徐深氣田火山巖氣藏儲量參數(shù)計算

摘 要

摘要：由于火山巖儲層巖性多樣、非均質(zhì)性強(qiáng)、油氣藏類型復(fù)雜，導(dǎo)致了儲量評價難度大，故儲量參數(shù)的準(zhǔn)確計算至關(guān)重要。針對火山巖骨架參數(shù)不確定的特殊性，綜合巖心、薄片、元素分析
摘要：由于火山巖儲層巖性多樣、非均質(zhì)性強(qiáng)、油氣藏類型復(fù)雜，導(dǎo)致了儲量評價難度大，故儲量參數(shù)的準(zhǔn)確計算至關(guān)重要。針對火山巖骨架參數(shù)不確定的特殊性，綜合巖心、薄片、元素分析和測井等資料，采取了組分與結(jié)構(gòu)識別相結(jié)合、常規(guī)測井和特殊測井相結(jié)合的巖性識別思路，應(yīng)用多種方法開展了火山巖的巖性測井識別研究，在巖性識別的基礎(chǔ)上應(yīng)用巖心分析、測井資料和試氣成果建立了松遼盆地徐深氣田儲量參數(shù)計算模型，最后再用綜合分析的方法進(jìn)行取值，降低了儲量計算的風(fēng)險。使用該方法，火山巖巖性識別符合率在85%以上，儲量參數(shù)精度超過80%，能夠滿足儲量規(guī)范要求，對火山巖油氣藏儲量評價具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：松遼盆地；徐深氣田；火山巖；氣藏；儲量；參數(shù)；計算
1 氣藏特征與含氣面積圈定
    松遼盆地徐家圍子斷陷經(jīng)歷了多次的拉張擠壓構(gòu)造運(yùn)動，形成了徐家圍子斷陷深層4套烴源巖和4套儲層間互，構(gòu)成了有利的生儲蓋組合條件[1～5]。研究表明，徐深氣田天然氣成藏以垂向運(yùn)移為主，下白堊統(tǒng)沙河子組、上下白堊統(tǒng)火石嶺組的烴源巖為上部下白堊統(tǒng)營城組氣藏的形成提供了豐富氣源。大斷裂既是巖漿噴發(fā)的通道也是天然氣運(yùn)移的通道，對火山巖氣藏的形成具有重要意義。由于火山巖儲層屬于致密、低滲特低滲儲層，橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，氣藏分布具有其特殊性。
1.1 儲層物性好、連片發(fā)育的巖性-構(gòu)造氣藏
    含氣面積內(nèi)的探井均具有上氣下水的特點(diǎn)，位于構(gòu)造低部位的探井以水層為主，各井氣水界面接近一致，說明構(gòu)造對含氣性起主要控制作用。由于火山巖儲層平面相變快，物性差異較大，各井氣水界面不完全一致。如徐深氣田北部升深2-1區(qū)塊，氣藏總體上以構(gòu)造控制為主，巖性也起一定的控制作用，為巖性復(fù)雜化的構(gòu)造氣藏。
    這類氣藏的含氣面積，應(yīng)按照氣水界面在氣藏頂面構(gòu)造圖上圈定，沒有構(gòu)造圈閉的方向，則結(jié)合有效厚度預(yù)測結(jié)果外推一個開發(fā)井的井距來圈定。
1.2 儲層非均質(zhì)性強(qiáng)的巖性氣藏
    研究表明：該類氣藏沒有統(tǒng)一的氣水界面，構(gòu)造高部位氣柱高度大，氣水界面高；低部位氣柱高度小，氣水界面也低。預(yù)測結(jié)果顯示火山巖地層連續(xù)分布，儲層錯疊分布，含氣范圍覆蓋全區(qū)，氣藏分布主要受源巖分布范圍和生烴強(qiáng)度以及火山巖巖相、巖性控制，源控和相控成藏機(jī)理明顯(如徐深21區(qū)塊火山巖氣藏)。
    這類氣藏的研究，應(yīng)有高精度的地震儲層預(yù)測作為支撐，在火山巖機(jī)構(gòu)和巖相分布預(yù)測的指導(dǎo)下，對儲層和有效厚度分布預(yù)測具有較高可信度[6～9]。含氣面積按照有效厚度分布在氣藏頂面構(gòu)造圖上圈定，圈定的原則是要滿足兩個條件：①根據(jù)試氣資料建立的有效厚度下限；②開發(fā)井井距，取最小值為邊界，在有效厚度較大、分布穩(wěn)定的前提下可適當(dāng)放寬至一個評價井井距，當(dāng)然在有低產(chǎn)井控制的情況下，一般取井間距之半為邊界。
2 巖性識別與參數(shù)計算
2.1 火山巖巖性識別
    火山巖巖性復(fù)雜、儲層致密、孔隙類型多樣、非均質(zhì)性強(qiáng)，上述原因使得儲量參數(shù)的計算和確定變得非常困難[10～11]。針對火山巖儲層的特殊性，通過近幾年的技術(shù)攻關(guān)，綜合巖心、薄片、元素分析及常規(guī)測井等資料，充分發(fā)揮電成像測井資料在巖性識別上的優(yōu)勢，制定了組分與結(jié)構(gòu)識別相結(jié)合、常規(guī)測井和特殊測井相結(jié)合的巖性識別思路，從取心資料入手，應(yīng)用TAS圖分類法、主成分分析法、交會圖等多種方法開展了火山巖的巖性測井識別研究，使火山巖巖性識別符合率在85%以上，為儲量參數(shù)模型的建立奠定了基礎(chǔ)。
