低滲透砂巖氣藏儲層分類評價方法研究

低滲透砂巖氣藏儲層分類評價方法研究

有效開發(fā)低滲透砂巖含水量儲層的一項重要技術(shù)是選擇富集區(qū)。儲層綜合評價是富集區(qū)選擇的基礎(chǔ)。四川盆地川中地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組低滲透砂巖氣藏開發(fā)過程中氣井產(chǎn)水現(xiàn)象普遍,產(chǎn)能受產(chǎn)水影響嚴重。常規(guī)低滲透儲層評價方法不能完全反映該氣藏特征。因而,以孔隙度、滲透率、含氣飽和度和有效厚度為參數(shù)的常規(guī)儲層評價方法對該氣藏的儲層評價準確度低。需要尋求能全面反映氣藏儲層特點和開發(fā)特征的新評價參數(shù)體系,建立相應(yīng)的儲層評價方法。筆者結(jié)合氣藏儲層靜、動態(tài)特征提出了新的儲層分類評價參數(shù)體系,應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了儲層綜合評價方法。1儲層評價參數(shù)常規(guī)儲層評價參數(shù)中的孔隙度、含氣飽和度和有效厚度綜合反映了儲量大小的信息,滲透率反映了儲量動用后滲流速度的信息。由于中、高滲透氣藏儲量動用率高,有了儲量和動用速度這兩方面的信息就能夠滿足儲層評價的要求,因而常規(guī)儲層評價方法能夠適用中、高滲透氣藏。而對于低滲透氣藏來講,儲量可動用性和儲量大小及動用速度同樣重要,常規(guī)儲層評價方法中沒有反映儲量可動用性的評價參數(shù),因而不適用,需要采用一套能綜合反映這3方面信息的儲層評價參數(shù)體系才能夠正確評價低滲儲層。儲量大小的信息能夠由常規(guī)儲層評價參數(shù)中的孔隙度、含氣飽和度和有效厚度綜合反映。需要補充能反映低滲透儲層儲量可動性方面的評價參數(shù),由于川中地區(qū)須家河組氣藏高含水且產(chǎn)水現(xiàn)象普遍,因而包括氣相的可動性和水相的可動性。另外,低滲透氣藏滲透率與孔隙度沒有明顯的正相關(guān)關(guān)系,表明滲流能力受到微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征的控制,需要從微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征方面補充反映儲層動用速度方面的評價參數(shù)。根據(jù)川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲層、滲流及開發(fā)的靜、動態(tài)特征,參考常規(guī)油氣藏儲層評價參數(shù),在孔隙度、滲透率、含氣飽和度和儲層有效厚度4個常規(guī)評價參數(shù)的基礎(chǔ)上又引進了3個新評價參數(shù),即主流喉道半徑、閾壓梯度和可動水飽和度,構(gòu)建了須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲層綜合分類評價的7參數(shù)體系。1.1中值半徑與滲透率的關(guān)系喉道大小及分布是控制儲層滲流能力的關(guān)鍵。定義對滲透率累積貢獻達95%以前喉道半徑的加權(quán)平均值為主流喉道半徑。須家河組不同儲層巖樣主流喉道半徑和中值半徑與滲透率關(guān)系表明(圖1),主流喉道半徑隨滲透率的增加而增加,二者之間存在非常好的正相關(guān)關(guān)系;但是中值半徑與滲透率之間的相關(guān)性較差。這說明主流喉道半徑不僅能表征儲層基質(zhì)的滲透能力,而且能夠反映儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。儲層微裂縫不發(fā)育時,滲透率和主流喉道半徑都能反映儲層的滲流能力;當(dāng)微裂縫發(fā)育時,滲透率反映整個儲層的宏觀滲流能力,而主流喉道半徑反映了儲層基質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)特征和滲流能力。因此,主流喉道半徑應(yīng)作為須家河組低滲透砂巖氣藏儲層綜合評價參數(shù)之一。1.2巖心滲透率及說低滲透砂巖含水氣藏巖樣滲流實驗表明,當(dāng)含水飽和度較高時,氣體滲流出現(xiàn)非達西流現(xiàn)象,存在閾壓梯度。閾壓梯度與巖心滲透率及含水飽和度相關(guān)(圖2),巖心滲透率越低,含水飽和度越高,閾壓梯度越大。閾壓梯度可作為衡量儲層流動性強弱的指標,也是影響儲量動用程度的重要參數(shù),因此,將閾壓梯度作為低滲含水儲層評價參數(shù)是必要的。1.3可動水的復(fù)合性可動水飽和度是表征儲層中原生水可動程度的重要參數(shù)。川中地區(qū)須家河組致密砂巖氣藏原生水飽和度較高,部分水束縛于巖石表面和微細孔喉內(nèi),而賦存于較大孔喉內(nèi)的水在一定的工藝措施和壓力下能隨氣體運移,成為可動水。儲層可動水飽和度能有效表征儲層產(chǎn)水特征,將其作為儲層評價參數(shù),能反映儲層產(chǎn)水對產(chǎn)能的負面效應(yīng)。