比较明显。 长庆油田公司李安琪、谭中国等教授级高工【l 刀( 2 0 0 6 ) ，针对榆林气田南区低渗透致 密砂岩气藏的特点，基于气藏地质研究，从低渗透致密砂岩气藏开发总体思路和模式( 气 藏工程、钻井工艺、开采工艺、经济评价等) 多方面阐述了低渗透致密砂岩气藏科学、合 4 第一章绪论 理、高效的开发。得出了以下低渗透致密砂岩气藏的开发经验：气藏开发过程中要从多 学科、多方面加深气藏开发评价研究，适时进行科学的开发调整，提高开发经济效益和采 收率；选择性开展产能试井；深入进行气井动态分析，分类评价气井稳产能力，核实 气井产能，确定气井合理工作制度；落实气藏( 井) 动态地质储量、可采储量；开展 数值模拟研究，对气藏的开发动态进行跟踪；开展低渗低产井渗流规律、递减规律研究， 通过理论计算得到某些动态监测技术指标；针对不同储层特征，采用经济、实用、有效 的增产工艺技术；低渗低产井可以推广小油管生产方式；重视各环节的经济评价工作。 长庆油田公司王永强、刘占良等高i t l 8 】( 2 0 0 8 ) ，根据榆林气田南区低渗透致密砂岩 气藏的地质特征，从低渗透致密砂岩气藏高效开发的思路出发，建议加强气藏开发动态分 析，主要包括气井产能核实和气井分类管理，并且探讨了气井分类方法和判断标准，采用 多项评价指标分析气田效益形势，为气田的开发评价工作奠定了基础，实现了榆林气田南 区低渗透致密砂岩气藏的科学开发。 西南石油大学王燕、唐海等教授【1 9 】( 2 0 0 9 ) ，根据当井口压力下降到最小外输压力，稳 产期结束，以稳产结束时的井口压力作为约束条件，可以由下提出了一种简单预测低渗致 密砂岩气田稳产潜力的方法：比产能法。此方法首先确定了稳产预测结束时的地层压力与 无阻流量，根据气田的生产资料，做出无阻流量和与采收率的关系曲线，回归两者的关系 式，将稳产结束时的无阻流量代入无阻流量与采收率的关系式中，得到稳产结束时的采收 率。将地质储量与稳产结束时采收率相乘就是稳产结束时的累积产气量，根据稳产结束时 的累积产气量可以算出稳产年限。应用此方法可以快速估算气藏稳产潜力，对于低渗致密 砂岩气田的稳定生产以及稳产对策的实施具有重要指导意义。 国外对低渗致密砂岩气藏的开发评价工作非常重视，目前低渗致密砂岩气藏开发及评 价技术较为成熟的是美国和加拿大【2 0 1 ，早在六、七十年代，由于国内天然气需求量较大， 美国开始重视低渗致密砂岩气藏的勘探开发，从政策上给予优惠，从技术上开展基础地质 研究、大型压裂增产，动态开发评价等，促进了低渗致密气藏的工业化开发，使低渗致密 气藏的产气量迅速上升，从1 9 7 0 年到1 9 9 4 年，美国低渗致密气藏的产气量增加了约5 倍， 达到7 0 5 x 1 0 8 m 3 ，到2 0 0 0 年产气量达到9 5 0 x 1 0 8 m 3 ，占全国产气量的1 6 ，2 0 0 4 年正在开 采的低渗致密砂岩采气井超过1 2 0 0 0 0 口，相当于美国总产气井数的1 3 以上。据报道美国 低渗致密砂岩气藏储量已超过1 4 x 1 0 1 2 m 3 ，而全世界非常规天然气资源量约8 0 0 到1 0 0 0 万 亿方，大部分还处于未全面开发阶段。 从国外低渗透致密砂岩气藏开发评价的方法来看【2 l 】，主要应用气藏工程和数值模拟檀 术相结合的方法对待藏进行开发评价。该方法的要点是，应用数值模拟技术拟合气藏工程 产能研究结果，使气藏动态模型臼较好地渡拟不同结构储集层的气井产能特征，从而获羌 较为可靠的气藏开发指标。模拟气井产能的主要参数可以是储集层有效地层系数、表皮因 子、非达西紊流系数以及气井流入流出特征等。 在低渗透致密砂岩气藏的开发过程中，国内外均重视动态、静态相结合的分析评价方 5 西安石油大学硕士学位论文 法，当两者出现矛盾时，当然以动态特征、反映为主。