2.2 火山巖儲層孔隙度模型
    由于火山巖的特殊性，即使相同的巖性，其骨架參數(shù)也有可能是不同的。巖石的骨架核物理參數(shù)由兩個因素決定：一是巖石的骨架密度，二是巖石的化學(xué)成分。通過實(shí)驗室?guī)r心分析得到了巖石骨架密度和化學(xué)成分兩個數(shù)據(jù)，進(jìn)而計算巖石的各種核物理參數(shù)，應(yīng)用回歸分析建立了巖石骨架參數(shù)與巖石元素含量的關(guān)系式。通過ECS測井就可以計算每一個深度點(diǎn)的巖石的骨架密度、骨架中子、骨架俘獲截面、骨架光電吸收截面等參數(shù)。綜合密度和中子測井資料，就可以逐點(diǎn)精確計算地層密度孔隙度和中子孔隙度，兩種孔隙度資料的結(jié)合可以精確計算地層的真實(shí)孔隙度，當(dāng)然，在巖性識別的基礎(chǔ)上也可以建立簡單回歸方程，精度也能夠滿足儲量規(guī)范要求。
    如流紋巖儲層，通過對火山巖儲層20口取心井資料的分析研究，考慮到測井曲線的分辨率以及巖樣是否有代表性等因素，選用取樣密度大于等于3塊/m、相鄰樣品間隔小于等于0.4m的55個層共204塊巖心分析樣品做統(tǒng)計回歸，建立測井有效解釋孔隙度模型，其結(jié)果如下：
    φ=-42.843ρb+118.318
                  R=0.9355    (1)
式中：φ為目的層有效孔隙度，%；ρb為目的層測井密度值，g/cm3。
    經(jīng)單層測井計算孔隙度與巖心分析有效孔隙度對比，計算有效孔隙度平衡誤差為0.01%，平均絕對誤差為1.07%，采用上述關(guān)系式作為流紋巖儲層測井計算有效孔隙度公式是合適的。
2.3 火山巖儲層含氣飽和度計算方法
    在實(shí)驗資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)用沃爾法、氣柱高度法等方法確定含氣飽和度，并以巖電實(shí)驗和Archie公式為基礎(chǔ)，建立了火山巖含氣飽和度測井解釋模型，進(jìn)一步豐富了含氣飽和度的研究方法。
2.3.1密閉取心法
    利用火山巖儲層密閉取心井取得的密閉樣品39塊，薄片分析巖性為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，全部采用“干餾法”進(jìn)行飽和度實(shí)驗分析。該層段有效孔隙度最大為8.80%，最小為0.70%，平均為5.44%；空氣滲透率最大為0.06×10-3μm2，最小為0.001×10-3μm2，平均為0.01×10-3μm2。利用密閉取心資料編制有效孔隙度與原始含水飽和度關(guān)系圖版，其關(guān)系式如下：
    Sw=-25.146㏑φ+80.759
                 R=0.99    (2)
Sg=100-Sw           (3)
式中：Sw為含水飽和度，%；Sg為含氣飽和度，%；φ為有效孔隙度，%。
2.3.2壓汞法
    應(yīng)用研究區(qū)9口井32塊流紋巖類壓汞樣品資料，巖性包括流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、球粒流紋巖、流紋巖、流紋質(zhì)火山角礫巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r等。巖心分析有效孔隙度最大24.0%，最小4.0%，主要分布在4%～16%，與儲量區(qū)儲層孔隙度分布區(qū)間一致；巖心分析空氣滲透率最大12.5×10-3μm2，最小0.02×10-3μm2，主要分布在(0.02～0.8)×10-3μm2。根據(jù)壓汞資料，當(dāng)火山巖儲層氣藏累計滲透能力達(dá)到99.9%時，對應(yīng)的孔喉半徑下限值為0.109μm，孔隙度在5.6%、7.1%～8.4%、9.1%3個區(qū)間所對應(yīng)的汞飽和度分別為65%、68%和70%，即為該氣藏的平均原始含氣飽和度。
    由于巖心壓汞資料反映了儲層的孔隙結(jié)構(gòu)，而酸性火山巖壓汞曲線特征基本一致也表明其孔隙結(jié)構(gòu)相似，因此，采用巖心分析孔隙度與最小喉道法得到的氣藏的原始含氣飽和度進(jìn)行內(nèi)插，可以得到相同孔隙結(jié)構(gòu)條件下不同孔隙度所對應(yīng)的氣藏原始含氣飽和度，其關(guān)系式如下：
    Sg=11.72㏑φ+45.591
