徐深氣田火山巖氣藏開(kāi)發(fā)采用的地質(zhì)技術(shù)研究

李 鐵

（大慶油田有限責(zé)任公司試油試采分公司試油大隊(duì)，黑龍江大慶163412）

為了進(jìn)一步加強(qiáng)天然氣的開(kāi)發(fā)，我國(guó)加大了天然氣藏的相關(guān)研究和勘探。在研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)火山巖儲(chǔ)層中含有豐富的天然氣，這是天然氣開(kāi)發(fā)的新領(lǐng)域，并且具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。但是在具體的火山巖天然氣的開(kāi)采過(guò)程中，雖然其儲(chǔ)量比較大，但由于火山巖層具有一定的復(fù)雜性和多變性，導(dǎo)致其在具體的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，存在一定的差異性，并且在具體的開(kāi)采過(guò)程中，由于國(guó)外可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，在很大程度上增加了火山巖儲(chǔ)層中天然氣的開(kāi)采難度。

1 徐深氣田基本地質(zhì)特征

徐深氣田是大慶油田中的一個(gè)深層氣田，位于松遼盆底的北部的徐家圍子斷陷處。該斷陷處是整個(gè)松遼盆底北部規(guī)模較大的斷陷，該氣田呈南北向展布，其南北長(zhǎng)度為95km左右，中部為該氣田的最寬部位，其寬度約為60km左右，整個(gè)氣田的總面積魚(yú)尾4300km2。就整個(gè)氣田來(lái)說(shuō)，總體上分為火石嶺組、沙河子組、營(yíng)城組、登婁庫(kù)組，以及泉頭組一段、二段。但目前，僅有營(yíng)城組的一段、三段中的火山巖儲(chǔ)層，以及營(yíng)城組四段的礫巖儲(chǔ)層，得到了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)。

在對(duì)徐深氣田的開(kāi)發(fā)研究過(guò)程中，首先要對(duì)整個(gè)氣田的基本地質(zhì)特征進(jìn)行詳細(xì)的研究，具體來(lái)說(shuō)，徐深氣田的地質(zhì)特征，主要呈現(xiàn)以下4點(diǎn)：

（1）火山巖層的儲(chǔ)層巖層、巖相類型多樣，且變化非常快。就徐深氣田火山巖來(lái)說(shuō)，在地質(zhì)時(shí)期共經(jīng)歷了多旋回、多期次的噴發(fā)，整個(gè)火山巖的巖性變化相對(duì)比較頻繁。在研究中發(fā)現(xiàn)，徐深氣田火山巖的巖性種類非常多，大致可分為2大類8亞類17種，火山巖的巖相則可分為5類15種亞相。

（2）火山巖層的儲(chǔ)層巖層非均質(zhì)性較強(qiáng)。在對(duì)徐深氣田火山巖儲(chǔ)層類型的研究中發(fā)現(xiàn)，其火山巖儲(chǔ)層總體以低產(chǎn)儲(chǔ)層為主，并且較高產(chǎn)的儲(chǔ)層僅僅在局部地層存在少量的發(fā)育。并且在研究中，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)塊的儲(chǔ)層平面上，其分布的連續(xù)性比較差。

（3）氣藏受到構(gòu)造和巖性的雙重控制下，屬于巖性—構(gòu)造氣藏。以徐深氣田中營(yíng)城組為例，對(duì)其火山巖氣藏氣水關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其氣水關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜。在平面上，氣水系統(tǒng)主要受到火山巖體的控制，且每一個(gè)火山巖體之間都不連通，形成了不同的氣水系統(tǒng)。而從縱向上來(lái)說(shuō)，在同一個(gè)火山巖體內(nèi)，又存在著多個(gè)氣水系統(tǒng)。

（4）氣井早期產(chǎn)能差異相對(duì)較大，且平面分布存在不均衡的現(xiàn)象。以徐深氣田中82口井為例，在開(kāi)發(fā)的初期階段，其穩(wěn)定的日常量約為（1.0～30）×104m3，平均日產(chǎn)量為5.1×104m3/d，井間產(chǎn)能的差異相對(duì)較大。除此之外，從平面上來(lái)講，徐深氣田總體產(chǎn)能受到物性所控制，因此，物性越高的井區(qū)，其產(chǎn)能也相對(duì)比較集中。

2 徐深氣田火山巖氣藏開(kāi)發(fā)采用的相關(guān)地質(zhì)技術(shù)

2.1 測(cè)井火山巖巖性識(shí)別技術(shù)

在徐深氣田的開(kāi)采過(guò)程中，由于該氣田的火山巖儲(chǔ)層巖性相對(duì)比較復(fù)雜，在這種情況下，如果采用單一的測(cè)井火山巖巖性識(shí)別技術(shù)，就很難進(jìn)行精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)和解釋。因此，在具體的測(cè)井火山巖巖性過(guò)程中，分別利用常規(guī)測(cè)井方法、成像測(cè)井方法、放射性測(cè)井方法、密度測(cè)井方法對(duì)該氣田的火山巖巖性的反應(yīng)敏感進(jìn)行了詳細(xì)的檢測(cè)，并得出數(shù)據(jù)體，在此基礎(chǔ)上，對(duì)這4種測(cè)井方法進(jìn)行了綜合性的解釋，之后并建立和形成了一套精密的火山巖巖性識(shí)別技術(shù)。

