低滲砂巖氣藏提高采收率措施研究

2012-01-11 10:19:34趙正果王順玉

天然氣勘探與開發 2012年3期

趙正果王順玉

(1.西南石油大學資源與環境學院 2.中國石化西南油氣分公司工程技術研究院)

1 氣藏概況

四川盆地西部坳陷的新場氣田淺層蓬萊鎮組JP2氣藏主要發育河流相砂體，縱向上由5個疊置程度較差的氣層構成，屬低—中孔隙度、低滲—近致密儲層。氣藏為構造背景控制下的無邊底水、彈性氣驅的構造-巖性氣藏，依靠天然能量衰竭式開采(1-4)。

JP2氣藏于1994年正式投入規模開發，遞減階段經歷2次調整共提高可采儲量14×108m3，采收率提高17%。近年來JP2氣藏增加了大量沙溪廟組氣藏過路井，氣藏地質認識發生較大變化，前期研究成果已不能滿足該氣藏提高采收率的需求。

2 氣藏精細描述與剩余可采儲量分布研究

2.1 氣藏精細描述

以前期認識為基礎，確定地層劃分與對比的原則為“旋回對比、分級控制、厚度約束、全區閉合”，利用新增鉆井資料，參考地層厚度變化趨勢完成小層的精細對比，構成全區閉合統一，實現小層精細對比。

沉積微相研究表明氣藏為三角洲平原—三角洲前緣的沉積環境，發育有分支河道，天然堤、決口扇、河口壩、三角洲前緣席狀砂等多種類型沉積砂體(5-11)。

通過巖心、巖屑觀察，JP2儲層巖性以粉砂質細砂巖和粗粉砂巖為主。砂巖成分以石英為主，巖屑次之，長石含量較少，膠結物以方解石為主，有少量白云石，偶見硅質、硬石膏,雜基含量一般較低；膠結類型以孔隙式為主，分選中等一好；磨圓度多為次棱角狀，次圓、棱角狀少量。

儲集空間類型主要為殘余粒間孔，次為粒間溶濁擴大孔和粒內溶孔，其儲層孔隙度、滲透率特征見表1。JP2氣藏孔隙度1.56%～17.34%，平均值9.67%。滲透率0.012mD～8.62mD，平均值0.752mD。對新場氣JP2氣藏巖心物性統計可知儲層參數變化較大，規律性不明顯，非均質性較強。

表1 新場蓬二氣藏儲層物性對比表

2.2 剩余可采儲量分布研究

JP2氣藏剩余儲量主要分為兩大部分：①已動用區剩余可采儲量，即被生產現井網所控制，為在現有工藝技術條件下可采出剩余儲量，通過開發調整，措施挖潛或鉆新井可采出；②剩余難動用儲量，由于儲量品質、開發經濟效益差，需要改進開采技術才能采出。

天然氣物理特性能定量表征剩余氣分布的參數目前只有地層壓力，地層壓力高的區域剩余氣量就多，反之剩余氣量就少。各層地層壓力和剩余氣分析如下(表2)。JP2氣藏剩余可采儲量較多的層在JP22、JP24和JP23，目前井網控制下剩余可采儲量為11.71×108m3，是已動用區域內目前經濟技術條件下可采出來的剩余氣，它包括通過老井挖潛和少量加密井提高增加的那部分潛力。

表2 新場JP2氣藏剩余儲量及剩余可采儲量統計表

JP21層剩余可采儲量0.92×108m3，目前平均地層壓力8.78MPa。氣層連片性一般，部分區域無生產井控制，地層壓力下降也不均衡，在中北部形成了X26—XQ25-1幾個相連的壓降漏斗，壓力在4 MPa～6 MPa之間；XQ25-1井以南、L7井區以西南及L18井以南等區域都形成連片的地層壓力保持較高區域，地層壓力12 MPa～14MPa左右，屬剩余未動用儲量區(圖1、圖2)。

JP22層剩余可采儲量5.80×108m3，是氣藏目前剩余可采儲量最多的氣層。數模計算的平均地層壓力6.64MPa。氣層連通性較好，生產井分布均衡，但采出不均衡。地層壓力，下降也不均衡。在CX255-XQ88-XQ102井區、X72井區、X68-X77-X72井區等區域形成了幾個較深的壓降漏斗，地層壓力0.5 MPa～3MPa左右，達到廢棄壓力。在XQ69以北，地層壓力較高12 MPa左右，氣藏西部、西南部、北部邊緣地層壓力高，屬剩余可采儲量富集區(圖3、圖4)。