在加深气藏地质特征研究、气藏精 细描述的基础上，广泛开展动态分析评价，重视采用动态法落实地质储量、可采储量，精 细试井解释，从动态角度划分压力系统，充分应用动态资料估算泄流范围，评价合理井距、 井网。显然，重视动态资料的应用和气藏工程研究，无疑是当今气田开发技术的发展重点 和要点。 1 3 问题的提出 子洲地区天然气勘探始于上世纪八十年代，当时在本地区发现了一些出气井点。 但由于储层较致密，产量较低，未取得实质性突破。子洲气田于2 0 0 3 年开始进行大规 模勘探工作，2 0 0 5 年子洲气田山2 气藏己经累计探明天然气地质储量9 2 2 5 8 1 0 8 m 3 ，计 算含气面积11 4 2 5 9 k m z 。 子洲气田于2 0 0 7 年正式投产，至2 0 0 9 年底累计生产天然气9 9 3 2 7 x l o s m 3 。在其勘 探开发的过程中，发现了诸多问题，其中令人注目的问题有： 1 ) 对其试气成果数据分析，截止2 0 0 9 年1 2 月子洲气田共完钻井1 3 7 口，其中4 4 口 井试气无阻流量低于3 0 x 1 0 4 m 3 d ，属于低产气井，占总井数的3 2 左右；由于对有利区域 认识不清，导致中高产气井钻遇成功率偏低，其严重影响了该地区的开发效果和开发进程。 2 ) 对其生产动态数据进行分析，也发现了类似的问题，投产区内各井在开发过程中 产量相差悬殊，高产井日产气可达数十万方，低产井日产气却仅仅只有几千方。 3 ) 子洲气田另一个实际情况是：山2 气藏至2 0 0 5 年勘探含气面积1 1 4 2 5 9 k m 2 ，但目 前动用面积仅3 6 7 3 k m 2 ，动用面积仅占总含气面积的3 2 1 左右，气田动用程度非常低， 正处于勘探开发初期，根据产能任务规划，子洲气田下一步将面临大规模的勘探开发工作。 为了对工区内中高产气井钻遇成功率偏低、投产气井产量悬殊这一问题做出合理解释 以及更好地指导子洲气田下一步大规模的勘探开发工作，减少下一步开发井部署的风险、 提高中高产气井钻遇成功率。有必要对决定气田产能的气藏地质特征进行研究，结合投产 区的生产动态分析、产能评价、动态控制储量评价，进一步筛选出气藏有利区，并对投产 区的开发现状、稳产能力及开发指标进行评价，通过上述研究，能更好地制订子洲气田下 一步开发方案，对子洲气田其他区块的开发提供可靠的经验，以降低开发决策的风险性， 提高中、长期开发规划的科学性，为规模高效合理开发子洲气田提供技术支持。因此，及 时开展该地区山2 气藏开发评价及有利区筛选研究就显得尤为重要。 1 4 主要研究内容 本论文的主要研究内容如下： 1 ) 从构造特征、沉积相、砂体展布、成岩相、岩石学特征、孔隙结构、物性特征、 非均质评价和高渗储层主控因素九个方面对山2 储层地质特征进行详细的研究，引用了岩 石骨架参数建立了石英砂岩判识标准，根据储层特征建立了山2 储层分类标准。 6 第一章绪论 2 ) 结合动态与静态资料建立了山2 气藏投产井分类标准，并对已投产井进行了分类， 按类别对己投产井进行了生产动态分析。 3 ) 计算了山2 气藏已投产区目前地层压力，并研究了目前地层压力分布。 4 ) 确定了山2 气藏气井“一点法”产能经验公式，评价了已投产气井产能。 ， 5 ) 落实与评价了山2 气藏已投产井动态控制储量。 6 ) 结合静态、动态资料建立了有利区筛选标准，确定了山2 气藏有利区分布，并进行 了井位优选。 7 ) 对山2 气藏己投产区进行了数值模拟，并预测其开发指标。 