蘇里格氣田儲氣庫儲層精細(xì)描述及三維地質(zhì)建模研究

陳志華，常榮，楊帆

（1.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西西安710021；2.西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院，四川綿陽621000；3.中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，陜西西安710021）

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蘇里格氣田儲氣庫儲層精細(xì)描述及三維地質(zhì)建模研究

陳志華1，常榮2，楊帆3

（1.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西西安710021；2.西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院，四川綿陽621000；3.中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，陜西西安710021）

蘇里格氣田東區(qū)儲氣庫馬五5亞段為碳酸鹽潮坪相，馬五5氣藏主要發(fā)育于潮間和潮下帶的粒屑灘和云坪沉積微相；通過對沉積、成巖、古地貌和今構(gòu)造的進(jìn)一步研究，以及對儲層精細(xì)描述及三維地質(zhì)建模研究。認(rèn)為水下隆起是白云巖發(fā)育的有利部位；構(gòu)造鼻隆和鼻翼氣井相對發(fā)育，構(gòu)造部位對儲層孔隙度和含氣飽和度影響相對較小，對儲層滲透率影響較大。

長慶氣區(qū)；儲氣庫；配套技術(shù)；發(fā)展方向

蘇里格氣田勘探面積4×104km2，主要位于內(nèi)蒙鄂托克旗、鄂托克前旗、烏審旗和陜西的定邊、吳起境內(nèi)。區(qū)內(nèi)天然氣資源豐富，資源評價結(jié)果，具有天然氣資源量3.8×1012m3，占盆地天然氣總資源量的35%［1-3］。蘇里格氣田東區(qū)位于長慶靖邊氣田北部的烏審旗地區(qū)。區(qū)域構(gòu)造屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡北部中帶，行政區(qū)屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗地區(qū)，勘探面積約6 000 km2。地表為沙漠、草地，地面海拔一般為1 250m～1 350 m，地形相對平緩，高差20 m左右。

S井區(qū)屬中部風(fēng)化殼帶與古隆起結(jié)合部，該區(qū)中組合馬五5儲層發(fā)育，歷年部署24口井，馬五5小層鉆遇率100%，白云巖有效儲層鉆遇率達(dá)90%。投產(chǎn)11口井，平均無阻流量75×104m3/d，平均單井產(chǎn)量15× 104m3/d，馬五5小層有很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。選取該區(qū)該層作為儲氣庫具有很有利的戰(zhàn)略性。S井區(qū)目前已完成二維和三維地震。近年來在奧陶系中組合馬五5取得突破后，相繼在盆地古隆起東側(cè)發(fā)現(xiàn)多個馬五5含氣富集區(qū)，如S井區(qū)，馬五5段參與試氣15口，目前該區(qū)單井日均產(chǎn)氣量15×104m3，累計產(chǎn)氣量突破11.2× 108m3，展示出良好的產(chǎn)氣能力，在產(chǎn)能建設(shè)和調(diào)峰保供中發(fā)揮了重要的作用（見圖1）。將該氣藏轉(zhuǎn)為夏注冬采的地下儲氣庫，是在各種地下巖層類型中建造地下儲氣庫的最好選擇，其優(yōu)點如下：

（1）有蓋層、底層、無水驅(qū)或弱水驅(qū)，具備良好的封閉條件，密閉性好，儲氣不易散溢漏失，安全可靠性高。

（2）有較多現(xiàn)成采氣井可供選擇利用。作為注采氣井，有完整配套的天然氣地面集輸、水、電、礦建等系統(tǒng)工程設(shè)施可供選擇，建庫周期短，試注、試采運(yùn)行把握性大，工程風(fēng)險小，有完整成套的成熟采氣工藝技術(shù)。

（3）不需或僅需少量的墊底氣，一般調(diào)峰工作氣量為注氣量的70%～90%，注入氣利用率高。

但該氣藏馬五5作為氣田開發(fā)的新層系，其地質(zhì)認(rèn)識尚顯薄弱，為此，特在S井區(qū)取心4口井，并由此開展馬五5層沉積、成巖、古地貌和今構(gòu)造的進(jìn)一步研究，對儲層精細(xì)描述和三維地質(zhì)建模研究。以深入開展馬五5段儲層形成機(jī)理及主控因素的研究，認(rèn)識馬五5段儲層展布規(guī)律，為儲氣庫建設(shè)提供依據(jù)。

圖1　馬五5典型巖石鑄體薄片圖

圖2　馬五5滲透率、孔隙度與頻率分布直方圖

1　巖石類型及沉積構(gòu)造

對研究區(qū)4口取心井巖性分析認(rèn)為：該區(qū)的主要白云巖類型包括晶粒白云巖、含灰白云巖和灰質(zhì)白云巖等；晶粒主要為粉晶、細(xì)晶和中晶，而微晶白云巖不發(fā)育（見圖1）。

2　儲層特征

根據(jù)巖心物性資料分析，該區(qū)馬五的物性較好（見圖2），馬五5儲層孔隙度主要分布在2%～10%，最高可達(dá)18.1%，平均孔隙度為5.92%，平均滲透率為0.83mD；滲透率主要分布在0.1 mD～10mD，最高可達(dá)130mD。

3　構(gòu)造格架

構(gòu)造格架包括構(gòu)造層面及斷縫系統(tǒng)兩部分。本次研究采用地質(zhì)-測井-計算機(jī)處理的一體化技術(shù)，直接將測井?dāng)?shù)據(jù)和地質(zhì)分層結(jié)果轉(zhuǎn)入三維地質(zhì)模型軟件中。先繪制了2層構(gòu)造，即馬五43底凝灰?guī)r構(gòu)造、馬五5底，然后，以各小層鉆井分層為基本控制點，應(yīng)用確定性建模的方法對井間地層的深度進(jìn)行預(yù)測，從而建立模型的構(gòu)造格架，馬五5小層頂面三維構(gòu)造模型（見圖3）。

