火山巖氣田儲量動用影響因素分析

葛 成

（中石化東北油氣分公司，吉林 長春 130062）

1 XX 氣田儲量動用程度

XX 氣田試采井11 口，其中4 口井試采層位為火山巖，7 口井試采層位為碎屑巖，營城組火山巖平均單井累產氣286 萬m3，營城組碎屑巖平均單井累產氣169 萬m3，營城組火山巖試采情況略好于碎屑巖。氣井具有兩段式生產特征，產量初期遞減快，后期下降速度變緩，具有較長的低壓穩產階段。氣井初期遞減率32%～40%，后期遞減變緩，具有3～4年低壓穩產階段。氣井累產氣量與射開氣層厚度、儲能系數具有較好相關性，與孔隙度和含氣飽和度沒有相關性。XX 氣田主要井儲量動用情況見表1。

表1 主要單井儲量動用情況

2 儲量動用影響因素分析

影響氣田合理采氣速度的主要因素有以下幾個方面：

（1）火山巖儲層內部微裂縫對油氣運移的影響；

（2）火山噴發單元疊置關系；

（3）復雜的氣水關系對氣體運移產生的控制作用；

（4）地層壓力對儲量動用的影響。結合累積產氣與地質儲量（容積法）的關系，從上述4 個因素分析其對火山巖氣藏儲量動用的影響。

2.1 火山巖儲層微裂縫影響因素分析

在火山巖油藏中，普遍發育各種類型裂縫并成為火山巖儲層的基本地質特征及表征要素[1]，同時，裂縫不僅是一種儲集空間，更是非常高效的滲流通道。裂縫溝通了各類原、次生孔隙（孔、洞），儲層滲流能力大大增強，成為火山巖油氣藏高產的主導因素之一。盡管在本區多期次裂縫往往為次生礦物不同程度的充填，但從油氣藏成藏和油氣富集規律角度研究表明，研究區裂縫對于火山巖儲層而言至關重要，裂縫的存在一方面從根本上制約了次生孔縫的形成和分布，另一方面大大改善了基質的滲流能力。

火山通道相平面上位于火山機構的中部，縱向上整體位于火山機構的下部，可分為三種亞相：隱爆角礫巖亞相、次火山巖亞相以及火山頸亞相。富含揮發分巖漿入侵破碎巖石帶產生地下爆發作用，特征主要為碎裂結構，發育原生微裂隙，若熔漿流動停滯并充填在火山通道，火山口塌陷充填物，特征巖性為熔巖和熔結角礫巖，構造特征為環狀或放射狀，發育環狀和放射狀裂縫[2]。

圖1 XX180 井巖性綜合柱狀圖

XX180 井儲量動用程度較好，主要由于其上部噴溢相和下部火山通道相形成了規模較大且效果明顯的孔滲配置關系，雖然板狀熔巖流上部發育氣孔、中部發育裂縫，但板狀熔巖流下部一般較為致密，不易油氣運移至板狀熔巖流上部的儲集空間（由圖1），經過巖心薄片觀察發現XX180 井板狀熔巖流裂縫較為發育，說明該井產量不受儲層下部致密層的滲透性的影響，同樣解釋了儲層中微裂縫的發育程度是儲量動用的影響因素之一。

2.2 火山噴發單元疊置關系影響因素分析

噴發單元是中基性火山巖地層的最基本的組成單元，其內部分帶性控制儲層的儲集性能和有效儲層的分布位置，流動單元作為火山熔巖地層的最基本單元，其結構構造、原生孔隙和裂縫分布以及蝕變作用，在流動單元內部具有規律性。一般情況下，可將一次噴發單元的熔巖流縱向上劃分為3 個帶：上部氣孔帶、中部致密帶（微裂縫較為發育）、下部氣孔帶（氣孔較小）[3]。主要區別在于氣孔含量、大小和形態差異。上部氣孔帶通常占熔巖流總厚度的50%，向下氣孔直徑增大、數量減少，直到其底部氣孔達到最大；中部致密帶無氣孔或見有極少量的大氣孔，有時發育節理縫；下部氣孔帶發育較小，與熔巖流總厚度關系不大，當下伏為冷、濕地表時其厚度相對較大，向上氣孔直徑增大、數量減少，至其頂部孔徑達到最大。綜上所述，盡管熔巖流的形成過程復雜多變，氣孔形成機理決定其固結成巖后所具有的分帶特征仍占據主導地位（圖2）。

