夏子街油田三疊系油氣藏井氣臉特征及其機(jī)理

夏子街油田三疊系油氣藏井氣臉特征及其機(jī)理

夏子街油田的三疊紀(jì)油氣藏是一系列正旋回陸源碎屑堆積的油氣藏。巖性為礫巖、砂質(zhì)礫巖和各種巖屑砂巖。儲(chǔ)層為特厚層，最小氣含量，特低滲透，微孔，中度敏感，非均質(zhì)性強(qiáng)。氣頂氣主要分布在夏子街油田夏18—36井區(qū)夏21斷塊、夏18斷塊、X1080斷塊克下組和白口泉組,克下組自上而下分S71、S72、S73、S74、S75、S8等6個(gè)砂層組。夏子街油田自1992年油藏投入開(kāi)發(fā)以來(lái),先后有27口發(fā)生氣竄,嚴(yán)重影響原油生產(chǎn);通過(guò)論證,油藏開(kāi)發(fā)要獲得經(jīng)濟(jì)效益必須油氣同采。油氣藏氣涌井劃分克拉瑪依油田克—烏大斷裂上盤(pán)各油氣藏基本上都屬于不帶氣頂?shù)娘柡陀筒?開(kāi)發(fā)初期由于各種原因造成注水不及時(shí),注水開(kāi)發(fā)后,又由于注水速度低,地層壓力下降快,導(dǎo)致油藏嚴(yán)重脫氣,統(tǒng)計(jì)這些油氣藏?zé)o因次生產(chǎn)氣油比與無(wú)因次壓力之間的關(guān)系,經(jīng)分析得回歸公式為:GORD=(pR/pb)-4.3(1)式中:GORD為無(wú)因次氣油比(任一時(shí)刻生產(chǎn)氣油比與原始溶解氣油比之比值);pR為任一時(shí)間油藏地層壓力,MPa;pb為油藏飽和壓力,MPa。將夏子街油田夏18～36井區(qū)百口泉組、克下組油氣藏開(kāi)發(fā)早期數(shù)據(jù)點(diǎn)入圖中,發(fā)現(xiàn)夏子街油田也遵循這個(gè)規(guī)律。說(shuō)明夏子街油田任意時(shí)刻的地層壓力代入上述公式計(jì)算的氣油比為該地層壓力下的最高溶解氣氣油比。夏子街油田中下三疊統(tǒng)油藏射孔方案數(shù)值模擬得出地層壓力維持在飽和壓力的0.8倍以上油氣藏開(kāi)發(fā)效果較好,以地層壓力維持在飽和壓力的0.8倍的氣油比為正常井最高生產(chǎn)氣油比(310m3/t)。取目前克下組油氣藏地層壓力代入上式計(jì)算得的生產(chǎn)氣油比為高氣油比井的最高生產(chǎn)氣油比,即氣油比310～570m3/t為高氣油比井。假設(shè)夏子街油田不帶氣頂時(shí),數(shù)值模擬得油藏開(kāi)發(fā)采用自然衰竭開(kāi)采方式時(shí),單井溶解氣產(chǎn)量很難超過(guò)5000m3/d;結(jié)合油氣熱值,則氣竄井為日產(chǎn)氣大于5000m3、氣油比大于1000m3/t。氣油比570～1000m3/t為油氣井。因此,根據(jù)日產(chǎn)氣量和氣油比情況制定出油氣藏氣竄井的劃分標(biāo)準(zhǔn):①氣竄井,日產(chǎn)氣≥5000m3、氣油比≥1000m3/t;②油氣井,氣油比570～1000m3/t;③高油氣比井,氣油比310～570m3/t;④正常井,氣油比<310m3/t。油氣竄壓類型內(nèi)的動(dòng)態(tài)資料根據(jù)氣竄劃分標(biāo)準(zhǔn),分析油井射孔位置與油氣界面的位置關(guān)系,結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料,得出油井氣竄主要有四種類型:縱向竄、橫向竄、橫縱向竄、射開(kāi)氣層(見(jiàn)圖1)。在這幾種類型中,每種氣竄類型并不是獨(dú)立存在的,而是與其它類型相互作用,并受井組注水的影響,構(gòu)成復(fù)雜的混向潛流。1.砂層組氣竄呈透射非織造布的巷道內(nèi)縱向竄是在油層地層壓力下降時(shí),氣頂氣沿著儲(chǔ)集物性好的方向垂直向下竄。這種類型既可發(fā)生在相互連通的砂層組之間,也可以發(fā)生在同一砂層組之內(nèi),主要特征是氣竄呈透鏡體分布。在平面上,主要發(fā)生在夏21斷塊東部,該區(qū)域泥巖隔層不發(fā)育,克下組油水井從射孔井段頂部到油氣界面之間有隔層的井有19口,只占斷塊總井?dāng)?shù)37.78%,大部分井隔層完全缺失,氣竄沿儲(chǔ)集物性好、隔層不發(fā)育、壓降大的方向縱向竄?？