海上復(fù)雜氣藏儲量品質(zhì)評價及應(yīng)用

關(guān)鍵詞：西湖凹陷; 氣藏; 儲量品質(zhì)

儲量品質(zhì)指油氣田儲量開發(fā)動用的難易程度和經(jīng)濟效益情況[1]。海上油氣勘探開發(fā)是一項高投入的工程，由于受平臺位置及場地限制，海上油氣田在鉆井和工程方面存在較大局限性。對海上油氣田，尤其是邊際油氣田，如何準(zhǔn)確地評價儲量品質(zhì)、篩選出相對優(yōu)質(zhì)儲量富集區(qū)域和層位、采取合適的開發(fā)策略，直接決定了其經(jīng)濟效益。

東海盆地西湖凹陷是我國重要的天然氣勘探開發(fā)區(qū)域之一[2]，隨著增儲上產(chǎn)規(guī)模的增大，到目前已經(jīng)實現(xiàn)了常規(guī)、低滲—致密天然氣儲層，構(gòu)造、巖性、構(gòu)造—巖性多種模式并舉的勘探開發(fā)局面。由于西湖凹陷地質(zhì)條件復(fù)雜，各氣田氣藏類型多樣，平面上儲層規(guī)模大小不一，縱向上氣藏數(shù)量較多、兼有常規(guī)和低滲儲層，且大多為水驅(qū)氣藏，不同氣藏開發(fā)效果差異較大。考慮海上作業(yè)的成本高、開發(fā)周期短，急需探索合理的儲量品質(zhì)分類，并根據(jù)儲量品質(zhì)的好壞建立合理的優(yōu)先開發(fā)順序。

關(guān)于儲量品質(zhì)，前人主要是依據(jù)儲量豐度、儲量規(guī)模進行評價，雖然能表現(xiàn)儲量分布情況和集中度，但是無法反映生產(chǎn)動態(tài)以及經(jīng)濟效益，不能滿足開發(fā)階段的需要，例如部分生產(chǎn)井表現(xiàn)為低豐度、高產(chǎn)、高效益或者高豐度、低產(chǎn)、低效益的特征[3]。為此，本文以西湖凹陷平北區(qū)典型氣田為研究對象，剖析氣藏動、靜態(tài)的內(nèi)在聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上，以經(jīng)濟效益為核心評價指標(biāo)，建立一套基于物性、儲量規(guī)模、驅(qū)動類型等多參數(shù)定量分析的儲量品質(zhì)評價方法，準(zhǔn)確快速地判斷氣藏儲量品質(zhì)，為海上油氣田合理規(guī)劃生產(chǎn)、經(jīng)濟有效開發(fā)提供支持。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質(zhì)特征

平北區(qū)位于東海西湖凹陷西部斜坡帶中部，目前有多個氣田投入開發(fā)，主要含氣層段為始新統(tǒng)平湖組和漸新統(tǒng)花港組（圖1）。平北區(qū)發(fā)育受潮汐影響的三角洲沉積，有利儲層為分流河道、潮汐砂壩砂體；油氣藏埋深3000～4000 m，孔隙度分布在10 %～22 %，滲透率分布在0.1～500 mD，儲層隨深度增加物性變差，表現(xiàn)為中孔中高滲—特低孔特低滲。平北區(qū)斷裂比較發(fā)育，各個氣田平面上可分為多個區(qū)塊，縱向上含氣層位較多，發(fā)育多套氣水系統(tǒng)。氣藏主要受構(gòu)造、構(gòu)造—巖性控制，少部分氣藏受巖性控制，驅(qū)動類型多樣，既有典型的強邊底水驅(qū)氣藏，也有弱水驅(qū)或彈性驅(qū)氣藏。

1.2 生產(chǎn)動態(tài)特征

受復(fù)雜的地質(zhì)條件影響，不同氣藏物性、驅(qū)動類型、儲量規(guī)模不同，導(dǎo)致開發(fā)效果存在較大差異。分析氣井生產(chǎn)動態(tài)特征，將平北區(qū)的生產(chǎn)井主要分為4 種類型（表1，圖2）。

