摘　要：四川盆地蜀南地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組氣藏具有儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、縫洞系統(tǒng)發(fā)育、地層水活躍、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征復(fù)雜等特征。部分裂縫系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，壓降曲線異常上翹或彎曲，表現(xiàn)出存在復(fù)雜儲(chǔ)集體、異常能量補(bǔ)充的現(xiàn)象，表明儲(chǔ)集空間發(fā)生變化。而常規(guī)動(dòng)態(tài)方法多局限于定容儲(chǔ)集體動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算，對(duì)儲(chǔ)集空間發(fā)生變化、存在地層水侵影響的裂縫系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果差異大，方法適應(yīng)性較差。為此，綜合考慮氣藏地質(zhì)特征、氣水分布模式及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等因素，根據(jù)產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的原理，采用Topaze生產(chǎn)分析軟件精細(xì)刻畫地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方法，以S47井裂縫系統(tǒng)為例，計(jì)算得到了不同生產(chǎn)階段各儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，結(jié)果能夠反映客觀實(shí)際和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，為蜀南地區(qū)茅口組有水氣藏二次開發(fā)、落實(shí)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量基礎(chǔ)提供了參考。此次裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法的探索，對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估此類復(fù)雜儲(chǔ)集體動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：四川盆地  蜀南地區(qū)  早二疊世  復(fù)雜儲(chǔ)集體  動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量  計(jì)算  方法  探索

A new method of dynamic reserves calculation for gas reservoirs in fracture networks:A case sudy of the reservoir in Maokou Group, Shunan Block,Sichuan Basin

Abstract：The Lower Permian gas reservoirs in Maokou Group，Shunan Block，Sichuan Basin，are featuredby high heterogeneity，well-deVeloped fracture-cavity systems,active formation water，  complex dynamic production characteristics，etc．In actual Droduction,a part of the fracture system exhibits abnormal upward or downward sloping of falloff curves，which indicates the Dresence of complex reserVoirs，abnormal energY replenishment，and reservoir sPace changes．However，conventional dynamic methods are mostly limited to dynamic reserves calculation for constant volume reservoirs．For fracture systems subject to reservoir space changes and formation water invasion，dynamic reserves calculations have great disparity and poor applicability．Therefore，in the case study of the Well S47 fracture system，we，according to the yield instability analysis，took into account many factors such as reservoir geologic features,gas／water distribution models，dynamic performance，etc．and employed numerical value solution and the method of geological model detailing with the Topaze software．As a result，the dynamic reserves of local reservoirs at different development stages were thus worked out for this well．The calculations reflect the practical situation and dynamic characteristics and provide a relerence for the secondary gas recovery from water invaded reservoirs in this study area．This new method is of great practical signifieance to the dynamic reserves assessment for similar complex reservoirs．

Key words：Sichuan Basin，Shunan Block，Early Permian，complex reservoir，dynamic reserves，calculation，method，exploration

1　動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法的現(xiàn)狀

四川盆地蜀南地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組石灰?guī)r儲(chǔ)層非常致密，孔隙度一般小于2％，基本不具備儲(chǔ)滲條件。東吳期溶洞為主要儲(chǔ)集空間，裂縫既是儲(chǔ)集空間，又是連通孔洞的通道^[1]。茅口組氣藏為典型縫洞型氣藏^[2]，利用容積法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量困難大，普遍采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量作為申報(bào)探明儲(chǔ)量的基礎(chǔ)。常規(guī)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法包括物質(zhì)平衡法、壓降法、彈性二相法、產(chǎn)量遞減法等^[3-6]，其中近90％的裂縫系統(tǒng)采用壓降法計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。但由于茅口組氣藏具有復(fù)雜儲(chǔ)滲特征、連通關(guān)系、水侵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)，使得壓降曲線形式多樣、特征復(fù)雜，包括直線型、上翹型、折線型等。特別是對(duì)于上翹型或折線型壓降曲線，表明生產(chǎn)過程中儲(chǔ)集空間可能發(fā)生變化，存在外來能量的補(bǔ)充，不同生產(chǎn)階段計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量明顯增加，準(zhǔn)確計(jì)算分析此類裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量難度大。筆者基于茅口組氣藏的靜、動(dòng)態(tài)資料，綜合分析并準(zhǔn)確識(shí)別存在多個(gè)儲(chǔ)集體和水侵，在此基礎(chǔ)上，建立能夠準(zhǔn)確反映地下實(shí)際情況的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析模型，確定了茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

2　動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算新方法的探索

目前，常規(guī)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算方法主要包括經(jīng)驗(yàn)類方法、試井方法、物質(zhì)平衡方法等幾類，各類方法原理不一，適用條件也存在差別。經(jīng)驗(yàn)類方法主要以產(chǎn)量、累產(chǎn)量與時(shí)間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律為主，理論基礎(chǔ)較弱，計(jì)算結(jié)果差別大；試井方法主要是指彈性二相法，其計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，但對(duì)測(cè)試資料要求高，一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用；物質(zhì)平衡法應(yīng)用最廣泛，但對(duì)于地層水侵活躍的氣藏，儲(chǔ)層物性參數(shù)選擇、水侵量準(zhǔn)確計(jì)算難度大^[7-9]，影響了儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果的精度。

隨著氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸形成了以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為分析對(duì)象，對(duì)氣井進(jìn)行生產(chǎn)分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的新方法，稱為產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法。該方法以Arps產(chǎn)量遞減分析、Fekovich曲線擬合分析、Biasingame現(xiàn)代遞減分析、NPI重整壓力積分曲線分析為基礎(chǔ)^[10-13]，綜合考慮儲(chǔ)滲特征、流體物性等情況，開展各種典型曲線、生產(chǎn)歷史曲線的擬合分析，不斷修正模型參數(shù)，最終確定氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算和生產(chǎn)分析預(yù)測(cè)，分析流程如圖1所示。