         n=8，R=0.9978    (4)
式中：Sg為氣藏的原始含氣飽和度，%。
2.3.3巖電實(shí)驗法
   利用徐深氣田的4口井共8塊全直徑酸性火山巖巖樣進(jìn)行了巖電實(shí)驗，其中有效孔隙度最大為15.20%，最小為1.30%，平均為6.70%；空氣滲透率最大為3.46×10-3μm2，最小為0.03×10-3μm2，平均為0.55×10-3μm2。根據(jù)阿爾奇公式，在雙對數(shù)坐標(biāo)中回歸可得到：
    F=5.415/φ1.2421    (5)
    對8塊巖樣的電阻增大率和含水飽和度測量結(jié)果進(jìn)行優(yōu)選，同時考慮有效孔隙度變化范圍的代表性，從8塊巖心中優(yōu)選4塊作為最終確定實(shí)驗關(guān)系的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)飽和度解釋方程計算了酸性火山巖氣層的含氣飽和度，計算結(jié)果與實(shí)際井試氣情況匹配較好。
    利用研究區(qū)內(nèi)已探明儲量的含氣飽和度取值，在氣藏特征和儲層巖性、物性相似的情況下，也可以做類比分析，供取值時參考。各種方法都具有一定的局限性，因此，其計算值之間具有一定的差別。建議采取多種方法計算，結(jié)合物性和產(chǎn)能情況綜合取值，以減少儲量計算的風(fēng)險。
3 結(jié)束語
    綜上所述，火山巖儲層儲量參數(shù)研究的主要矛盾在于其具有儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、巖性多樣、骨架參數(shù)多變的特點(diǎn)，因此，儲層預(yù)測是基礎(chǔ)，巖性識別是關(guān)鍵，多種方法綜合對比分析是確定儲量參數(shù)的有效途徑。
參考文獻(xiàn)
[1] 張文婧，任延廣，陳均亮，等.松遼盆地徐家圍子斷陷擠壓變形特征[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27(4)：21-25.
[2] 王貴文，惠山，付廣.徐家圍子斷陷天然氣分布規(guī)律及其主控因素[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27(1)：6-9.
[3] 付廣，石巍.徐家圍子地區(qū)深層天然氣成藏機(jī)制及有利勘探區(qū)預(yù)測[J].大慶石油地質(zhì)與焉發(fā)，2006，25(3)：23-26.
[4] 閆林，周雪峰，高濤，等，徐深氣田興城開發(fā)區(qū)火山巖儲層發(fā)育控制因素分析[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2007，26(2)：9-14.
[5] 邵英梅，馮子輝.徐家圍子斷陷營城組火山巖巖石學(xué)及地球化學(xué)特征[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2007，26(4)：27-30.
[6] 邵紅梅，毛慶云，姜洪啟，等.徐家圍子斷陷營城組火山巖氣藏儲層特征[J].天然氣工業(yè)，2006，26(6)：29-32.
[7] 張瑩，潘保芝，印長海，等.成像測井圖像在火山巖巖性識別中的應(yīng)用[J].石油物探，2007，46(3)：288-293.
[8] 靳軍，劉洛夫，余興云，等.陸東-五彩灣地區(qū)石炭系火山巖氣藏勘探進(jìn)展[J].天然氣工業(yè)，2008，28(5)：21-23.
[9] 秦啟榮，蘇培東，吳明軍，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣九區(qū)火山巖儲層裂縫預(yù)測[J].天然氣工業(yè)，2008，28(5)：24-27.
[10] 舒萍，紀(jì)學(xué)雁，丁日新，等.徐深氣田火山巖儲層的裂縫特征研究[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27(1)：13-17.
[11] 趙杰，雷茂盛，楊興旺，等.火山巖地層測井評價新技術(shù)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2007，26(6)：134-137.
 
(本文作者：印長海1，2 朱彬2 李紅娟2 1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)；2.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院)