龍崗礁灘型碳酸鹽巖氣藏氣水控制因素及分布模式

摘 要

摘要：流體分布的復(fù)雜性是礁灘型碳酸鹽巖氣藏開發(fā)過程中面臨的一個難題。為此，在對四川盆地龍崗氣田礁灘型氣藏特征、儲層及流體分布特征研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)礁灘型碳酸鹽巖氣藏流
摘要：流體分布的復(fù)雜性是礁灘型碳酸鹽巖氣藏開發(fā)過程中面臨的一個難題。為此，在對四川盆地龍崗氣田礁灘型氣藏特征、儲層及流體分布特征研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)礁灘型碳酸鹽巖氣藏流體分布整體上受構(gòu)造控制，同時儲層巖性、物性控制著局部和微觀氣水的分布。結(jié)果認(rèn)為，龍崗氣田礁灘型碳酸鹽巖儲層流體主要存在3種氣水分布模式：①邊水型氣水分布模式；②統(tǒng)一底水型氣水分布模式；③分散底水型氣水分布模式。該研究成果將有助于龍崗氣田高效井布井和對水侵井的綜合防治，對氣田高效開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。
    關(guān)鍵詞 龍崗氣田 碳酸鹽巖 礁灘型氣藏 氣水系統(tǒng) 控制因素 流體分布 模式
 
    我國目前發(fā)現(xiàn)的礁灘型碳酸鹽巖氣藏主要分為發(fā)育于上斜坡近臺地邊緣的塔礁和發(fā)育于臺地邊緣的礁灘復(fù)合體兩種類型Ⅲ。這兩個類型的礁灘型碳酸鹽巖儲層都發(fā)現(xiàn)了具有工業(yè)價值的油氣流，但是它們的儲層特征具有不同的特征。發(fā)育于上斜坡臺地邊緣的塔礁礁體規(guī)模一般在幾平方千米到幾十平方千米不等，高度在數(shù)十米至百米范圍內(nèi)，呈孤立狀或半孤立狀，成群點狀分布，是典型的隱蔽圈閉。發(fā)育在臺地邊緣的礁是臺地邊緣的抗浪生物群集，這一類型的生物礁不像上斜坡近臺地邊緣礁一樣高大，而是小型的點礁，以面積數(shù)至數(shù)十平方米的生物骨架巖為核心，周圍的生物碎屑顆粒灘成為沉積建造主體，形成大面積層狀展布的礁灘復(fù)合體。
兩種類型的礁灘型碳酸鹽巖沉積環(huán)境和儲層成因不同，從而導(dǎo)致兩種類型氣藏流體分布存在差異。發(fā)育于上斜坡近臺地邊緣塔礁呈帶狀分布，單個礁是一個獨立的流體分布系統(tǒng)，因此氣藏儲量有限，氣藏具有典型的巖性圈閉特征。而臺地邊緣礁灘復(fù)合體具有似層狀結(jié)構(gòu)，油氣面積較大，具有構(gòu)造巖性復(fù)合圈閉特征。兩種不同類型的礁灘型碳酸鹽巖氣藏雖然具有不同流體分布特征，流體分布的復(fù)雜性成為制約這類氣藏高效開發(fā)的關(guān)鍵。因此研究礁灘型碳酸鹽巖氣藏流體分布的控制因素和流體分布模式，對該類氣藏的高效開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。筆者以四川盆地龍崗氣田礁灘型碳酸鹽巖氣藏為例，研究流體分布的控制因素和氣水分布模式，為高效井布井和生產(chǎn)井防水治水提供依據(jù)。
 
