考慮阻流帶的低滲透氣藏數值模擬

摘 要

摘要：長慶氣區榆林氣田南區下二疊統山2段氣藏為典型的低滲透、非均質氣藏，地質和動態研究證實該氣藏內部存在阻流帶，然而常規建模方法無法精細刻畫出氣井阻流帶邊界、距離等特
摘要：長慶氣區榆林氣田南區下二疊統山2段氣藏為典型的低滲透、非均質氣藏，地質和動態研究證實該氣藏內部存在阻流帶，然而常規建模方法無法精細刻畫出氣井阻流帶邊界、距離等特征參數。為此，以試井解釋和動態分析成果為基礎，利用泄氣面積按矩形邊界折算阻流帶距離，依據網格步長取整，通過修改傳導率建立了東西向1400m、南北向3400m距離的阻流帶模型，并與常規模型進行了對比。結果表明：常規模型能夠基本擬合的氣井所占比例只有18.2%，但考慮阻流帶的模型能夠較好擬合的氣井所占比例達到54.5%，且多數井與實測數據更加接近。此外，考慮阻流帶的模型使得擬合工作變得更加容易，同時克服了部分氣井參數調整范圍過大而導致擬合不合理的弊端，也更加符合氣田實際。
關鍵詞：低滲透氣藏；非均質性；阻流帶；泄氣面積；試井；動態分析；數值模擬；榆林氣田；早二疊世
    長慶氣區榆林氣田南區下二疊統山2段氣藏氣水關系復雜，水體發育有限且主要分布在構造西南部。儲層非均質性強，砂體東西向邊疆性較差。因此，針對該類氣藏建立一個真實可靠的地質模型，對于氣田后期的開發調整就顯得尤為重要[1～3]。
1 數值模型的建立
1.1 模擬區域及網格劃分
    以榆林氣田南區山2段地質模型為基礎，根據氣田地質特征及氣藏類型，模擬模型采用斯倫貝謝公司Eclipse軟件中的E100氣水兩相模型。網格系統選擇角點網格，網格步長取△x=200m，△y=200m，平面上共劃分為268×256網格系統。儲層縱向上細分3個小層，故總網格數為268×256×3=205824個[4]。加入流體高壓物性、相對滲透率曲線及毛細管力數據建立了動態模型，計算初始儲量為718.4×108m3，與地質儲量719.21×108m3基本一致。
1.2 模型的動態修正
1.2.1阻流帶模型的建立
氣田地質研究及氣井試井資料(表1)均反映了儲層中阻流帶的存在。這些阻流帶用有限的幾何形狀建立了流動單元，由于這種分隔流動單元對氣體的流動及氣井長期生產起了限制作用，它將對儲層動態特征產生很大的影響。試井解釋和歷史擬合有助于認清阻流帶的隔擋作用和阻流帶的距離。由于氣田井數較多，對于全氣田模型模擬而言，用不同的阻流帶間距進行模擬顯然是不現實的。此處應用平均距離值，并在歷史擬合中進行調整。統計有試井解釋資料的21口井分析結果，多數井表現出矩形定容邊界性質，矩形定容區塊面積平均為4.7km2，定容區寬長比為1：2.5，考慮模型平面網格步長為200m，依據網格步長取整，將試井解釋的阻流帶間距變化范圍在全氣田模型模擬中轉化成東-西方向上的平均距離1400m，南-北方向上的阻流帶限制河道長度為3400m。這樣可以計算出氣藏中連通區域面積為1400m×3400m=4.76km2，該結果與試井數據解釋結果基本一致[5～6]。利用該方法模擬的阻流帶在整個模型中是連續的，由于試井分析和歷史擬合不能排除阻流帶間干擾。因此在一些模擬中需要對阻流帶作局部處理。

1.2.2滲透率場修正
    21口井試井解釋確定的滲透率和利用現代生產動態分析法確定的滲透率用來約束滲透率參數場，優先選擇試井解釋確定的滲透率，其他井采用現代生產動態分析法確定的滲透率值，以測井解釋滲透率為橫坐標，試井和動態法確定的滲透率為縱坐標，繪制在同一圖版上，建立關系式并以此來約束地質模型滲透率參數場[7]。
2 歷史擬合與模型可靠性分析
    歷史擬合是對地質模型參數場的修正，也是對地質再認識的過程。常規模型歷史擬合調參前井口油壓擬合較好的井有24口，占所有氣井的比例為18.2%，且多數井模型計算壓力較實際壓力偏高；考慮阻流帶的模型壓力擬合較好的井約有72口，所占比例達到54.5%，多數井計算壓力與實際壓力更加接近，空間擬合誤差對比圖見圖1、2。此外，阻流帶的引入還克服了歷史擬合參數調整有時范圍較大、不合理的弊端。Y42-2井試井解釋滲透率為0.4mD，表皮系數為-5.8，邊界面積1.71km2。常規模型需要將滲透率減小，油壓才能基本擬合上，且曲線變化趨勢仍然與實際存在較大偏差，顯然這種修改是不符合實際的。引入阻流帶以后，將滲透率減小為原來的50%，油壓迅速擬合到實際水平，壓力變化趨勢與實際相符(圖3)，這也從另一方面證實了阻流帶的存在。由此可見，考慮阻流帶之后歷史擬合工作變得更加容易，部分井甚至不需要調參即可完成擬合，進一步證實了阻流帶模型的可靠性。值得注意的是：并不是所以井之間都存在阻流帶，還應結合井間干擾分析成果，對部分井間連通區域進行修改。通過反復修改參數場，對每口井進行了壓力和產水的擬合，得到模型最終計算儲量710.9×108m3，與地質儲量719.21×108m3相差不大，誤差在5%以內，認為修正后的模型能夠基本代表氣藏實際[8]。

3 井網加密研究
在完成歷史擬合的基礎上，對考慮阻流帶的模型進行了計算，得到了更加準確的氣藏剩余氣分布，Eclipse軟件能夠定量顯示每個網格單元剩余天然氣的地質儲量。以此為基礎，尋找儲量動用程度低的“甜點”進行局部加密。設計14口加密井，方案預測指標見表2。從表2中可以看出：井網加密后，儲量動用程度提高，氣田采收率增加了4.41%。
 

4 結論
    1) 常規數值模擬方法模擬非均質、非連續性氣藏難以精細刻畫儲層連續特征，導致模型與氣田實際差別較大。結合試井和動態研究，引入阻流帶模型，克服了以上弊端，通過與常規模型歷史擬合結果進行對比研究，證實了阻流帶模型的可靠性。
    2) 基于阻流帶模型精確計算了榆林南區剩余氣分布，通過設計加密井，預測榆林氣田南區采收率提高4.41%，為老氣田開發潛力挖潛提供了科學依據。
參考文獻
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(本文作者：姜艷東 萬玉金 鐘世敏 劉曉華 鄒春梅 中國石油勘探開發研究院廊坊分院)