Ⅰ類：氣井初期產(chǎn)量較高，穩(wěn)產(chǎn)時間較長，生產(chǎn)期氣井無水或者見水晚。這類井生產(chǎn)的氣藏儲量品質(zhì)最好，經(jīng)濟效益最好，一般為規(guī)模性中高滲、弱水驅(qū)或彈性驅(qū)氣藏。例如J1 井生產(chǎn)的P8 氣藏，高峰日產(chǎn)氣20×104 m3，穩(wěn)產(chǎn)超過5 年，該井已累產(chǎn)天然氣3.8×108 m3。

Ⅱ類：氣井初期產(chǎn)量中等，但穩(wěn)產(chǎn)時間長，見水晚或有一定產(chǎn)水量。這類井生產(chǎn)的氣藏產(chǎn)量品質(zhì)和經(jīng)濟效益相對次之，一般為規(guī)模性低滲、中弱水驅(qū)或彈性驅(qū)氣藏。例如J2 井生產(chǎn)的P3 氣藏，滲透率1 mD，初期日產(chǎn)氣15×104 m3，該井已累產(chǎn)天然氣2×108 m3。

Ⅲ類：氣井初期產(chǎn)量較高或中等，遞減中等，生產(chǎn)時間相對較短。這類井生產(chǎn)的氣藏儲量品質(zhì)第三，基本屬于效益盈虧平衡點，一般為一定規(guī)模中高滲、中強水驅(qū)氣藏，或者中等規(guī)模巖性氣藏。例如J3 井生產(chǎn)的P2 氣藏，滲透率5 mD，初期日產(chǎn)氣12×104 m3，該井停噴前累產(chǎn)天然氣1.5×108 m3。

Ⅳ類：氣井初期產(chǎn)量中等，遞減很快，這類井生產(chǎn)的氣藏儲量品質(zhì)最差，基本上屬于虧損井，一般為低滲特低滲、中強水驅(qū)氣藏或小規(guī)模巖性氣藏。例如J4 井生產(chǎn)的H3 氣藏，地質(zhì)儲量規(guī)模小，無穩(wěn)產(chǎn)期，投產(chǎn)1 年即停噴，累產(chǎn)天然氣不到0.5×108 m3。

2 儲量品質(zhì)綜合評價

平北區(qū)開發(fā)實踐表明，對于氣藏，影響儲量品質(zhì)（開發(fā)效果）的是其產(chǎn)量和最終可采儲量（EUR）。如果產(chǎn)量太低，即使長時間穩(wěn)產(chǎn)，產(chǎn)氣每年的收益不夠平臺操作費和攤銷，如果最終可采儲量較小，生產(chǎn)時間短，總投資更是無法收回。在經(jīng)濟效益的約束下，分析影響產(chǎn)量和最終可采儲量的因素，將其量化并建立聯(lián)系是評價儲量品質(zhì)的基礎(chǔ)。

2.1 影響產(chǎn)量的因素

根據(jù)達西公式，氣井產(chǎn)量與物性、氣層厚度、生產(chǎn)壓差等有關(guān)。對于氣井而言，物性越好、厚度越大、生產(chǎn)壓差越大，產(chǎn)氣量越高。為建立統(tǒng)一的衡量指標(biāo)，引入米采氣指數(shù)概念，即單位厚度、單位壓差下日產(chǎn)氣量。

選取本區(qū)探井的測試資料，建立米采氣指數(shù)與滲透率的關(guān)系。對測試層位的選擇原則如下：①單層測試、非均質(zhì)性較弱的層位；②測試比較穩(wěn)定的層位。通過回歸計算得到本地區(qū)米采氣指數(shù)與滲透率的關(guān)系（見公式（1）和圖3）。

式中：q 為米采氣指數(shù)，單位為104 m3/d，Krg 為有效滲透率（試井解釋滲透率），單位為mD。

有效滲透率需要通過測井解釋計算，在日常工作較難獲取，而測井解釋的空氣滲透率較易取得。利用相對滲透率曲線可以建立有效滲透率和空氣滲透率的關(guān)系[4-5]。式（2）是利用本區(qū)域的8 條穩(wěn)態(tài)法相滲曲線參數(shù)回歸建立的Krg 與K 和Swi 的關(guān)系。

產(chǎn)氣量與滲透率、含水飽和度、束縛水飽和度相關(guān)，以上參數(shù)均可通過測井解釋獲得，可作為儲量品質(zhì)評價的參數(shù)。

2.2 影響最終可采儲量的因素

氣藏的最終可采儲量直接影響到項目的經(jīng)濟效益，是決定項目能否持續(xù)盈利的重要指標(biāo)。由此，以內(nèi)部收益率作為核心指標(biāo)，研究不同氣藏、多種內(nèi)部收益率條件下的最終可采儲量和地質(zhì)儲量下限，形成儲量規(guī)模分類[6]。

