考慮阻流帶的低滲透氣藏數(shù)值模擬

摘 要

摘要：長慶氣區(qū)榆林氣田南區(qū)下二疊統(tǒng)山2段氣藏為典型的低滲透、非均質(zhì)氣藏，地質(zhì)和動態(tài)研究證實該氣藏內(nèi)部存在阻流帶，然而常規(guī)建模方法無法精細刻畫出氣井阻流帶邊界、距離等特
摘要：長慶氣區(qū)榆林氣田南區(qū)下二疊統(tǒng)山2段氣藏為典型的低滲透、非均質(zhì)氣藏，地質(zhì)和動態(tài)研究證實該氣藏內(nèi)部存在阻流帶，然而常規(guī)建模方法無法精細刻畫出氣井阻流帶邊界、距離等特征參數(shù)。為此，以試井解釋和動態(tài)分析成果為基礎(chǔ)，利用泄氣面積按矩形邊界折算阻流帶距離，依據(jù)網(wǎng)格步長取整，通過修改傳導率建立了東西向1400m、南北向3400m距離的阻流帶模型，并與常規(guī)模型進行了對比。結(jié)果表明：常規(guī)模型能夠基本擬合的氣井所占比例只有18.2%，但考慮阻流帶的模型能夠較好擬合的氣井所占比例達到54.5%，且多數(shù)井與實測數(shù)據(jù)更加接近。此外，考慮阻流帶的模型使得擬合工作變得更加容易，同時克服了部分氣井參數(shù)調(diào)整范圍過大而導致擬合不合理的弊端，也更加符合氣田實際。
關(guān)鍵詞：低滲透氣藏；非均質(zhì)性；阻流帶；泄氣面積；試井；動態(tài)分析；數(shù)值模擬；榆林氣田；早二疊世
    長慶氣區(qū)榆林氣田南區(qū)下二疊統(tǒng)山2段氣藏氣水關(guān)系復雜，水體發(fā)育有限且主要分布在構(gòu)造西南部。儲層非均質(zhì)性強，砂體東西向邊疆性較差。因此，針對該類氣藏建立一個真實可靠的地質(zhì)模型，對于氣田后期的開發(fā)調(diào)整就顯得尤為重要[1～3]。
1 數(shù)值模型的建立
1.1 模擬區(qū)域及網(wǎng)格劃分
    以榆林氣田南區(qū)山2段地質(zhì)模型為基礎(chǔ)，根據(jù)氣田地質(zhì)特征及氣藏類型，模擬模型采用斯倫貝謝公司Eclipse軟件中的E100氣水兩相模型。網(wǎng)格系統(tǒng)選擇角點網(wǎng)格，網(wǎng)格步長取△x=200m，△y=200m，平面上共劃分為268×256網(wǎng)格系統(tǒng)。儲層縱向上細分3個小層，故總網(wǎng)格數(shù)為268×256×3=205824個[4]。加入流體高壓物性、相對滲透率曲線及毛細管力數(shù)據(jù)建立了動態(tài)模型，計算初始儲量為718.4×108m3，與地質(zhì)儲量719.21×108m3基本一致。
1.2 模型的動態(tài)修正
1.2.1阻流帶模型的建立
氣田地質(zhì)研究及氣井試井資料(表1)均反映了儲層中阻流帶的存在。這些阻流帶用有限的幾何形狀建立了流動單元，由于這種分隔流動單元對氣體的流動及氣井長期生產(chǎn)起了限制作用，它將對儲層動態(tài)特征產(chǎn)生很大的影響。試井解釋和歷史擬合有助于認清阻流帶的隔擋作用和阻流帶的距離。由于氣田井數(shù)較多，對于全氣田模型模擬而言，用不同的阻流帶間距進行模擬顯然是不現(xiàn)實的。此處應(yīng)用平均距離值，并在歷史擬合中進行調(diào)整。統(tǒng)計有試井解釋資料的21口井分析結(jié)果，多數(shù)井表現(xiàn)出矩形定容邊界性質(zhì)，矩形定容區(qū)塊面積平均為4.7km2，定容區(qū)寬長比為1：2.5，考慮模型平面網(wǎng)格步長為200m，依據(jù)網(wǎng)格步長取整，將試井解釋的阻流帶間距變化范圍在全氣田模型模擬中轉(zhuǎn)化成東-西方向上的平均距離1400m，南-北方向上的阻流帶限制河道長度為3400m。這樣可以計算出氣藏中連通區(qū)域面積為1400m×3400m=4.76km2，該結(jié)果與試井數(shù)據(jù)解釋結(jié)果基本一致[5～6]。利用該方法模擬的阻流帶在整個模型中是連續(xù)的，由于試井分析和歷史擬合不能排除阻流帶間干擾。因此在一些模擬中需要對阻流帶作局部處理。

