摘要 根據(jù)四川盆地川中地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲(chǔ)層、滲流及開(kāi)發(fā)的靜、動(dòng)態(tài)特征，構(gòu)建了滲透率、孔隙度、含氣飽和度、有效儲(chǔ)層厚度、主流喉道半徑、閾壓梯度和可動(dòng)水飽和度的儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)7參數(shù)體系，應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了相應(yīng)的儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)方法，對(duì)18口氣井井控儲(chǔ)層進(jìn)行了分類評(píng)價(jià)，并與常規(guī)評(píng)價(jià)結(jié)果和氣井產(chǎn)能進(jìn)行了對(duì)比分析，進(jìn)一步對(duì)目標(biāo)區(qū)塊進(jìn)行了區(qū)塊儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：新的儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)方法準(zhǔn)確度達(dá)到90％，比常規(guī)評(píng)價(jià)方法提高了40％，驗(yàn)證了該方法的可靠性和實(shí)用性。該研究成果對(duì)于川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖含水氣藏富集區(qū)優(yōu)選具有指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞 四川盆地 川中地區(qū) 晚三疊世 低滲透砂巖氣藏 儲(chǔ)集層 喉道半徑 閾壓梯度 可動(dòng)水飽和度 評(píng)價(jià)

高效開(kāi)發(fā)低滲透砂巖含水氣藏的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是優(yōu)選富集區(qū)[1-3]，儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)是富集區(qū)優(yōu)選的基礎(chǔ)。四川盆地川中地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組低滲透砂巖氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中氣井產(chǎn)水現(xiàn)象普遍，產(chǎn)能受產(chǎn)水影響嚴(yán)重。常規(guī)低滲透儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法不能完全反映該氣藏特征[4-7]。因而，以孔隙度、滲透率、含氣飽和度和有效厚度為參數(shù)的常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法對(duì)該氣藏的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度低。需要尋求能全面反映氣藏儲(chǔ)層特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)特征的新評(píng)價(jià)參數(shù)體系，建立相應(yīng)的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法。

筆者結(jié)合氣藏儲(chǔ)層靜、動(dòng)態(tài)特征提出了新的儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)參數(shù)體系，應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方法。

1儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)體系

常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)中的孔隙度、含氣飽和度和有效厚度綜合反映了儲(chǔ)量大小的信息，滲透率反映了儲(chǔ)量動(dòng)用后滲流速度的信息。由于中、高滲透氣藏儲(chǔ)量動(dòng)用率高，有了儲(chǔ)量和動(dòng)用速度這兩方面的信息就能夠滿足儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的要求，因而常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法能夠適用中、高滲透氣藏。而對(duì)于低滲透氣藏來(lái)講，儲(chǔ)量可動(dòng)用性和儲(chǔ)量大小及動(dòng)用速度同樣重要，常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法中沒(méi)有反映儲(chǔ)量可動(dòng)用性的評(píng)價(jià)參數(shù)，因而不適用，需要采用一套能綜合反映這3方面信息的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)體系才能夠正確評(píng)價(jià)低滲儲(chǔ)層。

儲(chǔ)量大小的信息能夠由常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)中的孔隙度、含氣飽和度和有效厚度綜合反映。需要補(bǔ)充能反映低滲透儲(chǔ)層儲(chǔ)量可動(dòng)性方面的評(píng)價(jià)參數(shù)，由于川中地區(qū)須家河組氣藏高含水且產(chǎn)水現(xiàn)象普遍，因而包括氣相的可動(dòng)性和水相的可動(dòng)性。另外，低滲透氣藏滲透率與孔隙度沒(méi)有明顯的正相關(guān)關(guān)系，表明滲流能力受到微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征的控制，需要從微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征方面補(bǔ)充反映儲(chǔ)層動(dòng)用速度方面的評(píng)價(jià)參數(shù)。

根據(jù)川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲(chǔ)層、滲流及開(kāi)發(fā)的靜、動(dòng)態(tài)特征，參考常規(guī)油氣藏儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)，在孔隙度、滲透率、含氣飽和度和儲(chǔ)層有效厚度4個(gè)常規(guī)評(píng)價(jià)參數(shù)的基礎(chǔ)上又引進(jìn)了3個(gè)新評(píng)價(jià)參數(shù)，即主流喉道半徑、閾壓梯度和可動(dòng)水飽和度，構(gòu)建了須家河組低滲透砂巖含水氣藏儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)的7參數(shù)體系。

1．1 主流喉道半徑

喉道大小及分布是控制儲(chǔ)層滲流能力的關(guān)鍵。定義對(duì)滲透率累積貢獻(xiàn)達(dá)95％以前喉道半徑的加權(quán)平均值為主流喉道半徑。須家河組不同儲(chǔ)層巖樣主流喉道半徑和中值半徑與滲透率關(guān)系表明(圖1)，主流喉道半徑隨滲透率的增加而增加，二者之間存在非常好的正相關(guān)關(guān)系；但是中值半徑與滲透率之間的相關(guān)性較差。這說(shuō)明主流喉道半徑不僅能表征儲(chǔ)層基質(zhì)的滲透能力，而且能夠反映儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。