v向竄氣井7口,占?xì)飧Z井?dāng)?shù)25.92%。2.砂層組內(nèi)部氣竄碳基橫向竄主要指同一砂層組內(nèi),在油層壓力下降、氣竄沿平行隔層的同一韻律層推進(jìn)時(shí),遇上油井而發(fā)生氣竄。這種類型一般發(fā)生在砂層組之內(nèi),泥巖隔層相對(duì)穩(wěn)定,油井固井質(zhì)量好,不可能發(fā)生砂層組之間的縱向竄。夏18斷塊砂層組之間的泥巖隔層穩(wěn)定,最大隔層厚度達(dá)20m。因此,橫向竄主要發(fā)生在夏18斷塊,共有13口井,占?xì)飧Z總井?dāng)?shù)的48.15%。3.儲(chǔ)集層物性好橫縱向竄主要指同一砂層組內(nèi),在油層壓力下降時(shí),氣竄在沿平行隔層的同一韻律層推進(jìn)途中,天然氣又沿縱向儲(chǔ)集層物性好,壓力降大的方向縱向竄。這種類型既有橫向竄的特征,又有縱向竄的特征;既可發(fā)生在砂層組內(nèi)部,又可發(fā)生在砂層組之間,這種類型主要與儲(chǔ)集物性的好壞和壓降方向有關(guān),橫縱向竄都發(fā)生在夏21斷塊,占?xì)飧Z井的7.41%。4.射擊開(kāi)口層在油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中,接近油氣界面附近的油井,直接射開(kāi)了氣層,這類井主要在X1080斷塊百口泉組,共有5口井,占?xì)飧Z井的18.52%。氣流元件法目前,國(guó)內(nèi)外確定油井氣竄氣量的方法主要有平均生產(chǎn)氣油比法、礦場(chǎng)統(tǒng)計(jì)法和物質(zhì)平衡法。1.生產(chǎn)氣油比與產(chǎn)油量的計(jì)算運(yùn)用油藏油井生產(chǎn)資料,計(jì)算出油藏平均生產(chǎn)氣油比,用平均生產(chǎn)氣油比與當(dāng)前產(chǎn)油量計(jì)算出的氣量是溶解氣量。對(duì)于飽和油氣藏,在生產(chǎn)過(guò)程中,生產(chǎn)氣油比往往比初期大得多,有時(shí)大幾倍。因此,這種方法劈分的氣量誤差較大。2.氣竄量公式修正確定單井發(fā)生氣竄的時(shí)間,將單井發(fā)生氣竄前的最高氣油比作為基數(shù),利用單井生產(chǎn)氣油比與基數(shù)之差來(lái)計(jì)算氣量。其計(jì)算公式為:Qg=Qo(GOR2-GOR1)(2)式中:GOR1為發(fā)生氣竄前最高生產(chǎn)氣油比,m3/t;GOR2為發(fā)生氣竄后生產(chǎn)氣油,m3/t;Qo為目前的產(chǎn)油量,t/d;Qg為氣竄氣量,m3/d。Q=∑i=1nQg(3)Q=∑i=1nQg(3)式中:i、n為發(fā)生氣竄的開(kāi)始與終止時(shí)間;Q為氣竄期的累積氣竄量,108m3。3.儲(chǔ)藏主導(dǎo)質(zhì)量及含氣飽和度根據(jù)物質(zhì)平衡原理,溶解氣累積產(chǎn)氣量等于油藏溶解氣地質(zhì)儲(chǔ)量減去地下剩余油中的溶解氣與滯留在油層中的游離氣量之和。Qp=Qs-(Qs1+Qs2)(4)式中:Qp為溶解氣累積產(chǎn)量,108m3;Qs為油藏溶解氣地質(zhì)儲(chǔ)量,108m3;Qs1為地下剩余油中的溶解氣量,108m3;Qs2為滯留在油層中的游離氣量,108m3。應(yīng)用PVT資料,求出地下剩余油中溶解氣油比(Rs),則在地下剩余油中的溶解氣量為:Qs1=(N-Np)Rs×10-4(5)式中:N為石油地質(zhì)儲(chǔ)量,104t;Np為累積采油量,104t;Rs為地下溶解氣油比,m3/t。根據(jù)油氣相對(duì)滲透率曲線,可以得到地層原油中脫出游離氣開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的含氣飽和度(Sgc),則滯留在油層中的游離氣量可以用容積法儲(chǔ)量計(jì)算公式估算,即Qs2=0.01A0hφSgc/Bg(6)式中:A0為含油面積,km2;h為油層平均有效厚度,m;φ為油層平均有效孔隙度,%;Sgc為游離氣開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的含氣飽和度,%;Bg為天然氣體積系數(shù)。