1氣藏基本特征
1.1氣藏開發(fā)地質(zhì)特征
1.1.1 氣藏巖性及儲集空間特征
    根據(jù)巖心描述、化學(xué)及薄片分析，飛仙關(guān)組儲集巖主要為白云巖、溶孔灰?guī)r，包括殘余鮞粒云巖、殘余鮞?；屹|(zhì)白云巖、溶孔灰?guī)r等，孔隙類型主要是粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔、粒間原生孔、鑄?？椎取Ｍ瑫r試井資料顯示飛仙關(guān)組具有雙重介質(zhì)特征，屬裂縫孔隙型儲層。
長興組生物礁儲集巖主要為白云巖，包括：殘余生屑云巖、砂糖狀中一細晶云巖、殘余生物骨架云巖、殘余海綿骨架云巖等，主要儲集空問為溶蝕孔隙，包括溶孔、晶間溶孔，局部可見到粒間(內(nèi))溶孔、礫間(內(nèi))溶孔，裂縫比較發(fā)育。試井曲線擬合顯示儲層為雙重介質(zhì)，為裂縫一孔隙型儲層。
1.1.2 氣藏儲層發(fā)育特征
1.1.2.1飛仙關(guān)組
    飛仙關(guān)組鮞灘儲層的電性特征表現(xiàn)為“三低兩高”特征，即低自然伽馬、中低電阻率和低密度，高聲波時差和較高補償中子孔隙度。
    飛仙關(guān)組儲層電性特征綜合為：①自然伽馬小于20 API；②聲波時差大于48 µs/ft(1 ft=0.304 8 m)；③中子孔隙度大于2%；④密度小于2.7g/cm3；⑤電阻率小于5 000Ω·m。
    縱向上儲層主要分布在飛仙關(guān)組二、三段，儲層平均厚度39.15 m/井，有效儲層平均厚度26.96 m/井。
1.1.2.2 長興組
    長興生物礁儲層電性特征表現(xiàn)為“三低兩高”特征，即低自然伽馬、中低電阻率、低密度、高聲波時差和較高補償中子孔隙度。
    長興組儲層電性特征綜合為：①自然伽馬小于15API；②聲波時差大于48 µs/ft；③中子孔隙度大于1.5%；④密度小于2.75g/cm3；⑤電阻率小于8 000Ω·m。
    長興組儲層主要分布在長興組三段，儲層平均厚度為24.62 m/井，有效儲層平均厚度為l3.98 m/井。
    儲層縱向上及平面上分布不均，非均質(zhì)性非常嚴(yán)重。平面上儲層主要沿臺地邊緣展布，臺地邊緣儲層連續(xù)性及連通性較好，儲層向臺地內(nèi)部由臺地邊緣礁灘相過渡為臺內(nèi)點礁及臺內(nèi)洼地邊緣灘相，儲層發(fā)育變差，連續(xù)性及連通性變差【6-10】。
1.2開發(fā)中面臨的主要問題
    由于儲層及流體分布的復(fù)雜性，礁灘型碳酸鹽巖氣藏在開發(fā)過程中面臨著一些急需解決的問題：
    1)儲層縱向及橫向相變快，不同層系、不同部位、不同類型微相的儲集體規(guī)模及大小存在很大差異，儲層存在強烈的非均質(zhì)性導(dǎo)致高效井布井難度極大；
    2)氣藏氣水分布極度復(fù)雜，縱向及橫向上存在多個流體系統(tǒng)，流體系統(tǒng)分布的復(fù)雜性增加了對這類氣藏的開發(fā)技術(shù)對策；
    3)氣藏開發(fā)受地層水影響嚴(yán)重，造成部分氣井產(chǎn)氣量在初期高產(chǎn)后急劇下滑以及大量的生產(chǎn)井生產(chǎn)過程中的防水治水措施。
    針對這些問題，綜合巖性、電性、物性及微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究，在儲層發(fā)育規(guī)律研究的基礎(chǔ)上研究氣藏氣水分布特征，弄清氣水分布控制因素，建立氣水分布模式有利于制定合理的碳酸鹽巖氣藏開發(fā)方式，確定礁灘型碳酸鹽巖氣藏高效開發(fā)技術(shù)對策，保證這一類型氣藏的高效開發(fā)。
2氣水分布特征及氣水分布控制因素
2.1氣水分布特征
龍崗氣田礁灘型儲層氣層主要發(fā)育在長興組和飛仙關(guān)組兩套層系當(dāng)中。其中上部飛仙關(guān)組構(gòu)造主體部位氣層連續(xù)性較好，氣層發(fā)育規(guī)模較大，氣層平均厚度52 m左右，氣層主要發(fā)育在構(gòu)造較高部位，在構(gòu)造邊部和構(gòu)造較低部位發(fā)育水層；下部長興組氣層連續(xù)性較差，在局部構(gòu)造高部位發(fā)育氣層，氣層厚度為34 m，長興組水層較發(fā)育，個別物性較好儲集層以發(fā)育水層為主(圖1)，可能與成藏過程中氣源不足有關(guān)。