圖1 JP21氣層地層壓力分布圖圖2 JP21氣層剩余儲量豐度分布圖

JP23層剩余可采儲量1.14×108m3。目前數模計算的平均地層壓力5.04MPa，其地層壓力水平較低。氣層連通性較好，在中部XQ42～XQ73-1 ～X83-2井區等域內地層壓力下降大，壓降漏斗深，地層壓力1MPa左右，已達到廢棄壓力。在XQ97井以北，XQ36井區地層壓力較高，約9 MPa～11MPa左右，屬剩余可采儲量富集區(圖5、圖6)。

JP24層剩余可采儲量3.47×108m3。目前數模計算的平均地層壓力6.46MPa。氣層連通性較好，生產井多，地層壓力下降較均衡。在XQ62井、X705-1井和X47井區也形成壓降漏斗，地層壓力1.1 MPa～2MPa左右，也已達到廢棄壓力。在XQ54-CX267井區生產井少，采出程度低，地層壓力11 MPa～14MPa之間，是剩余可采儲量富集區(圖7、圖8)。

圖3 JP22氣層地層壓力分布圖圖4 JP22氣層剩余儲量豐度分布圖

圖5 JP23氣層地層壓力分布圖圖6 JP23氣層剩余儲量豐度分布圖

圖7 JP24氣層地層壓力分布圖圖8 JP24氣層剩余儲量豐度分布圖

JP25層剩余可采儲量0.38×108m3。目前數模計算的平均地層壓力7.25MPa。氣層連片性差，生產井分布不均，地層壓力下降也不均衡。中南部X82、CX154 、X714-1井形成多個壓降漏斗，其中CX154井壓降漏斗深，地層壓力1.7MPa已達到廢棄壓力，其它井區壓降漏斗壓力4 MPa～5.5MPa，是剩余可采儲量富集區；中北部以及西部生產井少，采出程度低，地層壓力9 MPa～12MPa之間，是剩余未動用儲量區(圖9、圖10)。

圖9 JP25氣層地層壓力分布圖圖10 JP25氣層剩余儲量豐度分布圖

3 提高采收率技術對策

目前新場氣田低滲砂巖氣藏提高采收率的常規方法一般為：酸化壓裂改造、加密井開發、排水采氣、增壓開采、高低壓分輸[12，13]。這些方法在新場氣田已經使用多年，并且取得了較好的效果，本文主要在使用這些方法的基礎上針對井網控制區能否開展局部加密，未動區難采儲量開發可行性，層間挖潛的可行性，提出相應對策以進一步提高采收率。

3.1 氣藏局部加密井調整的可行性

選擇典型氣層JP23作為解剖對象研究JP2氣藏這類條帶狀氣層如何部署井網及確定合理井距。解剖模型取自三維地質模型，經過生產歷史擬合調整修正，其更接近真實氣層。最初井網沿河道中央部署10口井，井網密度0.82口/km2、井距1.1km，逐步加密到63口井，井網密度5.22口/km2，井距430m，共計5個不同井網開發方案(表3)。

表3 不同井網開發方案

不同井網密度下JP23層開采效益圖(圖11)，用目前氣價、投資和操作成本按開發項目行業標準測算，5套井網方案都有開采效益。數模井網合理性研究表明：JP2氣藏井網密度在2口/km2以下就能獲得較長的穩產期，穩產期結束后再加密井網，可以減緩產量遞減，獲得較高的開發效益，在井網密度2.7口/km2時效果最好，加密井的經濟技術界限井距為430m。JP2氣藏目前井網密度到達最佳值2.68口/km2，已無整體加密的技術需求。

圖11 不同井網密度下開發經濟效益曲線

JP2氣藏經歷了多次開發井調整完善(老井轉層、局部加密井)，目前井網已將所有優質的儲量控制住了，只在Ⅲ類儲層的局部區域沒有井控制，這些地區儲量品位低，多為難采儲量，雖然具備一定的開發潛力，但從經濟方面來考慮，新井累計產量達不到經濟界限值的要求。另外氣藏整體地層壓力下降了7MPa左右，低壓條件下開采難度加大。因此，JP2氣藏在目前經濟和開采技術條件下基本上不可能鉆加密井去動用這些閑置儲量。只能等低壓、低品位儲層壓裂技術提高后才能考慮動用。