2層的分類評估方法根據(jù)低滲透砂巖儲層分類參數(shù)和分類要求,應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法對川中地區(qū)須家河組低滲儲層進行分類評價和對比分析。2.1模糊分析模糊分析法分類評價的主要步驟如下。1r-1r3mrij的計算A=(a11a12?a1ma21a22?a2m???an1an2?anm)(1)A=??????a11a21?an1a12a22?an2???a1ma2m?anm??????(1)將矩陣A轉(zhuǎn)換成R陣:R=(r11r12?r1mr21r22?r2m???rn1rn2?rnm)(2)R=??????r11r21?rn1r12r22?rn2???r1mr2m?rnm??????(2)rij的計算方法是,對于參數(shù)指標愈大愈好時:rij=aij-min1≤i≤naijmin1≤i≤naij-min1≤i≤naij(3)對于參數(shù)指標愈小愈好時:rij=min1≤i≤naij-aijmin1≤i≤naij-min1≤i≤naij(4)2要以ri2為前提,以G=(max1≤i≤nri1?max1≤i≤nri2??,max1≤i≤nrim)(5)由取小法則得:B=(min1≤i≤nri1?min1≤i≤nri2??,min1≤i≤nrim)(6)3儲層分類指標W=(w1,w2,…,wm)(7)wi愈大,說明評價指標i的影響越大。(4)計算儲層分類指標Vi,按Vi值分類排序或分類。即Vi=11+(m∑j=1wj(gj-rij)m∑k=1wj(rij-bj))2(8)由式(8)可以看出,儲層模糊評價值Vi介于0~1之間,Vi值越大,儲層物性越好。2.2關(guān)聯(lián)系數(shù)的定義灰色關(guān)聯(lián)度法用于儲層分類研究的步驟如下。1)確定比較數(shù)列和參考數(shù)列。2)求關(guān)聯(lián)系數(shù)。設(shè)X0={X0(k)|k=1,2,…,m}為參考序列(又稱母序列),Xi={Xi(k)|k=1,2,…,m}(i=1,2,…,n)為比較數(shù)列(又稱子數(shù)列),則Xi(k)與X0(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)定義為:δi(k)=minimink|X0(k)-Xi(k)||X0(k)-Xi(k)|+ρmaximaxk|X0(k)-Xi(k)|+ρmaximaxk|X0(k)-Xi(k)||X0(k)-Xi(k)|+ρmaximaxk|X0(k)-Xi(k)|(9)式中ρ為分辨系數(shù),ρ越小表示分辨率越大,ρ的取值區(qū)間為,一般取0.5;minimink|X0(k)-xi(k)|為所有比較序列各個指標絕對差的最小值;minimink|X0(k)-xi(k)|為所有比較序列各個指標絕對差的最大值;|X0(k)-xi(k)|為第i個序列第k個指標與參考序列絕對差值。3)求關(guān)聯(lián)度,按關(guān)聯(lián)度大小排序分類。ri=m∑k=1ωkδi(k)(10)式中ω為加權(quán)系數(shù),由專家評判法給出。在求得關(guān)聯(lián)度后,即可對其進行排序,關(guān)聯(lián)度越大,儲層物性越好。3儲層類型及其開發(fā)效果應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法對川中地區(qū)須家河組18口氣井井控儲層進行了分類評價,所得的儲層分類評價標準如表1所示。將儲層分為4類:Ⅰ類儲層開發(fā)效果好,模糊評價值為0.86~1.00,灰色關(guān)聯(lián)度值為0.87~1.00;Ⅱ類儲層開發(fā)效果較好,模糊評價值為0.65~0.86,灰色關(guān)聯(lián)度值為0.65~0.87;Ⅲ類儲層開發(fā)效果較差,模糊評價值為0.33~0.65,灰色關(guān)聯(lián)度值為0.50~0.65;Ⅳ類儲層無工業(yè)開發(fā)價值,模糊評價值為0~0.33,灰色關(guān)聯(lián)度值為0.33~0.50。4儲層分類評價將儲層分類評價結(jié)果與常規(guī)分類結(jié)果及對應(yīng)氣井產(chǎn)能進行了對比分析。結(jié)果表明,新分類評價結(jié)果與對應(yīng)氣井的實際開發(fā)效果基本一致,符合率接近90%,比常規(guī)評價方法準確度提高了40%。應(yīng)用儲層評價方法對廣安2井區(qū)須六段儲層和廣安106井區(qū)須四段儲層進行了分類評價(圖3、4)。從圖中可以看出,廣安2井區(qū)須六段儲層中部南北向儲層為Ⅰ、Ⅱ類儲層;向東、西兩翼發(fā)展儲層逐漸變差,為Ⅲ、Ⅳ類儲層。因而,中部南北向為氣藏富集區(qū),是氣藏開發(fā)的重點區(qū)域。廣安106井區(qū)須四段儲層整體為Ⅲ、Ⅳ類儲層,西北翼和南部儲層相對較好。5模糊性分析在儲層分類評價中的應(yīng)用1)結(jié)合川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖氣藏