1.2.2滲透率場修正
    21口井試井解釋確定的滲透率和利用現(xiàn)代生產(chǎn)動態(tài)分析法確定的滲透率用來約束滲透率參數(shù)場，優(yōu)先選擇試井解釋確定的滲透率，其他井采用現(xiàn)代生產(chǎn)動態(tài)分析法確定的滲透率值，以測井解釋滲透率為橫坐標，試井和動態(tài)法確定的滲透率為縱坐標，繪制在同一圖版上，建立關(guān)系式并以此來約束地質(zhì)模型滲透率參數(shù)場[7]。
2 歷史擬合與模型可靠性分析
    歷史擬合是對地質(zhì)模型參數(shù)場的修正，也是對地質(zhì)再認識的過程。常規(guī)模型歷史擬合調(diào)參前井口油壓擬合較好的井有24口，占所有氣井的比例為18.2%，且多數(shù)井模型計算壓力較實際壓力偏高；考慮阻流帶的模型壓力擬合較好的井約有72口，所占比例達到54.5%，多數(shù)井計算壓力與實際壓力更加接近，空間擬合誤差對比圖見圖1、2。此外，阻流帶的引入還克服了歷史擬合參數(shù)調(diào)整有時范圍較大、不合理的弊端。Y42-2井試井解釋滲透率為0.4mD，表皮系數(shù)為-5.8，邊界面積1.71km2。常規(guī)模型需要將滲透率減小，油壓才能基本擬合上，且曲線變化趨勢仍然與實際存在較大偏差，顯然這種修改是不符合實際的。引入阻流帶以后，將滲透率減小為原來的50%，油壓迅速擬合到實際水平，壓力變化趨勢與實際相符(圖3)，這也從另一方面證實了阻流帶的存在。由此可見，考慮阻流帶之后歷史擬合工作變得更加容易，部分井甚至不需要調(diào)參即可完成擬合，進一步證實了阻流帶模型的可靠性。值得注意的是：并不是所以井之間都存在阻流帶，還應(yīng)結(jié)合井間干擾分析成果，對部分井間連通區(qū)域進行修改。通過反復修改參數(shù)場，對每口井進行了壓力和產(chǎn)水的擬合，得到模型最終計算儲量710.9×108m3，與地質(zhì)儲量719.21×108m3相差不大，誤差在5%以內(nèi)，認為修正后的模型能夠基本代表氣藏實際[8]。

3 井網(wǎng)加密研究
在完成歷史擬合的基礎(chǔ)上，對考慮阻流帶的模型進行了計算，得到了更加準確的氣藏剩余氣分布，Eclipse軟件能夠定量顯示每個網(wǎng)格單元剩余天然氣的地質(zhì)儲量。以此為基礎(chǔ)，尋找儲量動用程度低的“甜點”進行局部加密。設(shè)計14口加密井，方案預測指標見表2。從表2中可以看出：井網(wǎng)加密后，儲量動用程度提高，氣田采收率增加了4.41%。
 

4 結(jié)論
    1) 常規(guī)數(shù)值模擬方法模擬非均質(zhì)、非連續(xù)性氣藏難以精細刻畫儲層連續(xù)特征，導致模型與氣田實際差別較大。結(jié)合試井和動態(tài)研究，引入阻流帶模型，克服了以上弊端，通過與常規(guī)模型歷史擬合結(jié)果進行對比研究，證實了阻流帶模型的可靠性。
    2) 基于阻流帶模型精確計算了榆林南區(qū)剩余氣分布，通過設(shè)計加密井，預測榆林氣田南區(qū)采收率提高4.41%，為老氣田開發(fā)潛力挖潛提供了科學依據(jù)。
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(本文作者：姜艷東 萬玉金 鐘世敏 劉曉華 鄒春梅 中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院)