強非均質致密砂巖氣藏已動用儲量評價新方法

張 吉，史紅然，劉艷俠，羅川又，朱亞軍

(1.中國石油長慶油田分公司，陜西 西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西 西安 710018)

0 引 言

儲量規模是油氣田開發的資源基礎，是指導油氣田開發和投資規模的重要依據[1]。蘇里格氣田在2000年發現，相繼經歷評價階段、上產階段，目前已進入穩產階段。開發實踐證實，蘇里格氣田砂體內部結構復雜，有效砂體規模小，且橫向分布分散，縱向、橫向變化快，儲層具有很強的非均質性[2-4]，各區儲層性質不同，儲量品質有所差異[5]。隨著氣田的開發程度提高，“先肥后瘦”的開發理念導致不同性質儲層的儲量動用程度有所差異，后期產能建設井位部署優選難度日趨增大。因此，為實現氣田長期穩產勢必要重新落實地質儲量規模，需評價已動用地質儲量的規模及分布[6]。

儲量計算方法主要分為靜態法和動態法兩大類[7-13]，其中靜態法包括容積法[7]、類比法、概率法[9-10]。容積法適用于勘探開發的各個階段，資料的豐富與否與容積法的計算結果有直接關系。類比法則適用于新區的預探階段，且新區要與老氣田有相似性，以便可借鑒老區的單儲系數。概率法是通過隨機建模的方法對儲量的不確定性評價，給出儲量的概率分布，可用于預測和驗證。動態法計算地質儲量的2種方法中[11-12]，壓降法是物質平衡法在封閉氣藏的特例。

對于已動用地質儲量的計算，國內外其他學者的研究主要用采收率、采氣速度、儲量動用程度、井網控制程度等[14-16]參數來描述儲量的動用狀況，真正如何計算已動用地質儲量的文獻尚缺。針對蘇里格氣田地質條件的復雜性，結合氣田目前合理開發井網論證結果，對具有不同井網的各個井區，分區進行已動用地質儲量計算，確保計算結果可靠。

1 研究區概況

蘇14區塊位于鄂爾多斯盆地蘇里格氣田的中部(圖1)，區域構造屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中部。該區構造特征與蘇里格地區構造特征一致，即在單斜背景上發育多排北東—南西走向的低緩鼻隆構造。該區塊氣層分布具有多層疊置的特點，主力層系為上古生界二疊系石盒子組盒8段和山西組山1段，屬于河流相沉積，其中盒8上亞段和山1段屬于曲流河沉積，盒8下亞段屬于辮狀河沉積。儲層分布受心灘、邊灘的砂體展布和物性控制，普遍含氣，無明顯的邊底水，屬于定容彈性驅動氣藏[17-19]。該區塊是蘇里格氣田強非均質性致密砂巖氣藏的典型代表，也是蘇里格氣田開發較早的區塊，自投入開發至今，已完鉆直井、定向氣井774口(含水平井91口)，目前已建立試驗區、水平井整體開發區、三維區、加密區，地質、動態、生產資料相對豐富，為區塊的儲量復算提供了條件。同時，該區塊井網類型多，現有井網主要有600 m×1 200 m、600 m×800 m、500 m×650 m、(300～620 m)×(420～820 m)(加密區)、600 m×1 800 m(水平井)，運用的已動用地質儲量計算方法對其他簡單井網的區塊也具有借鑒意義。

圖1 研究區位置

2 儲量復算

2.1 參數確定

在各項資料均具備的前提下，為便于與提交探明儲量進行比較，仍沿用容積法對區塊的儲量規模進行復算。容積法的計算公式為：

(1)

式中：G為天然氣原始地質儲量，108m3；A為含氣面積，km2；h為平均有效厚度，m；φ為平均有效孔隙度；Sgi為平均原始含氣飽和度；Ti為平均地層溫度，K；Tsc為地面標準溫度，K；pi為平均原始地層壓力，MPa；psc為地面標準壓力，MPa；Zi為原始氣體偏差系數。