氣頂油藏累積氣竄氣量為:Qpg=Qpc-Qp(7)式中:Qpg為累積氣竄氣量,108m3;Qpc為累積伴生氣量,108m3。上述三種方法各有優(yōu)劣,目前利用夏子街油田動(dòng)態(tài)資料,總結(jié)出一種適合本油田氣竄氣量劈分的一種方法——無(wú)因次壓力與氣油比關(guān)系法,該法已用于油田氣竄氣量的劈分。4.氣竄氣量的計(jì)算夏子街油田有一部分油井遠(yuǎn)離氣頂,生產(chǎn)一直正常。根據(jù)其生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料,統(tǒng)計(jì)克下組、百口泉組油氣藏生產(chǎn)比較正常的油井的生產(chǎn)氣油比,求出生產(chǎn)氣油比與無(wú)因次地層壓力的關(guān)系(見(jiàn)圖2),其關(guān)系為:克下組pR/pe=3×10-5GOR2-0.0139GOR+2.1727(8)百口泉組pR/pe=8×10-6GOR2-0.0066GOR+1.6942(9)式中:pe、pR為原始地層壓力、不同生產(chǎn)時(shí)間的地層壓力,MPa;GOR為氣油比,m3/t。利用以上關(guān)系可計(jì)算出不同無(wú)因次壓力下的生產(chǎn)氣油比,將不同無(wú)因次壓力下的氣油比作為溶解氣生產(chǎn)氣油比,從而計(jì)算出溶解氣量。那么,超出計(jì)算溶解氣量之外的氣量即為氣竄氣量。根據(jù)上述方法的劈分,夏子街油田到目前共累積產(chǎn)氣竄氣量5.11×108m3,氣頂氣采出程度為13.93%,符合夏子街油田油氣生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征。氣頂開(kāi)發(fā)對(duì)油藏的影響1.氣竄和干氣業(yè)的特性氣頂氣竄對(duì)油藏的影響是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,對(duì)夏子街油田來(lái)說(shuō),主要分三個(gè)階段,第一階段,氣竄氣給油井補(bǔ)給能量,并在油氣藏前緣形成混相驅(qū),促進(jìn)原油生產(chǎn);第二階段,利用天然氣易溶于原油的特性,攜帶部分原油到地面;第三階段,是指油井主要產(chǎn)氣竄氣,攜帶微量的油。氣竄對(duì)油井的影響主要是第三階段,使油井變成了氣井;對(duì)整個(gè)油藏來(lái)說(shuō),從油氣界面非均勻推進(jìn)開(kāi)始就產(chǎn)生影響。利用克下組油氣藏正常井年產(chǎn)油量與無(wú)因次壓力作關(guān)系,利用該關(guān)系計(jì)算出油藏正常生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)油量,利用計(jì)算值與實(shí)際值相比較,可得出油井氣竄對(duì)油藏的影響。到1997年底,克下組氣竄共累積少產(chǎn)原油8.81×104t(見(jiàn)表1),損失原油采收率1.32%。1992、1993年由于生產(chǎn)工作制度不合理和氣頂彈性能量的作用,使油井產(chǎn)油量大于正常井折算產(chǎn)油量。2.損失原油采收率低利用數(shù)值模擬技術(shù),考慮油氣之間是否屏蔽注水、注水時(shí)間、采氣層位、采氣量四種方式討論氣頂開(kāi)發(fā)對(duì)油藏的影響。根據(jù)模擬結(jié)果,氣頂開(kāi)發(fā)對(duì)油藏的影響有以下特點(diǎn):①氣頂開(kāi)發(fā)盡量采用屏蔽注水,并達(dá)到注采平衡,若不注水,克下組油氣藏到廢棄含水率時(shí),將損失原油21.38×104t,損失原油采收率3.2%;②氣頂開(kāi)發(fā)應(yīng)盡早注水,注水時(shí)間推遲一年,就將