儲(chǔ)層微裂縫不發(fā)育時(shí)，滲透率和主流喉道半徑都能反映儲(chǔ)層的滲流能力；當(dāng)微裂縫發(fā)育時(shí)，滲透率反映整個(gè)儲(chǔ)層的宏觀滲流能力，而主流喉道半徑反映了儲(chǔ)層基質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)特征和滲流能力。因此，主流喉道半徑應(yīng)作為須家河組低滲透砂巖氣藏儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)參數(shù)之一。

1．2 閾壓梯度

低滲透砂巖含水氣藏巖樣滲流實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)含水飽和度較高時(shí)，氣體滲流出現(xiàn)非達(dá)西流現(xiàn)象，存在閾壓梯度[8]。閾壓梯度與巖心滲透率及含水飽和度相關(guān)(圖2)，巖心滲透率越低，含水飽和度越高，閾壓梯度越大。閾壓梯度可作為衡量?jī)?chǔ)層流動(dòng)性強(qiáng)弱的指標(biāo)，也是影響儲(chǔ)量動(dòng)用程度的重要參數(shù)，因此，將閾壓梯度作為低滲含水儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)是必要的。

1．3 可動(dòng)水飽和度

可動(dòng)水飽和度是表征儲(chǔ)層中原生水可動(dòng)程度的重要參數(shù)。川中地區(qū)須家河組致密砂巖氣藏原生水飽和度較高，部分水束縛于巖石表面和微細(xì)孔喉內(nèi)，而賦存于較大孔喉內(nèi)的水在一定的工藝措施和壓力下能隨氣體運(yùn)移，成為可動(dòng)水。儲(chǔ)層可動(dòng)水飽和度能有效表征儲(chǔ)層產(chǎn)水特征，將其作為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)，能反映儲(chǔ)層產(chǎn)水對(duì)產(chǎn)能的負(fù)面效應(yīng)。

2 儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)方法

根據(jù)低滲透砂巖儲(chǔ)層分類參數(shù)和分類要求，應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)川中地區(qū)須家河組低滲儲(chǔ)層進(jìn)行分類評(píng)價(jià)和對(duì)比分析[9-12]。

2．1 模糊分析法

模糊分析法分類評(píng)價(jià)的主要步驟如下。

1)選擇m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、n個(gè)評(píng)價(jià)單元的矩陣。即

2)對(duì)矩陣R，確定出儲(chǔ)層單項(xiàng)指標(biāo)最佳值，即求出相應(yīng)向量G與B，由取大法則得：

3)確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重W。即ωi愈大，說(shuō)明評(píng)價(jià)指標(biāo)i的影響越大。

4)計(jì)算儲(chǔ)層分類指標(biāo)Vi，按Vi值分類排序或分類。即由式(8)可以看出，儲(chǔ)層模糊評(píng)價(jià)值Vi介于0～1之間，Vi值越大，儲(chǔ)層物性越好。

由式(8)可以看出，儲(chǔ)層模糊評(píng)價(jià)值Vi介于0～1之間，Vi值越大，儲(chǔ)層物性越好。

2．2 灰色關(guān)聯(lián)度分析法

灰色關(guān)聯(lián)度法用于儲(chǔ)層分類研究的步驟如下。

1)確定比較數(shù)列和參考數(shù)列。

2)求關(guān)聯(lián)系數(shù)。

設(shè)X0={X0 (k)|k=1，2，…，m)為參考序列(又稱母序列)，Xi={Xi (k)| k=1，2，…，m)(i=1，2，…，n)為比較數(shù)列(又稱子數(shù)列)，則Xi(k)與X0 (k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)定義為：

式中ρ為分辨系數(shù)，ρ越小表示分辨率越大，ρ的取值區(qū)間為[0，1]，一般取0．5； 為所有比較序列各個(gè)指標(biāo)絕對(duì)差的最小值； 為所有比較序列各個(gè)指標(biāo)絕對(duì)差的最大值；| X0 (k)- Xi(k)|為第i個(gè)序列第k個(gè)指標(biāo)與參考序列絕對(duì)差值。