容積法計算儲量關鍵在于各項參數的選取[20-22]，此次計算有效儲層的下限標準與提交儲量保持一致，其中孔隙度下限為5%，滲透率下限為0.1×10-3μm2。根據研究區目的層沉積相類型，可將其分為盒8上、盒8下、山1段3個縱向計算單元。各項參數確定方法如下：含氣面積與儲量申報原則一致，盒8上、盒8下、山1段分別以有效厚度2、2、3 m計算，以2 m為間隔，將含氣面積劃分為若干個平面單元進行計算；在每個平面單元內，計算有效厚度、孔隙度、含氣飽和度的值，其中有效厚度是計算每個單元內完鉆井的有效厚度平均值，若單井鉆遇含氣層，則將含氣層厚度按0.6的系數折算；孔隙度按每個單元完鉆井有效厚度加權取平均值；含氣飽和度按每個單元內完鉆井有效厚度與孔隙度的乘積進行體積加權取平均值；其他溫度、壓力參數采用儲量申報時選取值(表1)。

表1 蘇14區塊儲量計算參數

2.2 儲量復算及評價

按上述參數選取規則計算結果顯示，該區塊復算地質儲量相比提交探明地質儲量減少134.00×108m3，主要原因是含氣面積減少。其中，盒8段儲量減少17.91×108m3，山1段儲量減少116.09×108m3。分析其原因，主要是因為區塊內完鉆井數增多，資料豐富，氣藏分布刻畫更加清楚，復算儲量時，盒8、山1段新證實含氣區域的面積小于新證實不含氣區域的面積，二者相抵，導致含氣面積有所減少。

依據研究區完鉆井的有效厚度、含氣飽和度、孔隙度、滲透率、無阻流量、單井累計產氣量、儲量豐度等參數，結合氣田開發經濟效益指標(內部收益率，%)，制訂了蘇14區塊儲量綜合分類評價標準(表2)。按照該分類標準，評價可動用地質儲量占總儲量的65.0%，難動用儲量占總儲量的35.0%。

表2 蘇14區塊儲量綜合分類評價標準

3 已動用地質儲量評價

3.1 計算方法確定

所謂已動用地質儲量，就是指油氣田已投入開發部分的地質儲量。在1992年全國礦產儲量委員會下發的《已開發油氣田儲量管理規定(試行)》中指出：在油、氣田以及開發區的獨立開發單元中，若70%以上的方案設計井已經投產，則相應開發單元的儲量為已動用儲量；對于以上獨立開發單元邊緣的油氣過渡帶、油水過渡帶或斷裂復雜帶，如果其儲量占開發單元總儲量的10%以下，則此過渡帶或斷裂帶的儲量也應列入已動用儲量；具有一定規模的試采區、生產試驗區以及具有連續生產條件的小型開發單元的探明儲量也應列為開發儲量。

但是，由于蘇里格氣田致密砂巖氣藏砂體內部結構復雜，有效砂體規模小，且橫向分散，縱橫向變化快，儲層具有很強的非均質性，連通性差，導致在開發過程中，區塊地質特征與生產情況不斷發生變化，在未完成70%的方案設計井時，就有必要評價已動用地質儲量。即使70%以上的方案設計井投產，也不能完全控制區塊的儲量，全部將其計算為蘇里格氣田已動用地質儲量直接影響了氣藏可采儲量的計算，因而此規定不適合于蘇里格氣田致密砂巖氣藏。

該文歸納總結了3種計算方法，各方法具有一定的適用條件。方法一為采氣速度法，即區塊動用地質儲量=年生產規模/區塊最終采氣速度，該方法雖計算簡單，但該方法標定的是區塊的最終動用地質儲量，即區塊產能建設結束儲量動用完時的情況，并不能體現目前的已動用情況，且采氣速度本身難以準確確定。因此，采氣速度法不適合計算蘇里格氣田目前開發模式的已動用地質儲量計算。方法二為泄流面積法，即單井泄流動用地質儲量=井控泄流面積×儲量豐度，該方法的關鍵在于單井泄流面積參數的確定，單井井控泄流面積與井生產時間等有關，低滲透氣井壓力波到達邊界需要較長的時間，當生產時間過短時，會造成計算的泄流控制面積小，從而導致計算的已動用地質儲量偏小，且對于均質性氣藏仍存在未動用死角地區，蘇里格氣田儲層非均質性強、滲透率低，泄流控制面積達到穩定的井甚少。因此，泄流面積法也不適合計算蘇里格氣田的已動用地質儲量計算。方法三為井網控制法，即單井井網動用地質儲量=井網控制面積×儲量豐度，該方法是基于區塊目前的開發井網現狀來計算已動用地質儲量，能較好反映目前開發井網下的已動用地質儲量情況，該方法計算結果與井網關系密切，當開發井網合理時，該方法計算結果較可靠。