2.2氣水分布控制因素n¨
2.2.1 構(gòu)造幅度整體控制氣水分布及產(chǎn)氣產(chǎn)水特征
    高產(chǎn)井井位于物性較好、儲層較厚、構(gòu)造較陡的儲集體上。由于儲集體較厚(圖2-a)，物性較好，儲層氣水分異明顯，表現(xiàn)出明顯的上氣下水特征，具有明顯的氣水界面。這一類型的氣井由于地層能量足，氣井?dāng)y液能力強，因此穩(wěn)產(chǎn)能力大。

    中產(chǎn)井位于構(gòu)造幅度相對較小的構(gòu)造高部位或者是位于構(gòu)造幅度較大的構(gòu)造低部位(圖2)。位于構(gòu)造高部位的中產(chǎn)井能夠保持長期中產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而位于構(gòu)造低部位的中產(chǎn)井由于構(gòu)造幅度不大，氣藏沒有明顯的氣水界面，該類型氣井一旦溝通水層則會導(dǎo)致氣井產(chǎn)量急劇下降，影響氣井最終開發(fā)效果。
    低產(chǎn)及小產(chǎn)井位于構(gòu)造相對平緩或者規(guī)模較小的儲集體上。由于儲集體規(guī)模較小，地層幅度較緩(圖2-b)，地層水分異不明顯，導(dǎo)致沒有明顯的氣水界面。這一類型的氣井由于氣藏能量不足，造成氣井?dāng)y液能力不強，保持低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是該類型氣井科學(xué)合理開發(fā)的關(guān)鍵。
2.2.2 巖性及物性決定流體微觀及局部流體分布特征
    一方面，構(gòu)造控制宏觀、整體上氣水分布特征；另一方面，巖性及物性控制流體微觀及局部分布。該氣田主體區(qū)儲層厚度較厚，儲集體規(guī)模較大，物性相對較好，儲層巖性為白云巖及灰質(zhì)云巖，以高產(chǎn)井為主，氣井能夠保持長期穩(wěn)產(chǎn)；龍崗西部、東部及臺地內(nèi)部地區(qū)儲層較薄，儲集體規(guī)模較小，物性較差，儲層巖性為灰質(zhì)云巖，以低小產(chǎn)井為主。
 
2.2.3 裂縫發(fā)育程度及氣井所處位置對氣井影響
裂縫的高導(dǎo)流能力導(dǎo)致部分井在初期成為導(dǎo)流氣體的主流通道，隨著氣井持續(xù)超能力生產(chǎn)(圖3)，很容易造成邊水及底層水高導(dǎo)進井筒，造成水竄，造成氣井暴性水淹。

3氣水分布模式

對天然氣而言，氣藏的氣水分布模式影響氣井見水時間。通過研究，明確了氣水系統(tǒng)在縱橫向上的分布特征，指導(dǎo)高效井的布井及生產(chǎn)井的防水治水，從而實現(xiàn)對礁灘型碳酸鹽巖氣藏科學(xué)合理高效開發(fā)【12】。
    在氣水分布特征及控制因素研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)認(rèn)為礁灘型碳酸鹽巖氣藏主要存在3種氣水分布模式(圖4)。