圖2 野外剖面及流動單元地質模式圖

對于鉆井玄武巖而言，受限于取心資料的獲取數量和地球物理資料的分辨率，薄層流動單元識別難度大，橫向追蹤時需要以流動單元組合為單位進行，流動單元之間間隔時間短，通常位于下部的流動單元尚未完全固結即被后續流動單元覆蓋，然后作為一個整體最終冷凝固結[4]，因而兩者之間通常不會形成明顯的間斷面。單個或多個流動單元構成噴發單元，噴發單元與特定的火山作用階段相對應。不同噴發單元之間具有相對較長的間歇期，形成一定厚度的間斷界面，并可據此劃分不同的噴發單元。

XX187 井儲量動用程度較好，主要該井鉆遇到火山機構近源相，且多熔巖流噴發疊置，原生孔隙發育帶、流動單元的分帶性決定了氣孔、裂縫和蝕變作用的縱向分布，進而控制了中基性火山熔巖縱向儲滲性能變化，單一的板狀熔巖流即使厚度很大，但其內部氣孔總是不及由多個薄層熔巖流動單元疊置形成的復合熔巖流（圖3）。此外，巖漿脫氣程度要隨相對火山口距離增加而遞增，其結果導致氣孔含量降低、氣孔帶厚度減小，這也是基于火山機構近源相儲層好于遠源相的主要原因。不僅如此，其噴發單元頂部在較大尺度范圍內發育噴發不整合界面，構成流體大范圍橫向運移的有利通道，從而增加儲量的開采程度。

圖3 XX187 井巖性綜合柱狀圖

2.3 復雜的氣水關系對氣體運移的影響因素分析

在相同的采氣速度下，不同滲透率儲層的水侵速度與水侵量的差異較大，對于滲透性好的地層來說，邊、底水水侵速度快，而且極易形成“水鎖”，進而導致氣井水淹停產，最終影響開采程度，特別對于裂縫和高滲透條帶的邊、底水氣藏，水侵對生產效果的影響更加顯著[5]；對于滲透性較差的儲層來說，水侵速度要慢得多，對水驅氣有較好的推進作用，可以較好地提高氣藏的采收程度。

XX116 井營一上火山巖（2 505～2 520 井段）為流紋巖，其滲透率在0.1～2（10-3μm2）之間，可見其滲透率比較低，屬于低滲氣藏，不存在水侵速度過快，只存在水驅的推動作用，而且從XX115 井與XX108 井對應火山巖層位氣層解釋為含氣水層，證實了該斷塊為邊水氣藏，側向水對氣藏有一定的封閉性，更有利于該井氣的開采。

對于儲量動用程度的影響還包含很多因素，如儲層中包含的非滲透性隔夾層段，XX108 井儲量動用程度差的主要原因之一就是泥巖夾層或致密砂巖對油氣運移的遮擋作用；對于火山巖氣藏，火山機構也可以作為儲量動用影響因素之一，火山口相、近源相的儲滲配置關系均好于遠源相，遠源相儲層之間多含有泥巖夾層，不利于油氣的運移；火山巖晚期的成巖作用控制了儲層的物性分布以及天然氣的富集程度，晚期的成巖作用具有多樣性且有一定的時序性，基本上控制了儲層品質的演化，如噴發期次界面受風化淋濾等作用形成的風化殼一般儲層品質較好，如原生氣孔充填杏仁體（方解石等）則儲層品質較差，杏仁體蝕變等又會影響到儲層品質進而決定著儲量動用的難易程度。

2.4 地層壓力影響因素分析

儲量動用程度的評價除了儲量開采的衡量標準外，地層的剩余壓力也可以評價儲量的動用程度，如果地層剩余壓力維持在較高的水平，則說明地層能量未能得到很好的釋放，儲量難以得到有效動用。儲量能否及時動用不僅取決于火山巖氣藏的地質條件，更依賴于開發技術水平及經濟環境，合理的優化開發有利區，改進有針對性的儲層改造技術，有針對性的提高氣藏開采工藝水平。

3 結論

從生產工藝方面分析，地層壓力是儲量動用的主控因素，維持地層壓力緩慢下降可有效地氣藏產量。若地層壓力下降速度過快，則會使氣藏彈性產率降低；若地層剩余壓力維持在較高的水平，則說明地層能量未能得到很好的釋放，儲量難以得到有效動用。就地質條件等因素而言，水侵程度過高且水侵速度過快是儲量難動用的主要原因：

①底水氣藏儲層高角度裂縫導致底水脊進，從而水侵速度過快，不利于氣藏開采；噴發熔巖流的多期疊置，儲層層間非均質性較強，底水縱向水侵程度弱，則有利于氣藏的開采；

②邊水氣藏層間非均質性弱，縱向裂縫發育，邊水側向封閉性等因素可提升氣藏動用程度。