3.2 未動儲量開發可行性論證

目前新場JP2氣藏94.99×108m3的復算儲量動用率達90.1%，僅有在井網控制區外，還有邊角、小砂體9.31×108m3的儲量未被動用，大多未被井網控制，但由于這部分儲量多為低品位難采儲量,儲層條件差，動用的技術工藝要求高，雖然多數區域地層壓力仍保持較高水平，但低品位儲層壓裂改造技術仍是個難題。比如最近實施的XQ124井，地層壓力保持在12MPa以上，用目前壓裂技術改造求產僅獲無阻流量0.41×104m3/d，顯然需要攻關解決低品位儲層壓裂改造技術問題。

3.3 老井挖潛可行性論證

新場JP2氣藏處于低壓小產開發階段，已開發區地層壓力較低，仍有一些數量的低品位儲量沒有動用，只能靠本層系生產井或其它層系的過路井來挖潛動用。老井挖潛的可行性關鍵點仍然是地層壓力，即在多高地層壓力下，老井可實施轉層壓裂投產。

圖12表示近年來JP2氣藏實施的新井、新層穩產水平與計算的地層壓力系數之間的關系。新井、新層中有局部加密井、擴邊建產井，多數為近年實施的老井挖潛(表4)。從圖12和表4可知有三分之一的氣井穩定產能可以達到0.7104m3/d以上，達到或超過開發調整方案論證的合理產量。效果較好的占三分之一。其中XQ123和XQ124兩口新井和XQ54挖潛井因儲層條件差沒有達到開發井初期穩產標準。初期穩產量的高低不是評價新井、新層實施有無經濟效益的標準，它僅僅是一個技術界限值。關鍵是氣井的累計產量或可采儲量能否滿足經濟效益指標。顯然，用鉆新井的氣井產能界限來衡量老井挖潛是不合適的。根據《川西中淺層氣藏老井挖潛產量界限值》研究結果，挖潛經濟技術界限值大大低于鉆井經濟技術界限值。對新場JP2氣藏氣層埋深950m～1200m，老井挖潛一個單層，壓裂改造費用60～80萬元，獲得經濟效益的挖潛技術界限值是單井穩定產量大于0.19m3/d，挖潛層控制的可采儲量(最低累計產量)應大于0.0525×108m3。以此對照表4和圖2，在優良的(Ⅰ～Ⅱ類儲層)儲層條件下，氣井的地壓系數無論高低，只要壓裂工藝技術允許，都能到達挖潛的經濟效益界限值。

圖12 投產新井低壓系數與初期穩定產能關系圖

根據儲層類型，地層壓力分布以及現生產層段的采出狀況對33井層老井潛力進行分析，確定JP2氣藏近期可挖潛井15口共17層(砂體總厚度303.5m，有效厚度190.7m)，主要集中在JP21、JP22和JP25氣層(表5)，這將極大提高JP2氣藏的采收率。

3.4 提高采收率技術對策

在井網控制區，要把地下11.71×108m3剩余可采儲量拿出來，關鍵是搞好現有生產井的科學管理，積極治理低效井，延長氣井生產壽命期，搞好泡排采氣和增壓開采兩項主體技術的應用，進一步減緩氣井(氣藏)產量遞減率，提高其開發效果。

對于井網控制區有效厚度190.7m的老井轉層潛力，依靠現有壓裂技術，優先選擇Ⅰ～Ⅱ類儲層進行挖潛，對Ⅲ類儲層只要地壓系數不太低也可考慮轉層挖潛。同時，在單井井間泄氣半徑沒有干擾(相交)、地壓系數要大于0.80的區域，可考慮在Ⅰ～Ⅱ類儲層鉆少量開發井，以提高井網控制區可采儲量。

對于井網外9.31×108m3的未動儲量。選擇儲層條件較好的區域鉆少量擴邊調整井，以充分利用好每一方天然氣資源，提高氣藏動用程度。由于這部分儲量多數儲層條件差，動用的技術工藝要求高，目前壓裂工藝還不適應，可償試鉆水平井分段壓裂開采，以提高氣井泄氣面積和產能，提高井控可采儲量，以解放這部分儲量蘊藏的產能。