內(nèi)部收益率（IRR）一般指所得稅后內(nèi)部收益率，即項目在整個計算期內(nèi)各年的凈現(xiàn)值（NPV）累計等于零時的折現(xiàn)率。它反映項目所占用的未來回收資金的獲利能力，是項目盈利能力的主要動態(tài)評價指標(biāo)，表達公式如下：

項目經(jīng)濟性受地質(zhì)油藏條件、工程、經(jīng)濟參數(shù)等多方因素影響（圖3），考慮鉆井費用、氣價相對穩(wěn)定，影響因素主要在于地質(zhì)儲量規(guī)模和采收率。

分常規(guī)和低滲氣藏測算了區(qū)域內(nèi)不同內(nèi)部收益率下的地質(zhì)儲量下限值，根據(jù)經(jīng)濟效益情況（高效（IRR≥30%）、效益（IRR≥20%）、一般（IRR≥10%）、虧損（IRR ＜ 10%））將氣藏地質(zhì)儲量規(guī)模分為四類（表2）。

采收率的差異主要體現(xiàn)在不同驅(qū)動類型上，通過分析東海各類生產(chǎn)井的生產(chǎn)特征，總結(jié)形成了驅(qū)動類型分類。對于氣柱高度小（lt; 30 m）的強邊底水驅(qū)這類氣藏，底水無隔夾層的采收率一般為30%～35%，邊水的采收率一般為30%～46%；對于氣柱高度大（gt;30 m）的中- 強邊底水驅(qū)氣藏，底水有隔夾層的采收率一般為55%～60%，邊水的采收率一般為60% 左右，弱邊水驅(qū)的采收率一般為65%～70%。

2.3 綜合評價

為將影響儲量品質(zhì)的主要指標(biāo)（物性、飽和度、儲量規(guī)模、驅(qū)動類型等）有機結(jié)合，采用多元線性回歸計算各個參數(shù)與儲量品質(zhì)的關(guān)系及權(quán)重。

（1）參數(shù)量化

在對各個參數(shù)回歸之前，均需要將其量化為可衡量的分數(shù)，以地質(zhì)儲量規(guī)模、可動水飽和度為例。

① 可動水

本地區(qū)生產(chǎn)實踐表明，氣藏可動水飽和度大于15%時，氣井大量產(chǎn)水，可動水飽和度在10%～15% 時，氣井高產(chǎn)水，可動水飽和度在5%～10% 時，氣井低產(chǎn)水，可動水飽和度小于5% 時，氣井基本不產(chǎn)水[7-9]。可動水飽和度分別為0%、5%、10%、15% 分別賦值為100、80、60、40，回歸關(guān)系式可以計算得出

以本地區(qū)20 個典型氣藏為例，按照以上方法分別對滲透率、含氣飽和度、可動水飽和度、驅(qū)動類型、地質(zhì)儲量和儲量品質(zhì)六個參數(shù)進行賦值（表3）。

（2）回歸關(guān)系建立

根據(jù)各個氣藏參數(shù)賦值結(jié)果（表3），回歸建立儲量品質(zhì)與滲透率、氣飽、可動水、驅(qū)動類型和儲量規(guī)模的關(guān)系：

3 儲量品質(zhì)分類應(yīng)用

西湖凹陷斜坡帶B 氣田S 區(qū)塊分為3 個井區(qū)（圖4），分別為A1、A2、A3 井區(qū)，共9 個氣藏。孔隙度分布在11%～19%，滲透率分布在0.9～437 mD，氣藏主要受構(gòu)造-巖性、巖性控制，驅(qū)動類型主要為中弱水驅(qū)和彈性驅(qū)，表4 是各個氣藏的物性參數(shù)表。

3.1 儲量品質(zhì)結(jié)果

根據(jù)各個氣藏參數(shù)表按照儲量品質(zhì)計算公式對B 氣田S 區(qū)塊各個氣藏分類：

Ⅰ類儲量品質(zhì)有：A1-2，A3-2；Ⅱ類儲量品質(zhì)有：A3-3；Ⅲ類儲量品質(zhì)有：A1-3、A3-1；Ⅳ類儲量品質(zhì)有：A1-1，A2-1，A2-2，A2-3。

