裂縫系統氣藏動態儲量計算新方法——以四川盆地蜀南地區茅口組氣藏為例

王會強 彭 先 李 爽 胡 南 劉林清

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 2.中國石油川慶鉆探工程公司井下作業公司

1 動態儲量計算方法的現狀

四川盆地蜀南地區下二疊統茅口組石灰巖儲層非常致密，孔隙度一般小于2%，基本不具備儲滲條件。東吳期溶洞為主要儲集空間，裂縫既是儲集空間，又是連通孔洞的通道[1]。茅口組氣藏為典型縫洞型氣藏[2]，利用容積法計算地質儲量困難大，普遍采用動態儲量作為申報探明儲量的基礎。常規動態儲量計算方法包括物質平衡法、壓降法、彈性二相法、產量遞減法等[3－6]，其中近90%的裂縫系統采用壓降法計算動態儲量。但由于茅口組氣藏具有復雜儲滲特征、連通關系、水侵生產動態等特點，使得壓降曲線形式多樣、特征復雜，包括直線型、上翹型、折線型等。特別是對于上翹型或折線型壓降曲線，表明生產過程中儲集空間可能發生變化，存在外來能量的補充，不同生產階段計算動態儲量明顯增加，準確計算分析此類裂縫系統動態儲量難度大。筆者基于茅口組氣藏的靜、動態資料，綜合分析并準確識別存在多個儲集體和水侵，在此基礎上，建立能夠準確反映地下實際情況的生產動態分析模型，確定了茅口組氣藏復雜儲集體動態儲量。

2 動態儲量計算新方法的探索

目前，常規動態儲量計算方法主要包括經驗類方法、試井方法、物質平衡方法等幾類，各類方法原理不一，適用條件也存在差別。經驗類方法主要以產量、累產量與時間的統計規律為主，理論基礎較弱，計算結果差別大；試井方法主要是指彈性二相法，其計算結果準確，但對測試資料要求高，一定程度上限制了其廣泛應用；物質平衡法應用最廣泛，但對于地層水侵活躍的氣藏，儲層物性參數選擇、水侵量準確計算難度大[7－9]，影響了儲量計算結果的精度。

隨著氣井生產動態分析技術的不斷發展，逐漸形成了以生產數據為分析對象，對氣井進行生產分析、評價和預測的新方法，稱為產量不穩定分析法。該方法以Arps產量遞減分析、Fekovich曲線擬合分析、Blasingame現代遞減分析、NPI重整壓力積分曲線分析為基礎[10－13]，綜合考慮儲滲特征、流體物性等情況，開展各種典型曲線、生產歷史曲線的擬合分析，不斷修正模型參數，最終確定氣井生產動態模型，實現動態儲量計算和生產分析預測，分析流程如圖1所示。

目前，對于產量不穩定分析方法的理論研究較完善，國外已經推出了較為成熟的商業軟件，比如Topaze、RTA等生產分析軟件，為相關研究提供便利條件。

圖1 產量不穩定分析預測流程圖

3 理論模型建立及演算分析

根據產量不穩定分析方法的原理，采用Topaze生產分析軟件，開展了以精細刻畫地質模型、數值求解等方面的研究，建立考慮地層水侵影響的串珠狀儲層模型，表征復雜儲集體、地層水侵影響等；并進行了理論模擬分析，檢驗該方法識別多儲集體、地層水侵等方面的特征。

氣藏理論模型由不同的供給單元組成，呈串珠狀分布；各供給單元連通性好壞取決于裂縫的發育程度以及地層水體的分隔；部分供給單元外圍設置有活躍的水體（圖2）。通過模擬計算分析，得到了該儲層模型情況下的NPI典型特征曲線（圖3）。

圖2 串珠狀儲層、考慮地層水影響的地質模型圖

NPI曲線分析表明，壓力波及范圍在曲線上均有反映，且由于地層水侵影響，NPI導數曲線呈下掉趨勢。因此，認為串珠狀儲層模型能夠表征該儲層縫洞發育、儲集空間變化以及存在地層水侵影響的特征，可用來計算茅口組氣藏復雜儲集體的動態儲量。

圖3 NPI典型特征曲線圖

4 典型實例分析

4.1 典型曲線診斷分析

S47井裂縫系統儲層裂縫、溶洞發育，為典型裂縫—溶洞型氣藏。生產動態、地層水侵特征復雜，生產初期水產量大，油壓、產氣量遞減快；生產中期水產量降低，產氣量保持相對穩定，油壓快速上升，接近初期最高值；生產后期，產水量再次增大，油壓、產氣量快速下降，生產不連續，排水采氣工藝措施維持生產。此種異常生產特征表明，隨著生產進行，氣藏連通范圍在不斷增大，表現出存在多個儲集體、外部異常能量補充的現象。

此外，S47井典型曲線分析也表明（圖4），該裂縫系統存在多個儲集體，不同連通范圍在NPI曲線上均有特征反映，且明顯可以發現由于地層水侵影響，造成NPI導數曲線異常下掉，與前面理論研究認識一致。

圖4 S47井NPI典型特征曲線圖

綜合地質、生產動態以及典型曲線特征分析，診斷S47井裂縫系統存在3個儲集體，可以采用串珠狀儲層模型進行動態儲量計算分析。

4.2 地質模型建立、典型曲線和生產歷史擬合

根據特征曲線診斷分析，建立了由3個儲集單元的組成的串珠狀模型，并采用數值求解等方法，開展了S47井裂縫系統典型曲線以及生產歷史擬合分析，最終計算了動態儲量（圖5、6、7）。

圖5 S47井串珠狀儲層模型圖

圖6 S47井NPI擬合曲線圖

圖7 S47井生產歷史擬合曲線圖

4.3 計算結果分析

通過前面典型曲線和生產歷史擬合分析，最終確定S47井裂縫系統動態儲量為6.34×108m3（表1）。在儲量模擬計算過程中，可以發現儲集單元一和儲集單元二的儲量基本被采出，而由于地層水侵的影響，儲集單元三僅部分儲量被采出，絕大部分儲量被地層水封存，是氣藏下一步進行挖潛的主要目標。

表1 產量不穩定分析法計算結果統計表

5 結論與認識

1）茅口組氣藏本身地質特征復雜多樣，生產動態特征變化大，憑借傳統單一方法研究尚不能滿足需求。

2）綜合考慮氣藏地質特征、地層水侵影響的串珠狀儲層模型，能夠表征部分茅口組氣藏縫洞發育、儲集空間變化以及存在地層水侵影響等情況，可以利用產量不穩定分析法計算分析茅口組氣藏復雜儲集體的動態儲量。

3）以S47井裂縫系統為例，綜合考慮地質特征、氣水分布模式及生產動態特征等因素，采用Topaze生產分析軟件，精細刻畫地質模型、數值求解等方法，反復進行典型曲線、生產歷史擬合等分析，最終確定了模型參數，計算得到了不同時間段各儲集體的動態儲量，結果能夠反映客觀實際和生產動態，為蜀南地區茅口組氣藏二次開發、落實動態儲量基礎提供了參考。

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