3)求關(guān)聯(lián)度，按關(guān)聯(lián)度大小排序分類。

式中ω為加權(quán)系數(shù)，由專家評(píng)判法給出。

在求得關(guān)聯(lián)度后，即可對(duì)其進(jìn)行排序，關(guān)聯(lián)度越大，儲(chǔ)層物性越好。

3 儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)川中地區(qū)須家河組l8口氣井井控儲(chǔ)層進(jìn)行了分類評(píng)價(jià)，所得的儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表l所示。將儲(chǔ)層分為4類：Ⅰ類儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)效果好，模糊評(píng)價(jià)值為0．86～1．00，灰色關(guān)聯(lián)度值為0．87～1．O0；Ⅱ類儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)效果較好，模糊評(píng)價(jià)值為0．65～0．86，灰色關(guān)聯(lián)度值為0．65～0．87；Ⅲ類儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)效果較差，模糊評(píng)價(jià)值為0．33～0．65，灰色關(guān)聯(lián)度值為0．50～0．65；Ⅳ類儲(chǔ)層無(wú)工業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值，模糊評(píng)價(jià)值為0～0．33，灰色關(guān)聯(lián)度值為0．33～0．50。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果驗(yàn)證

將儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)結(jié)果與常規(guī)分類結(jié)果及對(duì)應(yīng)氣井產(chǎn)能進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，新分類評(píng)價(jià)結(jié)果與對(duì)應(yīng)氣井的實(shí)際開(kāi)發(fā)效果基本一致，符合率接近90％，比常規(guī)評(píng)價(jià)方法準(zhǔn)確度提高了40％。

應(yīng)用儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法對(duì)廣安2井區(qū)須六段儲(chǔ)層和廣安106井區(qū)須四段儲(chǔ)層進(jìn)行了分類評(píng)價(jià)(圖3、4)。從圖中可以看出，廣安2井區(qū)須六段儲(chǔ)層中部南北向儲(chǔ)層為Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層；向東、西兩翼發(fā)展儲(chǔ)層逐漸變差，為Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層。因而，中部南北向?yàn)闅獠馗患瘏^(qū)，是氣藏開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域。廣安106井區(qū)須四段儲(chǔ)層整體為Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層，西北翼和南部?jī)?chǔ)層相對(duì)較好。

5 結(jié)論

1)結(jié)合川中地區(qū)須家河組低滲透砂巖氣藏儲(chǔ)層靜、動(dòng)態(tài)特征，構(gòu)建了滲透率、孔隙度、含氣飽和度、有效儲(chǔ)層厚度、主流喉道半徑、閾壓梯度和可動(dòng)水飽和度的7參數(shù)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)體系，應(yīng)用模糊分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立了相應(yīng)的儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)方法。

2)廣安2井區(qū)須六段儲(chǔ)層中部南北向?yàn)闅獠馗患瘏^(qū)，東、西兩翼儲(chǔ)層為Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層。廣安106井區(qū)須四段儲(chǔ)層整體為Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層，西北翼和南部?jī)?chǔ)層相對(duì)較好。

參考文獻(xiàn)

[1]袁士義，胡永樂(lè)，羅凱．天然氣開(kāi)發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及對(duì)策[J]．石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32(6)：1-6．

[2]康毅力，羅平亞．中國(guó)致密砂巖氣藏勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]．石油勘探與開(kāi)發(fā)，2007，34(2)：239-245．

[3]鐘兵，楊洪志，徐偉，等．有利區(qū)評(píng)價(jià)與優(yōu)選技術(shù)[J]．天然氣工業(yè)，2012，32(3)：62-64．

[4]關(guān)文均，郭新江，智慧文．四川盆地新場(chǎng)氣田須家河組二段儲(chǔ)層評(píng)價(jià)[J]．礦物巖石，2007，27(4)：98-103．

[5]楊正明，姜漢橋，朱光亞，等．低滲透含水氣藏儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)研究[J]．石油學(xué)報(bào)，29(2)：252-255．

[6]陳昭國(guó)．川西拗陷與北美致密砂巖氣藏類比分析[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，34(1)：71-76．

[7]楊正明，張英芝，郝明強(qiáng)，等．低滲透油田儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方法[J]．石油學(xué)報(bào)，2006，27(2)：64-67．

[8]朱光亞，劉先貴，高樹(shù)生．低滲透氣藏氣水兩相滲流模型及其產(chǎn)能分析[J]．天然氣工業(yè)，2009，29(9)：65-67．

[9]徐鳳銀，朱興珊，李士倫．油氣藏綜合評(píng)判中評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量化研究[J]．石油勘探與開(kāi)發(fā)，1994，21(6)：10-14．

[10]熊聽(tīng)東，王世澤，劉汝敏，等．致密砂巖氣藏儲(chǔ)量難動(dòng)用影響因素及開(kāi)發(fā)對(duì)策[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29(4)：77-80．

[11]宋子齊，譚成仟，曹嘉猷．灰色系統(tǒng)理論處理方法在儲(chǔ)層物性、含油性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]．石油勘探與開(kāi)發(fā)，1994，21(2)：87-94．

[12]羅洪濤，馬麗梅，熊燕莉，等．川西致密砂巖氣藏?cái)?shù)值模擬研究[J]．西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，26(6)：21-23．