在使用該火山巖巖性識(shí)別技術(shù)的過(guò)程中，主要采用了常規(guī)的測(cè)井圖版判別法，就是在測(cè)井過(guò)程中，根據(jù)氣田的不同造巖礦物成分，對(duì)其差異進(jìn)行測(cè)定，并在此基礎(chǔ)上建立交會(huì)圖，以對(duì)火山巖的具體類型進(jìn)行詳細(xì)的解釋。并且在具體的測(cè)井過(guò)程中，利用元素俘獲的方式，對(duì)井中的二氧化硅、氧化鈉、氧化鉀、氧化鋁、氧化鐵等物質(zhì)的含量進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)定，并根據(jù)測(cè)定的結(jié)果，建立綜合識(shí)別火山巖類型；之后，通過(guò)綜合分析巖性識(shí)別方法，根據(jù)組分模型對(duì)該氣田的火山巖層進(jìn)行綜合巖性解釋；最后，再利用相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，利用圖形對(duì)綜合巖性進(jìn)行直觀和形象的演示。

通過(guò)該技術(shù)徐深氣田火山巖巖性識(shí)別的證實(shí)，該技術(shù)具有較高的準(zhǔn)確率。就目前而言，已經(jīng)通過(guò)該技術(shù)已經(jīng)對(duì)該氣田中的10種火山巖性進(jìn)行了測(cè)定，并且識(shí)別79口井，其準(zhǔn)確率高達(dá)87.5%。

2.2 地質(zhì)地震綜合火山巖巖相的識(shí)別技術(shù)

在徐深氣田的開(kāi)采過(guò)程中，必須要加強(qiáng)對(duì)火山巖系統(tǒng)進(jìn)行劃分。在這一過(guò)程中，都是通過(guò)地質(zhì)地震綜合火山巖巖相的識(shí)別技術(shù)而進(jìn)行的。通過(guò)該技術(shù)，可以在具體的識(shí)別過(guò)程中，根據(jù)該氣田火山巖的特征巖性、特征結(jié)構(gòu)、特征構(gòu)造、物質(zhì)來(lái)源、成員方式、儲(chǔ)集空間類型等依據(jù)，對(duì)氣田的火山巖系統(tǒng)進(jìn)行劃分。在具體的徐深氣田火山巖系統(tǒng)進(jìn)行劃分過(guò)程中，通過(guò)該識(shí)別技術(shù)，將其火山巖細(xì)化分為5種、15種亞相。在識(shí)別過(guò)程中，利用地震反射波的能量、振幅、相位和頻率的變化，以及對(duì)徐深氣田儲(chǔ)層巖石的物理性質(zhì)而產(chǎn)生的改變而進(jìn)行識(shí)別。通過(guò)這一識(shí)別技術(shù)，可以對(duì)該氣田的火山巖巖性的剖面進(jìn)行精準(zhǔn)的區(qū)分，并在區(qū)分的過(guò)程中，利用波阻抗、層速度等，對(duì)氣田火山巖巖相的變化規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)的研究。

通常，在采用該識(shí)別技術(shù)的過(guò)程中，都是通過(guò)野外勘察、鉆井取芯、測(cè)井、地震等多種手段相互結(jié)合在一起而進(jìn)行的，并且在識(shí)別的過(guò)程中，依據(jù)火山巖的成因機(jī)制，確定了“點(diǎn)-線-面-體”的識(shí)別思路。并根據(jù)這一識(shí)別思路，利用地震剖面分析方法、屬性分析方法等，對(duì)氣田火山巖相識(shí)別進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。經(jīng)徐深氣田對(duì)該識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用證實(shí)，該識(shí)別技術(shù)精準(zhǔn)度相當(dāng)高，對(duì)火山巖相預(yù)測(cè)率高達(dá)100%。

2.3 全直徑巖芯儲(chǔ)層微觀結(jié)構(gòu)分析技術(shù)

徐深氣田火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間相對(duì)比較復(fù)雜，其中多為雙孔介質(zhì)儲(chǔ)層，為孔隙—裂縫不同組合，并且這一組合具有中孔—低滲透的特性。在火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間中，其中孔隙、大孔隙被小吼道所控制，具有滲透阻力大、啟動(dòng)壓力高的特點(diǎn)，因此必須要通過(guò)一系列大直徑的特殊手段，進(jìn)行分析篩選，并結(jié)合適合的分析方法和分析技術(shù)，以達(dá)到對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征進(jìn)行詳細(xì)的解釋。

