徐深氣田火山巖氣藏儲量參數計算

摘 要

摘要：由于火山巖儲層巖性多樣、非均質性強、油氣藏類型復雜，導致了儲量評價難度大，故儲量參數的準確計算至關重要。針對火山巖骨架參數不確定的特殊性，綜合巖心、薄片、元素分析
摘要：由于火山巖儲層巖性多樣、非均質性強、油氣藏類型復雜，導致了儲量評價難度大，故儲量參數的準確計算至關重要。針對火山巖骨架參數不確定的特殊性，綜合巖心、薄片、元素分析和測井等資料，采取了組分與結構識別相結合、常規測井和特殊測井相結合的巖性識別思路，應用多種方法開展了火山巖的巖性測井識別研究，在巖性識別的基礎上應用巖心分析、測井資料和試氣成果建立了松遼盆地徐深氣田儲量參數計算模型，最后再用綜合分析的方法進行取值，降低了儲量計算的風險。使用該方法，火山巖巖性識別符合率在85%以上，儲量參數精度超過80%，能夠滿足儲量規范要求，對火山巖油氣藏儲量評價具有指導意義。
關鍵詞：松遼盆地；徐深氣田；火山巖；氣藏；儲量；參數；計算
1 氣藏特征與含氣面積圈定
    松遼盆地徐家圍子斷陷經歷了多次的拉張擠壓構造運動，形成了徐家圍子斷陷深層4套烴源巖和4套儲層間互，構成了有利的生儲蓋組合條件[1～5]。研究表明，徐深氣田天然氣成藏以垂向運移為主，下白堊統沙河子組、上下白堊統火石嶺組的烴源巖為上部下白堊統營城組氣藏的形成提供了豐富氣源。大斷裂既是巖漿噴發的通道也是天然氣運移的通道，對火山巖氣藏的形成具有重要意義。由于火山巖儲層屬于致密、低滲特低滲儲層，橫向非均質性強，氣藏分布具有其特殊性。
1.1 儲層物性好、連片發育的巖性-構造氣藏
    含氣面積內的探井均具有上氣下水的特點，位于構造低部位的探井以水層為主，各井氣水界面接近一致，說明構造對含氣性起主要控制作用。由于火山巖儲層平面相變快，物性差異較大，各井氣水界面不完全一致。如徐深氣田北部升深2-1區塊，氣藏總體上以構造控制為主，巖性也起一定的控制作用，為巖性復雜化的構造氣藏。
    這類氣藏的含氣面積，應按照氣水界面在氣藏頂面構造圖上圈定，沒有構造圈閉的方向，則結合有效厚度預測結果外推一個開發井的井距來圈定。
1.2 儲層非均質性強的巖性氣藏
    研究表明：該類氣藏沒有統一的氣水界面，構造高部位氣柱高度大，氣水界面高；低部位氣柱高度小，氣水界面也低。預測結果顯示火山巖地層連續分布，儲層錯疊分布，含氣范圍覆蓋全區，氣藏分布主要受源巖分布范圍和生烴強度以及火山巖巖相、巖性控制，源控和相控成藏機理明顯(如徐深21區塊火山巖氣藏)。
    這類氣藏的研究，應有高精度的地震儲層預測作為支撐，在火山巖機構和巖相分布預測的指導下，對儲層和有效厚度分布預測具有較高可信度[6～9]。含氣面積按照有效厚度分布在氣藏頂面構造圖上圈定，圈定的原則是要滿足兩個條件：①根據試氣資料建立的有效厚度下限；②開發井井距，取最小值為邊界，在有效厚度較大、分布穩定的前提下可適當放寬至一個評價井井距，當然在有低產井控制的情況下，一般取井間距之半為邊界。
2 巖性識別與參數計算
2.1 火山巖巖性識別
    火山巖巖性復雜、儲層致密、孔隙類型多樣、非均質性強，上述原因使得儲量參數的計算和確定變得非常困難[10～11]。針對火山巖儲層的特殊性，通過近幾年的技術攻關，綜合巖心、薄片、元素分析及常規測井等資料，充分發揮電成像測井資料在巖性識別上的優勢，制定了組分與結構識別相結合、常規測井和特殊測井相結合的巖性識別思路，從取心資料入手，應用TAS圖分類法、主成分分析法、交會圖等多種方法開展了火山巖的巖性測井識別研究，使火山巖巖性識別符合率在85%以上，為儲量參數模型的建立奠定了基礎。
2.2 火山巖儲層孔隙度模型
    由于火山巖的特殊性，即使相同的巖性，其骨架參數也有可能是不同的。巖石的骨架核物理參數由兩個因素決定：一是巖石的骨架密度，二是巖石的化學成分。通過實驗室巖心分析得到了巖石骨架密度和化學成分兩個數據，進而計算巖石的各種核物理參數，應用回歸分析建立了巖石骨架參數與巖石元素含量的關系式。通過ECS測井就可以計算每一個深度點的巖石的骨架密度、骨架中子、骨架俘獲截面、骨架光電吸收截面等參數。綜合密度和中子測井資料，就可以逐點精確計算地層密度孔隙度和中子孔隙度，兩種孔隙度資料的結合可以精確計算地層的真實孔隙度，當然，在巖性識別的基礎上也可以建立簡單回歸方程，精度也能夠滿足儲量規范要求。