目前，對(duì)于產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的理論研究較完善，國(guó)外已經(jīng)推出了較為成熟的商業(yè)軟件，比如Topaze、RTA等生產(chǎn)分析軟件，為相關(guān)研究提供便利條件。

3　理論模型建立及演算分析

根據(jù)產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法的原理，采用Topaze生產(chǎn)分析軟件，開展了以精細(xì)刻畫地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方面的研究，建立考慮地層水侵影響的串珠狀儲(chǔ)層模型，表征復(fù)雜儲(chǔ)集體、地層水侵影響等；并進(jìn)行了理論模擬分析，檢驗(yàn)該方法識(shí)別多儲(chǔ)集體、地層水侵等方面的特征。

氣藏理論模型由不同的供給單元組成，呈串珠狀分布；各供給單元連通性好壞取決于裂縫的發(fā)育程度以及地層水體的分隔；部分供給單元外圍設(shè)置有活躍的水體(圖2)。通過模擬計(jì)算分析，得到了該儲(chǔ)層模型情況下的NPl典型特征曲線(圖3)。

NPI曲線分析表明，壓力波及范圍在曲線上均有反映，且南于地層水侵影響，NPI導(dǎo)數(shù)曲線呈下掉趨勢(shì)。因此，認(rèn)為串珠狀儲(chǔ)層模型能夠表征該儲(chǔ)層縫洞發(fā)育、儲(chǔ)集空間變化以及存在地層水侵影響的特征，可用來計(jì)算茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

4　典型實(shí)例分析

4．1　典型曲線診斷分析

S47井裂縫系統(tǒng)儲(chǔ)層裂縫、溶洞發(fā)育，為典型裂縫一溶洞型氣藏。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、地層水侵特征復(fù)雜，生產(chǎn)初期水產(chǎn)量大，油壓、產(chǎn)氣量遞減快；生產(chǎn)中期水產(chǎn)量降低，產(chǎn)氣量保持相對(duì)穩(wěn)定，油壓快速上升，接近初期最高值；生產(chǎn)后期，產(chǎn)水量再次增大，油壓、產(chǎn)氣量快速下降，生產(chǎn)不連續(xù)，排水采氣工藝措施維持生產(chǎn)。此種異常生產(chǎn)特征表明，隨著生產(chǎn)進(jìn)行，氣藏連通范圍在不斷增大，表現(xiàn)出存在多個(gè)儲(chǔ)集體、外部異常能量補(bǔ)充的現(xiàn)象。

此外，S47井典型曲線分析也表明(圖4)，該裂縫系統(tǒng)存在多個(gè)儲(chǔ)集體，不同連通范圍在NPI曲線上均有特征反映，且明顯可以發(fā)現(xiàn)由于地層水侵影響，造成NPI導(dǎo)數(shù)曲線異常下掉，與前面理論研究認(rèn)識(shí)一致。

綜合地質(zhì)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)以及典型曲線特征分析，診斷S47井裂縫系統(tǒng)存在3個(gè)儲(chǔ)集體，可以采用串珠狀儲(chǔ)層模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算分析。

4．2　地質(zhì)模型建立、典型曲線和生產(chǎn)歷史擬合

根據(jù)特征曲線診斷分析，建立了由3個(gè)儲(chǔ)集單元的組成的串珠狀模型，并采用數(shù)值求解等方法，開展了S47井裂縫系統(tǒng)典型曲線以及生產(chǎn)歷史擬合分析，最終計(jì)算了動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量(圖5、6、7)。

4．3　計(jì)算結(jié)果分析

通過前面典型曲線和生產(chǎn)歷史擬合分析，最終確定S47井裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為6.34×l0⁸m³；(表1)。在儲(chǔ)量模擬計(jì)算過程中，可以發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集單元一和儲(chǔ)集單元二的儲(chǔ)量基本被采出，而由于地層水侵的影響，儲(chǔ)集單元三僅部分儲(chǔ)量被采出，絕大部分儲(chǔ)量被地層水封存，是氣藏下一步進(jìn)行挖潛的主要目標(biāo)。

5　結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)茅口組氣藏本身地質(zhì)特征復(fù)雜多樣，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征變化大，憑借傳統(tǒng)單一方法研究尚不能滿足需求。

2)綜合考慮氣藏地質(zhì)特征、地層水侵影響的串珠狀儲(chǔ)層模型，能夠表征部分茅口組氣藏縫}同發(fā)育、儲(chǔ)集空間變化以及存在地層水侵影響等情況，可以利用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法計(jì)算分析茅口組氣藏復(fù)雜儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量。

3)以S47井裂縫系統(tǒng)為例，綜合考慮地質(zhì)特征、氣水分布模式及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征等因素，采用Topaze生產(chǎn)分析軟件，精細(xì)刻畫地質(zhì)模型、數(shù)值求解等方法，反復(fù)進(jìn)行典型曲線、生產(chǎn)歷史擬合等分析，最終確定了模型參數(shù)，計(jì)算得到了不同時(shí)間段各儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，結(jié)果能夠反映客觀實(shí)際和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，為蜀南地區(qū)茅口組氣藏二次開發(fā)、落實(shí)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量基礎(chǔ)提供了參考。

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本文作者：王會(huì)強(qiáng)  彭先  李爽  胡南  劉林清，

作者單位：中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

  中國(guó)石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司