在具體的儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征分析技術(shù)中，首先利用普通、全直徑和鑄體薄片鑒定方法，對(duì)火山巖的巖性、孔隙性和成巖作用進(jìn)行研究。接著利用常規(guī)的壓汞分析法，以及全直徑的孔滲法、相滲法、啟動(dòng)壓力和負(fù)壓孔滲法等對(duì)火山巖儲(chǔ)層的物性，以及火山巖儲(chǔ)層的滲流特征進(jìn)行詳細(xì)的研究；之后，再利用包裹體和鋯石年代測(cè)試方法，對(duì)火焰熱液的活動(dòng)期，以及油氣的運(yùn)移期進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試和研究；最后利用古地磁測(cè)試方法，對(duì)火山巖裂縫發(fā)育的方向進(jìn)行詳細(xì)的研究和預(yù)測(cè)。

2.4 “相控”有效儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)技術(shù)

在徐深氣田開(kāi)發(fā)的初期階段，主要是采用“相控”有效儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)該氣田的儲(chǔ)層進(jìn)行了定量和預(yù)測(cè)。具體來(lái)說(shuō)，這一預(yù)測(cè)技術(shù)主要是在勘探的過(guò)程中，通過(guò)地震密度反演體，并結(jié)合識(shí)別氣水界面技術(shù)，如：鉆井、測(cè)井、錄井技術(shù)，以對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行控制和提取，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行有效的分類。

以徐深氣田中的營(yíng)城組的一段、三段中的火山巖儲(chǔ)層分類為例，就是采用該分類預(yù)測(cè)技術(shù)，并結(jié)合相應(yīng)的工作流程（如圖1所示），對(duì)其進(jìn)行了精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，其符合率高達(dá)80%。但在預(yù)測(cè)的過(guò)程中，這一技術(shù)常常存在一定的誤差。因此，必須要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，采用相應(yīng)的研究思路（如圖2所示），有效地消除誤差，以提高效儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

圖1 “相控”有效儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)技術(shù)工作流程

2.5 火山巖氣藏地質(zhì)建模技術(shù)

圖2 消除“相控”有效儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)研究思路

在徐深氣田火山巖地質(zhì)的研究過(guò)程中，還必須要在研究的結(jié)果之上，采用地質(zhì)建模技術(shù)，進(jìn)行火山巖氣藏地質(zhì)建模。針對(duì)這一技術(shù)，國(guó)外研究相對(duì)比較成熟，而我國(guó)主要是采用petrel模型軟件進(jìn)行地質(zhì)建模。但在對(duì)具體的氣田進(jìn)行地質(zhì)建模過(guò)程中，受到氣田氣藏儲(chǔ)層類型的復(fù)雜性，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，可在petrel模型軟件的基礎(chǔ)上，采用Gocad、Fraca軟件相結(jié)合的方式，結(jié)合徐深氣田火山巖的成因特點(diǎn)，并采用三維（源控、體控、相控）地質(zhì)建模思想，形成一套實(shí)用性較強(qiáng)的火山巖氣藏三維地質(zhì)建模技術(shù)。

在具體的氣田火山巖地質(zhì)的研究中，通過(guò)該地質(zhì)建模技術(shù)，為其提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)模擬的基礎(chǔ)，有效地保障了開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。

2.6 水平井設(shè)計(jì)以及適時(shí)跟蹤調(diào)整技術(shù)

在徐深氣田的開(kāi)采過(guò)程中，由于其氣藏埋藏比較深，且氣藏的底部巖石類型具有復(fù)雜性、多樣性的特點(diǎn)，普遍存在發(fā)育水層，并且?guī)r相橫向變化快、儲(chǔ)層橫向連續(xù)性比較差等特點(diǎn)，在具體的開(kāi)采過(guò)程中，如果采用直壓井的方式進(jìn)行，氣井必須要進(jìn)行壓裂改造，但是氣井經(jīng)過(guò)這一改造之后，將會(huì)從整體上影響開(kāi)采的效益。因此，為了不斷提高氣藏氣井的產(chǎn)能，在具體的開(kāi)采過(guò)程中，必須要采用火山巖氣藏水平井的設(shè)計(jì)，并適時(shí)進(jìn)行跟蹤調(diào)整技術(shù)，例如，火山巖氣藏水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)流程、水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)及水平井多井的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)等。

在具體的徐深氣田的開(kāi)采過(guò)程中，通過(guò)該技術(shù)，已經(jīng)完成鉆8口，并且有效提高了鉆井的成功率，使其高達(dá)100%。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在徐深氣田的開(kāi)采過(guò)程中，鑒于其具體的地質(zhì)特征，以及其火山巖儲(chǔ)層的巖性和巖相復(fù)雜多變，在具體的開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，必須要采用相應(yīng)的地質(zhì)技術(shù)，對(duì)火山的巖體和巖相進(jìn)行識(shí)別，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)、對(duì)產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)價(jià)等，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)有效的地質(zhì)建模技術(shù)等，將其用來(lái)指導(dǎo)氣田的開(kāi)采，并為其提供有力的技術(shù)保障。