1 5 技术路线 子洲气田山：气藏开发评价及有利区筛选 静态上评价山：气藏 由：气藏地质特征研究 动态上评价山：气藏 动态分析及产能评价 动态预测 录井资料ii 岩芯资料i l 测井资料ii 试井试采资料| i 生产动态资料由：气藏三维地质建模 储 瑟 构 造 特 征 储 层 沉 积 徽 相 特 征 储 层 砂 体 平 面 展 雍 储 层 石 性 特 征 储 层 孔 隙 结 构 及 类 型 储 层 物 性 特 征 储 层 非 均 质 性 特 征 气 并 分 类 及 动 态 分 析 地 层 压 力 确 定 及 分 布 气 井 产 能 评 价 图1 - 1 子洲气田山2 气藏开发评价及有利区筛选技术路线 7 由：气藏数值模拟 出：气藏开发指标预测 气并动态控制储量评价高渗储瑶主控因素分析 成岩作用及成岩糨分布 西安石油大学硕士学位论文 本文以子洲气田山2 气藏为研究对象，在对子洲气田录井、岩芯、测井、试井、生产 动态等原始资料整理的基础上，首先，从构造特征、沉积相、砂体展布、成岩相、岩石学 特征、孔隙结构、物性特征、非均质评价和高渗储层主控因素九个方面在静态上对山2 气 藏进行了评价，并根据储层特征建立了山2 储层分类标准，为山2 气藏的有利区筛选奠定 了基础。其次，从气井动态分析、地层压力分布、产能核实和动态控制储量落实四个方面 在动态上对山2 气藏进行了评价，为山2 气藏的有利区筛选提供了重要的依据。再次，在 对子洲气田山2 气藏储层特征和气田生产动态深入分析的基础上，从静态、动态两个方面 制定了有利区筛选标准，从而筛选了气田有利区域，并在有利区筛选的基础上进行了井位 优选。最后，在三维地质模型的基础上，利用e c l i p s e e l 0 0 模型对山2 气藏投产区进行了数 值模拟，预测了其开发指标( 如图1 1 ) ，为气田大规模勘探开发和投产提供可靠的依据。 8 第二章子洲气田概况与地质特征研究 第二章子洲气田概况与地质特征研究 2 1 子洲气田勘探开发概况 子洲气田是近年新发现并探明的天然气田，气田西北端与榆林气田接壤，北部与米脂 气田叠置。区域构造隶属鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部。行政区域位于陕西省榆林市米腊、 子洲、绥德、清涧等县境内i 捌( 见图2 - 1 ) 。 囤2 - 1 于洲气田位置圈 2 0 0 3 年随着对榆林气田南区的深化勘探，发现榆林气阳南区山2 组含气石英砂岩展布 有向东南子洲地区进一步延伸的趋势。在经过充分的地质论证及地震预测后，在子洲地区 部署实施2 口预探并y 2 8 、y 2 9 ，其中y 2 9 井在井深2 5 0 7 m 的山2 组钻遇砂层厚1 7 4 m ， 解释气层厚59 m ，气水层厚6 7 m ，后经地测获得28 4 5 2 x lo | m 3 d 的工业气流，压裂试气 求得无阻流量为2 77 7 9 0 1 0 4 m 3 d 的较高产工业气流，日产水69 m 3 。至此拉开了于洲地区 以山2 气藏为主要目的层的大规模勘探序幕i 丑j 。截止2 0 0 5 年，子洲气田山2 气藏累计探明 天然气地质储量9 2 25 8 x 1 0 5 一，计算含气面积】1 4 25 9 k m 2 。在前期勘探评价工作及地质认 识的基础上，子洲气田于2 0 0 7 年8 月底正式投产，当年投产5 1 口井，平均单井产量23 x 10 4 矗，d ，形成40 1 0 8 一，a 的年生产能力。目前，子洲气田山2 气藏共完钻井1 3 7 口， 其中6 41 2 井投产，平均单井产量2 5 1 1 0 4 m 3 d ，形成50 1 0 。一a 的年生产能力。 西安石油大学硕士学位论文 2 2 储层构造特征 2 2 1 山2 气藏构造特征 根据鄂尔多斯翁地的地质演化史及现今地质构造特征埘，将鄂尔多斯盆地划分为伊盟 隆起、伊陕斜坡、渭北隆起、晋西挠裙 带、天环坳陷和西缘逆冲带六个构造单 元( 见图2 1 ) 。伊陕斜坡在侏罗纪已具 有雏形，主要形成于