圖3　馬五5頂面構(gòu)造立體圖

從構(gòu)造模型中可以看出，研究區(qū)目的層總體上是一個由北東向南西方向傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造幅度最大可達(dá)50m～70m。由于碳酸鹽巖的溶蝕作用，各個小層不同程度地發(fā)育許多溝槽。這些溝漕限制了儲層的分布范圍。

4　儲層巖相模型建立

由于奧陶系馬家溝組儲層的復(fù)雜性和儲層影響因素的多樣性，S井區(qū)儲層分為4種微相：潮間帶灰云坪、潮下帶粒屑灘、潮間帶云坪、潮下帶灰灘，按各種微相類型畫出該井區(qū)目的層段微相分布（見圖4、圖5）。

圖4　A～E井馬五5沉積微相圖（南北向）

圖5　V～Z井馬五5沉積微相圖（東西向）

5　孔隙度、滲透率和含氣飽和度模型及儲量計算

通過數(shù)據(jù)分析模塊，在對相類型、白云巖體厚度、孔隙度、滲透率、飽和度等參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)變換的基礎(chǔ)上，求取各參數(shù)的變差函數(shù)，利用序貫高斯模擬算法，在沉積微相約束下建立孔、滲、飽模型，定量、直觀的表達(dá)不同小層、不同微相儲層孔、滲、飽的空間變化，為儲層的非均質(zhì)性研究提供參數(shù)模型。建立的孔隙度和滲透率模型及剖面圖（見圖6～圖9）。

圖6　S井區(qū)孔隙度模型

圖7　S井區(qū)滲透率模型

圖8　S井區(qū)含氣飽和度模型

圖9　S井區(qū)有效厚度模型

采用確定性建模方法，利用繪制的孔隙度、滲透率、含氣飽和度、有效厚度分布圖作為平面約束，通過克里金插值構(gòu)建屬性分布模型。孔隙度高值主要分布在中部，高值區(qū)域較小，孔隙度整體低，小于10%。滲透率同樣分布在中部和北部，滲透率具有一定連片性。含氣飽和度較小的區(qū)域分布呈片狀，低值主要在中部和中東部區(qū)域，平均含氣飽和度為70%。有效儲層主要發(fā)育中部和北部，連續(xù)性較差，S39-59A為典型的高值區(qū)域。

利用容積法公式對該區(qū)塊天然氣地質(zhì)儲量進(jìn)行計算，為：

式中：G-原始天然氣地質(zhì)儲量，108m3；A-含氣面積，km2；h-平均有效厚度，m；φ-平均有效孔隙度，f；Sgi-平均原始含氣飽和度，f；T-平均地層溫度，K；Tsc-地面標(biāo)準(zhǔn)溫度，K；Pi-氣藏原始地層壓力，MPa；Psc-地面標(biāo)準(zhǔn)壓力，MPa；Zi-原始?xì)怏w偏差系數(shù)，無因次量。

地質(zhì)研究確定馬五5氣藏天然氣地質(zhì)儲量約為V1，通過地質(zhì)建模計算的儲量為V2，兩者誤差5.3%，在允許范圍內(nèi)。

建議以后從以下4個方面加強(qiáng)攻關(guān)：

（1）繼續(xù)深化地質(zhì)研究，對馬五5地層平面展布形態(tài)、白云巖體規(guī)模、巖石學(xué)特征等進(jìn)行歸納總結(jié)，建立數(shù)學(xué)模型；

（2）充分利用三維地震資料對溝槽及古地形進(jìn)行研究；

（3）精細(xì)描述儲層展布和構(gòu)造起伏，細(xì)分3小層、刻畫微相分布；

（4）通過古地形及溝槽展布的深刻認(rèn)識，進(jìn)一步研究影響蘇里格氣田下古氣藏形成的控制性要素，對今后氣藏勘探提供理論依據(jù)。

6　結(jié)論與認(rèn)識

（1）該儲氣庫區(qū)馬五5亞段為碳酸鹽潮坪相，馬五5氣藏主要發(fā)育于潮間和潮下帶的粒屑灘和云坪沉積微相。

（2）馬五5有效儲層平面上呈透鏡體狀，縱向上連續(xù)性差，氣藏規(guī)模較小。

（3）沉積、成巖、古地貌和今構(gòu)造共同控制著馬五5氣藏的發(fā)育程度。水下隆起是白云巖發(fā)育的有利部位；構(gòu)造鼻隆和鼻翼氣井相對發(fā)育，構(gòu)造部位對儲層孔隙度和含氣飽和度影響相對較小，對儲層滲透率影響較大。

［1］張吉，等.靖邊氣田水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法與應(yīng)用［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19（1）：35-42.

［2］邸領(lǐng)軍，楊承運(yùn)，暢奕華，等.鄂爾多斯盆地奧陶系馬家溝組溶斑形成機(jī)理［J］.沉積學(xué)報，2003，21（2）：260-265.

［3］代金友，何順利.鄂爾多斯盆地中部氣田奧陶系古地貌研究［J］.石油學(xué)報，2005，21（3）：37-43.

TE122.22

A

1673-5285（2016）07-0092-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.07.022

2016-06-16

中國石油股份公司重大科技專項項目“低滲透低豐度砂巖氣藏水平井布井和改造工藝技術(shù)研究”，項目編號：2011-ZX05015-001。

陳志華，男（1977-），2000年畢業(yè)于西北大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，碩士，氣田開發(fā)工程師，主要從事氣田開發(fā)地質(zhì)綜合研究工作。