低滲透含水氣藏儲(chǔ)層評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)研究

低滲透含水氣藏儲(chǔ)層評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)研究

低滲透氣體和低儲(chǔ)量氣體豐富，世界天然氣產(chǎn)量逐年提高。我國已探明的天然氣儲(chǔ)量中,低滲透氣藏儲(chǔ)量約占40%;在大中型氣田中,低滲透氣藏儲(chǔ)量約占?xì)獠貎?chǔ)量的60%。如何經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)好低滲氣田,不但是我國天然氣工業(yè)快速發(fā)展急需解決的重大課題,更是我國21世紀(jì)能源持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問題。而多數(shù)低滲透天然氣藏具有低孔隙度、低滲透率、高含水飽和度等特點(diǎn),因而氣體在低滲透含水氣藏中的滲流出現(xiàn)非線性特征。因此,對(duì)低滲透含水氣藏進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)時(shí),要根據(jù)儲(chǔ)層特性和氣體滲流特點(diǎn)。找出評(píng)價(jià)參數(shù)和建立新的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法。1儲(chǔ)層滲透率分析喉道半徑是表征低滲透儲(chǔ)層巖心孔隙結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),它影響低滲透氣藏氣體的滲流能力。喉道半徑越大,滲流阻力越小,氣體的開發(fā)潛力越大。反之,如果喉道半徑越小,那么氣體的滲流阻力就越大,儲(chǔ)層中氣體的開發(fā)難度也越大。筆者用恒速壓汞儀測定了低滲透儲(chǔ)層的喉道半徑。恒速壓汞技術(shù)與常規(guī)壓汞技術(shù)不同,它可以對(duì)多孔介質(zhì)的孔隙和喉道大小和數(shù)量進(jìn)行直接測量,同時(shí)給出孔隙中孔道和喉道的信息,這對(duì)于孔、喉性質(zhì)差別很大的低滲、特低滲儲(chǔ)層尤其重要。圖1是6塊不同滲透率的低滲透氣藏巖樣孔道半徑和喉道半徑的分布曲線。從圖中可以看出,對(duì)于不同滲透率級(jí)別的巖心,其孔道大小及分布性質(zhì)差別并不大(為100～300μm);其差別主要體現(xiàn)在喉道大小及分布上。這說明低滲透、特低滲透儲(chǔ)層的性質(zhì)主要受喉道控制,喉道的大小決定了儲(chǔ)層流通性質(zhì)的好壞,并進(jìn)而影響開發(fā)效果。從圖2中可以看出:當(dāng)滲透率小于0.1×10-3μm2(巖樣滲透率為0.030×10-3μm2)時(shí),平均喉道半徑為0.2μm,對(duì)滲透率貢獻(xiàn)的喉道半徑區(qū)間為0.1～0.3μm;當(dāng)滲透率為(0.1×～1.0)×10-3μm2(巖樣滲透率為0.388×10-3μm2和0.348×10-3μm2)時(shí),平均喉道半徑為0.7μm,對(duì)滲透率貢獻(xiàn)的喉道半徑區(qū)間為0.2～1.1μm;當(dāng)滲透率為(1.0～5.0)×10-3μm2(巖樣滲透率為1、114×10-3μm2)時(shí),平均喉道半徑為1.5μm,對(duì)滲透率貢獻(xiàn)的喉道半徑區(qū)間為0.6～2.0μm;當(dāng)滲透率大于5.0×10-3μm2(巖樣滲透率為29.570××10-3μm2和31.200×10-3μm2)時(shí),平均喉道半徑為4.1μm,對(duì)滲透率貢獻(xiàn)的喉道半徑區(qū)間為1.0～12.0μm。因此,對(duì)于低滲透氣藏巖心,滲透率不同時(shí)其喉道半徑是不同的,因而其氣體開發(fā)的難易程度也不同。巖心滲透率越高,其喉道半徑越大,越容易開發(fā);反之,滲透率越小,其喉道半徑越小,開發(fā)難度越大。2不同氣驅(qū)水條件下束縛水飽和度的變化對(duì)于低滲透氣藏,束縛水飽和度是氣相和氣、水兩相滲流的臨界參數(shù),同時(shí)也是計(jì)算低滲透氣藏含氣飽和度的重要參數(shù)。因此,束縛水飽和度是表征低滲氣藏開發(fā)潛力的一個(gè)重要參數(shù)。目前測試束縛水飽和度的方法很多,但存在很多問題。筆者用低磁場核磁共振儀測定蘇里格低滲氣藏的束縛水飽和度,分析了在不同氣驅(qū)條件下巖心的束縛水飽和度的變化情況。