A1-2 和A3-2 是S 區(qū)塊的主力氣藏，屬于“高效儲量”。

A1-2 氣藏滲透率為109 mD，含氣飽和度為72%，屬中弱水驅(qū)，地質(zhì)儲量達12×108 m3；A3-2 氣藏滲透率為437 mD，含氣飽和度為66%，屬中弱水驅(qū)，地質(zhì)儲量達8×108 m3。

A1-2 和A3-2 兩個氣藏儲量品質(zhì)得分分別為86 和84。

A3-3 屬于S 區(qū)塊的“效益儲量”。A3-3 氣藏滲透率為0.9 mD，含氣飽和度達45%，屬弱水驅(qū)，地質(zhì)儲量達5×108 m3，儲量品質(zhì)得分為69。該氣藏雖然物性較差，但是由于氣藏水體倍數(shù)小，地質(zhì)儲量規(guī)模較大，能長時間穩(wěn)產(chǎn)。

A1-3 和A3-1 是S 區(qū)塊的“一般儲量”。A1-3 氣藏滲透率為30 mD，含氣飽和度為58%，屬中強水驅(qū)；A3-1 氣藏滲透率為90 mD，含氣飽和度為60%，屬強水驅(qū)。A1-3和A3-1 儲量品質(zhì)得分分別為45 和55，這兩個氣藏水體能量強，易見水，穩(wěn)產(chǎn)時間短。

A2-1、A2-2、A2-3 是A2 井區(qū)三個小型巖性氣藏，屬于“虧損儲量”。三個氣藏厚度4～9 m，滲透率為15～180 mD，含氣飽和度為50%～72%，地質(zhì)儲量均小于1×108 m3，儲量品質(zhì)得分為32～46。

3.2 動用順序

效益較好的Ⅰ類和Ⅳ氣藏可以優(yōu)先單獨開發(fā)，效益較差的Ⅲ類Ⅳ類氣藏，建議兼顧動用或者小成本側(cè)鉆等方式開發(fā)。A1 井區(qū)和A3 井區(qū)為S 區(qū)塊的主力井區(qū)，考慮氣田產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，優(yōu)先動用。

A1 井初期射孔生產(chǎn)A1-2 氣藏，后期可上返兼顧A1-1 和A1-3 兩個中—強水驅(qū)氣藏。A1 井于2020 年投產(chǎn)，單采A1-2 氣藏，初期日產(chǎn)氣20×104 m3，截至目前累產(chǎn)氣1.5×108 m3，油壓、產(chǎn)量穩(wěn)定，預(yù)計最終可采儲量4×108 m3。

A3 井初期射孔生產(chǎn)A3-2 氣藏，后期計劃側(cè)鉆生產(chǎn)A3-1、A3-3 氣藏高部位。A1 井于2020 年投產(chǎn)， 單采A3-2 氣藏，初期日產(chǎn)氣20×104 m3，截至目前累產(chǎn)氣1.4×108 m3，預(yù)計最終可采儲量3.5×108 m3。

在平臺井槽資源有余的情況下，可實施A2 井，首先合采A2-1、A2-2、A2-3 三個巖性氣藏，后期可上返A(chǔ)1-2氣藏。A2 井于2021 年投產(chǎn)，合采A2-1、A2-2、A2-3，初期日產(chǎn)氣25×104 m3，截至目前累產(chǎn)氣0.34×108 m3，年遞減率80%，預(yù)計可采儲量0.6×108 m3。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)生產(chǎn)動態(tài)特征和經(jīng)濟效益，可以將氣藏分為四類，對應(yīng)4 種儲量品質(zhì)類型。

（2）以經(jīng)濟效益為核心指標(biāo)，綜合滲透率、含氣飽和度、儲量規(guī)模、驅(qū)動類型等參數(shù)建立了一套多參數(shù)綜合的儲量品質(zhì)評價分類方法，通過打分對各個氣藏儲量品質(zhì)進行排序，將儲量品質(zhì)分類從定性描述提升到定量描述階段。

（3）根據(jù)儲量品質(zhì)評價結(jié)果確定各氣藏的開發(fā)順序和策略，效益較好的Ⅰ類和Ⅳ氣藏可以優(yōu)先單獨開發(fā)，效益較差的Ⅲ類Ⅳ類氣藏，建議兼顧動用或者小成本側(cè)鉆等方式開發(fā)。