    如流紋巖儲層，通過對火山巖儲層20口取心井資料的分析研究，考慮到測井曲線的分辨率以及巖樣是否有代表性等因素，選用取樣密度大于等于3塊/m、相鄰樣品間隔小于等于0.4m的55個層共204塊巖心分析樣品做統計回歸，建立測井有效解釋孔隙度模型，其結果如下：
    φ=-42.843ρb+118.318
                  R=0.9355    (1)
式中：φ為目的層有效孔隙度，%；ρb為目的層測井密度值，g/cm3。
    經單層測井計算孔隙度與巖心分析有效孔隙度對比，計算有效孔隙度平衡誤差為0.01%，平均絕對誤差為1.07%，采用上述關系式作為流紋巖儲層測井計算有效孔隙度公式是合適的。
2.3 火山巖儲層含氣飽和度計算方法
    在實驗資料的基礎上，應用沃爾法、氣柱高度法等方法確定含氣飽和度，并以巖電實驗和Archie公式為基礎，建立了火山巖含氣飽和度測井解釋模型，進一步豐富了含氣飽和度的研究方法。
2.3.1密閉取心法
    利用火山巖儲層密閉取心井取得的密閉樣品39塊，薄片分析巖性為流紋質晶屑凝灰巖，全部采用“干餾法”進行飽和度實驗分析。該層段有效孔隙度最大為8.80%，最小為0.70%，平均為5.44%；空氣滲透率最大為0.06×10-3μm2，最小為0.001×10-3μm2，平均為0.01×10-3μm2。利用密閉取心資料編制有效孔隙度與原始含水飽和度關系圖版，其關系式如下：
    Sw=-25.146㏑φ+80.759
                 R=0.99    (2)
Sg=100-Sw           (3)
式中：Sw為含水飽和度，%；Sg為含氣飽和度，%；φ為有效孔隙度，%。
2.3.2壓汞法
    應用研究區9口井32塊流紋巖類壓汞樣品資料，巖性包括流紋質熔結凝灰巖、球粒流紋巖、流紋巖、流紋質火山角礫巖、流紋質凝灰巖等。巖心分析有效孔隙度最大24.0%，最小4.0%，主要分布在4%～16%，與儲量區儲層孔隙度分布區間一致；巖心分析空氣滲透率最大12.5×10-3μm2，最小0.02×10-3μm2，主要分布在(0.02～0.8)×10-3μm2。根據壓汞資料，當火山巖儲層氣藏累計滲透能力達到99.9%時，對應的孔喉半徑下限值為0.109μm，孔隙度在5.6%、7.1%～8.4%、9.1%3個區間所對應的汞飽和度分別為65%、68%和70%，即為該氣藏的平均原始含氣飽和度。
    由于巖心壓汞資料反映了儲層的孔隙結構，而酸性火山巖壓汞曲線特征基本一致也表明其孔隙結構相似，因此，采用巖心分析孔隙度與最小喉道法得到的氣藏的原始含氣飽和度進行內插，可以得到相同孔隙結構條件下不同孔隙度所對應的氣藏原始含氣飽和度，其關系式如下：
    Sg=11.72㏑φ+45.591
         n=8，R=0.9978    (4)
式中：Sg為氣藏的原始含氣飽和度，%。
2.3.3巖電實驗法
   利用徐深氣田的4口井共8塊全直徑酸性火山巖巖樣進行了巖電實驗，其中有效孔隙度最大為15.20%，最小為1.30%，平均為6.70%；空氣滲透率最大為3.46×10-3μm2，最小為0.03×10-3μm2，平均為0.55×10-3μm2。根據阿爾奇公式，在雙對數坐標中回歸可得到：
    F=5.415/φ1.2421    (5)
    對8塊巖樣的電阻增大率和含水飽和度測量結果進行優選，同時考慮有效孔隙度變化范圍的代表性，從8塊巖心中優選4塊作為最終確定實驗關系的原始數據。根據飽和度解釋方程計算了酸性火山巖氣層的含氣飽和度，計算結果與實際井試氣情況匹配較好。
    利用研究區內已探明儲量的含氣飽和度取值，在氣藏特征和儲層巖性、物性相似的情況下，也可以做類比分析，供取值時參考。各種方法都具有一定的局限性，因此，其計算值之間具有一定的差別。建議采取多種方法計算，結合物性和產能情況綜合取值，以減少儲量計算的風險。
3 結束語
    綜上所述，火山巖儲層儲量參數研究的主要矛盾在于其具有儲層非均質性強、巖性多樣、骨架參數多變的特點，因此，儲層預測是基礎，巖性識別是關鍵，多種方法綜合對比分析是確定儲量參數的有效途徑。
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(本文作者：印長海1，2 朱彬2 李紅娟2 1.中國地質大學(北京)；2.中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院)