表1是蘇里格低滲透氣田6塊不同滲透率巖心束縛水飽和度測試結(jié)果,圖3和圖4分別是低滲透氣藏巖心滲透率與束縛水飽和度對(duì)應(yīng)關(guān)系和不同氣驅(qū)水條件下6號(hào)巖心束縛水飽和度變化情況。蘇里格低滲透氣田巖心滲透率越低,其束縛水飽和度越高,含氣飽和度也越低。根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)資料的擬合,其滲透率(K)與束縛水飽和度(Swc)的關(guān)系式為當(dāng)滲透率小于0.1×10-3μm2(巖樣滲透率0.019×10-3μm2)時(shí),其束縛水飽和度為73.61%,含氣飽和度的上限值為26.39%,氣體開發(fā)潛力較低;當(dāng)滲透率在(0.1～1.0)×10-3μm2(巖樣滲透率為0.100×10-3μm2、0.655×10-3μm2和0.890×10-3μm2)時(shí),其束縛水飽和度為55.55%～62.39%,含氣飽和度的上限值為37.61%～44.45%,氣體有一定的開發(fā)潛力;當(dāng)滲透率大于1.0×10-3μm2(巖樣滲透率為4.720×10-3μm2和5.400×10-3μm2)時(shí),其束縛水飽和度為47.32%～51.69%,含氣飽和度的上限值為48.31%～52.68%,氣體開發(fā)潛力較大。從圖4中發(fā)現(xiàn):在不同的氣驅(qū)水過程中,其束縛水飽和度是變化的。即氣驅(qū)前,束縛水飽和度為47.32%;第一次氣驅(qū)后,束縛水飽和度為33.26%;第二次氣驅(qū)后,束縛水飽和度為27.19%;第三次氣驅(qū)后,束縛水飽和度為21.15%。這與低滲油藏的束縛水飽和度T2譜圖不同,說明低滲透含水氣藏氣體滲流存在對(duì)流擴(kuò)散作用,流動(dòng)的氣體帶走了一部分束縛水。這也為蘇里格存在無明顯邊水、底水的低滲透氣藏氣井產(chǎn)出少量水提供了有力的證據(jù)。3蘇里格低滲氣藏巖心滲透率與滲流關(guān)系在低滲透氣藏成藏過程中,儲(chǔ)層的含水飽和度普遍較高。而在微觀上,流體通過的多孔介質(zhì)通道比較狹窄,因而氣體在低滲儲(chǔ)層中的開發(fā)難度加大。當(dāng)含水飽和度較高時(shí),氣體的滲流存在非達(dá)西滲流的現(xiàn)象。因此,可以用含水飽和度來表征低滲透含水氣藏開發(fā)的難易程度。圖5為含水飽和度為72%時(shí)(巖樣滲透率為0.072×10-3μm2)巖心氣體的流變曲線,圖5中滲流曲線與橫坐標(biāo)相交,它表示在低滲透含水氣藏巖心中,氣體滲流存在一個(gè)臨界擬壓力梯度,也可折算出臨界壓力梯度。圖6為蘇里格低滲透氣藏不同滲透率巖心含水飽和度與臨界壓力梯度的關(guān)系曲線。從圖6中可以看出:低滲氣藏巖心氣體在低含水飽和度滲流時(shí),氣體符合達(dá)西滲流,不存在臨界擬壓力梯度或臨界壓力梯度;當(dāng)含水飽和度達(dá)到一定值時(shí),氣體的滲流表現(xiàn)為非線性滲流特性,存在擬壓力梯度或臨界壓力梯度。在低滲透含水氣藏巖心中,臨界壓力梯度隨含水飽和度的增大而增大。滲透率越高,出現(xiàn)臨界壓力梯度時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水飽和度下限值越大,不易出現(xiàn)非線性滲流。但對(duì)于低滲透氣層來說,在較低的含水飽和度時(shí),就會(huì)出現(xiàn)非線性滲流,增加開采難度。對(duì)于蘇里格低滲氣藏來說,當(dāng)滲透率大于1.0×10-3μm2時(shí),所對(duì)應(yīng)的含水飽和度下限值為40%;當(dāng)滲透率為(0.5～1.0)×10-3μm2時(shí),所對(duì)應(yīng)的含水飽和度下限值為30%～40%;當(dāng)滲透率為(0.1～0.5)×10-3μm2時(shí),所對(duì)應(yīng)的含水飽和度下限值約為30%;當(dāng)滲透率小于0.1×10-3μm2時(shí),所對(duì)應(yīng)的含水飽和度下限值小于20%。4低場流體特征利用恒速壓汞儀研究了不同滲透率低滲透氣藏巖心的孔隙結(jié)構(gòu)特征,不同滲透率的低滲透氣藏巖心,其孔道半徑基本相同,而喉道半徑不同。巖心滲透率越高,其喉道半徑越大,開發(fā)越容易;反之,滲透率越小,其喉道半徑越小,開發(fā)越難。因此,可以用喉道半徑來表征氣體通過儲(chǔ)層的難易程度。利用低磁場核磁共振儀對(duì)低滲氣藏束縛水飽和度測試結(jié)果表明,滲透率與束縛水飽和度有很好的相關(guān)關(guān)系。滲透率越低,其束縛水飽和度越高,含氣飽和度也越低。在不同的氣驅(qū)水過程中,其束縛水飽和度是變化的。因此,可以用束縛水飽和度來表征低滲氣藏開發(fā)潛力特征的一個(gè)重要參數(shù)。利用低