3.1邊水型氣水分布模式

    該類分布模式的氣藏有統(tǒng)一的氣水界面，地層水位于氣水系統(tǒng)的邊部，地層水能量大小差異較大。龍崗27井屬典型的邊水水侵，地層水位于該井的邊部，該井目前日產(chǎn)氣大于20×104 m3，產(chǎn)水小于10m3。
3.2統(tǒng)一底水型氣水分布模式
    該類分布模式的氣藏同樣擁有統(tǒng)一的氣水界面，不同于邊水型氣水分布模式，這一類型地層水位于產(chǎn)層的底部，氣體可能是連通的，也可能是隔離的。龍崗28井長興組是典型的統(tǒng)一底水型氣水分布，地層水位于產(chǎn)層下部，控制合理的產(chǎn)量能夠保證該類氣水分布氣藏的高效開發(fā)。龍崗28井目前日產(chǎn)氣大于20×lOt m3，產(chǎn)水大于lO m8。
3.3分散底水型氣水分布模式
    該類分布模式的氣藏沒有統(tǒng)一的氣水界面，有若干個氣水界面，但是整個氣水系統(tǒng)為同一個壓力系統(tǒng)，由于儲層的變化，幾個獨立水體被封存在不同的儲層內(nèi)部，形成分散底水型氣水界面。同一個儲滲體中存在不同的氣水界面可能與成藏過程中氣的運移和原始地層水的排出有關(guān)系。龍崗2-龍崗l井區(qū)為典型的分散底水型氣分布模式。該類型氣水分布模式的氣井由于地層水能量有限，氣井在生產(chǎn)的同時能夠逐漸的帶出地層中的可動水而不影響氣井的高產(chǎn)。龍崗001-1和龍崗001-7井是該類型氣井的典型代表，目前日產(chǎn)氣大于50x104 m3，產(chǎn)水量小于10 m3，氣井生產(chǎn)能夠保持穩(wěn)定。
4 結(jié)論
    1)儲層巖性主要為白云巖和灰質(zhì)云巖，儲集空間主要為粒間、粒內(nèi)、晶問為主，儲層縱向上及平面上分布不均，非均質(zhì)性非常嚴(yán)重，不同層系、不同部位儲集體規(guī)模和大小存在很大差異。平面上儲層主要沿臺地邊緣展布，臺地邊緣儲層連續(xù)性及連通性較好，儲層向臺地內(nèi)部由臺地邊緣礁灘相過渡為臺內(nèi)點礁及臺內(nèi)洼地邊緣灘相，儲層發(fā)育變差，連續(xù)性及連通性變差；縱向上飛仙關(guān)組儲層連續(xù)性好，儲集體規(guī)模大，為大規(guī)模構(gòu)造巖性氣藏，長興組儲集體規(guī)模較小，呈孤立狀分布，為典型巖性氣藏。
    2)礁灘型碳酸鹽巖氣藏流體分布非常復(fù)雜，平面及縱向上存在多個氣水系統(tǒng)。氣水系統(tǒng)的復(fù)雜性加劇了這類型氣藏開發(fā)的難度。
    3)構(gòu)造幅度整體控制氣水分布及產(chǎn)氣產(chǎn)水特征，巖性及物性決定流體微觀及局部分布特征，裂縫發(fā)育程度及位置決定氣藏開采效果的好壞。
4)龍崗礁灘型碳酸鹽巖氣藏流體分布存在3種氣水分布模式：邊水型氣水分布模式、統(tǒng)一底水型氣水分布模式及分散底水型氣水分布模式。不同氣水分布模式氣藏的開發(fā)方式和開發(fā)效果差異較大。
 
參 考 文 獻
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