對比分析上述3種已動用地質儲量計算方法，結合蘇里格氣田強非均質的儲層地質特征及合理井網井距論證，認為運用井網控制法計算已動用地質儲量效果更好。

3.2 已動用地質儲量評價

目前的研究表明，蘇里格氣田的合理井網密度為3.1口/km2，對應的井距為500 m，排距為650 m，開發實踐效果證實，該井網井距在保證獲得較好經濟效益的同時，可最大程度地動用地質儲量，提高氣田最終采收率[23]。

結合蘇14區塊目前存在的井網現狀，針對不同的井網控制程度，通過“縱向分層，平面分區”的思路計算已動用地質儲量：對于加密區,即井網為(300～620 m)×(420～820 m)，井網控制已達到90%以上，已動用面積按加密區的整體含氣面積計算，結合加密區的平均儲量豐度計算已動用儲量。對于600 m×800 m的井網分布密集區，因區內不能繼續按500 m×650 m的井網部署新井位，單井已動用面積按單井控制面積0.48 km2(600 m×800 m)與該井周圍含氣面積分布的疊合區域計算，其已動用地質儲量按單井累計控制面積與儲量豐度計算；對于600 m×1 200 m的井網分布稀疏區，區內還可以按著目前合理開發井網部署新井位，故單井已動用面積按單井控制面積0.325 km2(500 m×650 m)與該井周圍含氣面積分布的疊合區域計算，單井的已動用地質儲量按單井累計控制面積與儲量豐度計算；對于500 m×650 m的井網完善區，已動用儲量按加密區的計算方法計算；對于水平井整體分布區，由于水平井開采通常動用上述的某一個層位，因而只計算水平井水平段鉆遇層位的已動用面積及已動用儲量，其他未動用的層位不再參與計算。運用該思路評價該區塊盒8下亞段的已動用含氣面積分布如圖2所示。

圖2蘇14區塊盒8下亞段已動用面積分布

按上述分區，縱向上分盒8上、盒8下、山1段3個層位分別計算。結果表明，研究區盒8上亞段已動用儲量占該層位總儲量的48.52%，盒8下亞段已動用儲量占該層位總儲量的40.12%，山1段已動用儲量占該層位總儲量的35.17%，合計已動用地質儲量占總儲量的39.54%。區塊內富集區、致密區對應的可動用地質儲量已動用43.43%；低效區的難動用地質儲量已動用20.09%。運用此次研究成果，指導后期產能建設井位部署200余口，為提高區塊采收率，制訂穩產技術對策打下基礎。

4 結 論

(1) 蘇里格氣田蘇14區塊為強非均質性致密砂巖氣藏，地質條件復雜，1992年全國礦產儲量委員會下發的《已開發油氣田儲量管理規定(試行)》中指出已動用儲量標記方法不適用。歸納總結的3種計算方法及各方法適用性，對其他具有相似地質特征的區塊已動用地質儲量評價具有借鑒意義。

(2) 運用容積法復算了蘇14區塊盒8、山1段的地質儲量，與提交探明地質數量相比有所減少，主要是因為各層位的含氣面積減少引起的。制訂了蘇14區塊儲量綜合分類評價標準，落實可動用地質儲量的分布，指導了后期產建井位部署200余口，極大提高了區塊的開發效益，對其他同類型區塊具有參考價值。

(3) 結合蘇14區塊目前的井網，對不同井網的井區運用井網控制法分區計算已動用地質儲量，確保計算結果有理有據、真實可靠。評價結果顯示，研究區已動用地質儲量占總儲量的39.54%，為后期研究區的穩產技術政策提供了依據。

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