异常高压气藏开发若干问题学习教案

1、会计学1异常异常(ychng)高压气藏开发若干问题高压气藏开发若干问题第一页，共44页。第1页/共44页第二页，共44页。第2页/共44页第三页，共44页。第3页/共44页第四页，共44页。3）几个概念）几个概念（1）压力系数）压力系数 地层流体压力在正常条件下应与上覆岩柱重量相当。地层流体压力在正常条件下应与上覆岩柱重量相当。 地层压力系数实测地层压力（地层压力系数实测地层压力（MPa）/0.01油气藏相应油气藏相应深度（深度（m） 其值为其值为1.0为正常压力，为正常压力，2.31为异常高压（超高压）上为异常高压（超高压）上限。限。纯水密度纯水密度(md) 1g/cm3 井下液柱压力梯度井

2、下液柱压力梯度 0.0101MPa/m（0.433psi/ft）盐水密度盐水密度(md) 1.07g/cm3 井下液柱压力梯度井下液柱压力梯度 0.0108MPa/m（0.465psi/ft）原油密度原油密度(md) 0.8g/cm3 井下液柱压力梯度井下液柱压力梯度 0.0080MPa/m（0.346psi/ft）天然气密度天然气密度(md) 0.1g/cm3 井下液柱压力梯度井下液柱压力梯度 0.0010MPa/m（0.043psi/ft） 饱和水的沉积岩石密度饱和水的沉积岩石密度(md)为为2.3g/cm3（墨西哥湾）岩（墨西哥湾）岩层压力梯度为层压力梯度为 0.0233MPa/m（1p

3、si/ft） 在气藏工程计算中，压力梯度小于在气藏工程计算中，压力梯度小于0.0136MPa/m(0.6psi/ft)，可忽略异常高压影响。，可忽略异常高压影响。第4页/共44页第五页，共44页。 （2）异常）异常(ychng)高压发生区间高压发生区间 0.01010.0233MPa/m（0.4331.0psi/ft）tPe t静岩层压力，又称正应力，由上覆总的岩石和流体柱产静岩层压力，又称正应力，由上覆总的岩石和流体柱产生的压力生的压力 P地层流体压力地层流体压力 e有效应力，又称净上覆压力，它是通过沉积物颗粒与颗有效应力，又称净上覆压力，它是通过沉积物颗粒与颗粒间接触作用产生的力，帮助支撑

4、岩层静压力（正应力），粒间接触作用产生的力，帮助支撑岩层静压力（正应力），e、t均不能直接测量。均不能直接测量。第5页/共44页第六页，共44页。4 4）分类）分类我国标准我国标准(biozhn)(biozhn)ExxonExxon公司标准公司标准(biozhn)(biozhn)地层压力系数地层压力系数 (MPa/m)(MPa/m)气藏分类气藏分类0.90.90.90.91.31.31.31.31.81.81.81.8低压低压常压常压高压高压超高压超高压地层压力系数地层压力系数 (MPa/m)(MPa/m)气藏分类气藏分类1.01.01.01.01.271.271.271.271.501.50

5、1.501.501.731.731.731.731.961.96低压低压常压常压过渡带过渡带高压高压超高压超高压第6页/共44页第七页，共44页。2 2 异常异常(ychng)(ychng)高压高压的起因的起因主要主要(zhyo)起起因因第7页/共44页第八页，共44页。第8页/共44页第九页，共44页。第9页/共44页第十页，共44页。要原因是：要原因是：渗透层较少渗透层较少泥质物快速堆积泥质物快速堆积巨厚的沉积物巨厚的沉积物第10页/共44页第十一页，共44页。第11页/共44页第十二页，共44页。第12页/共44页第十三页，共44页。度的变化也是度的变化也是间接证据，见间接证据，见图图1

6、 1 。第13页/共44页第十四页，共44页。第14页/共44页第十五页，共44页。第15页/共44页第十六页，共44页。压力基本上保持在静水柱压力水压力基本上保持在静水柱压力水平。平。此时，称正常压实，压力也属此时，称正常压实，压力也属正常压力。正常压力。第16页/共44页第十七页，共44页。第17页/共44页第十八页，共44页。第18页/共44页第十九页，共44页。（1 1）储层岩石和束缚水膨胀所引起）储层岩石和束缚水膨胀所引起的驱动力和能量；的驱动力和能量；（2 2）储层内岩石的挤压和破碎所引）储层内岩石的挤压和破碎所引起的驱动力和能量；起的驱动力和能量；（3 3）从邻层泥岩向气藏发生水

7、侵所）从邻层泥岩向气藏发生水侵所引起的驱动力和能量。引起的驱动力和能量。第19页/共44页第二十页，共44页。第20页/共44页第二十一页，共44页。第21页/共44页第二十二页，共44页。第22页/共44页第二十三页，共44页。第23页/共44页第二十四页，共44页。第24页/共44页第二十五页，共44页。第25页/共44页第二十六页，共44页。第26页/共44页第二十七页，共44页。次交替变化对开发效果的影响。次交替变化对开发效果的影响。第27页/共44页第二十八页，共44页。4 4 开发实例开发实例 4.1 4.1我国克拉我国克拉2 2特大型异常高压气藏特大型异常高压气藏 该气田构造相对

8、完整该气田构造相对完整(wnzhng)(wnzhng)、中、中孔中渗、厚砂岩储层、常温异常高压、干气孔中渗、厚砂岩储层、常温异常高压、干气、气质相对优良、高丰度、弱水驱、整装天、气质相对优良、高丰度、弱水驱、整装天然气气田，是目前然气气田，是目前“西气东输西气东输”工程主力气工程主力气田，发现两年后投产。田，发现两年后投产。第28页/共44页第二十九页，共44页。1 1）基本情况）基本情况（1 1）位于阿克苏地区拜城县境内；）位于阿克苏地区拜城县境内；（2 2）构造位于塔北库车坳陷克拉苏构造带东段；）构造位于塔北库车坳陷克拉苏构造带东段；（3 3）储层为下第三系和白垩系，平均孔隙度）储层为下第

9、三系和白垩系，平均孔隙度13.613.6，平，平均渗透率均渗透率55.7md55.7md，物性好；，物性好；（4 4）含气面积）含气面积47.1km247.1km2，气层厚度，气层厚度525m525m（三维地震（三维地震(dzhn)(dzhn)资料）；资料）；（5 5）探明地质储量）探明地质储量28002800108m3108m3，储量丰度最高，储量丰度最高53.253.2108m3/km2108m3/km2；（6 6）单井产量高）单井产量高200200104m3/d104m3/d以上，以上，KL203KL203井实测生井实测生产压差产压差4.7MPa4.7MPa；（7 7）原始地层压力）原始

10、地层压力74.35MPa74.35MPa，压力系数，压力系数1.951.952.22.2，充，充足能量延迟地面增压，提高单井产能及采出程度，压力足能量延迟地面增压，提高单井产能及采出程度，压力高储量大；高储量大；（8 8）夹层多，底水能量弱，边水能量知之甚少，根据地）夹层多，底水能量弱，边水能量知之甚少，根据地质估计水体体积为气藏体积质估计水体体积为气藏体积5 58 8倍。倍。第29页/共44页第三十页，共44页。 据公开发表资料简要介绍一下开发前期据公开发表资料简要介绍一下开发前期(qinq)(qinq)评价工评价工作。作。 2 2）勘探开发紧密结合，强化资料录取工作）勘探开发紧密结合，强化

11、资料录取工作（1 1）优化评价井井位设计，增加取芯井段）优化评价井井位设计，增加取芯井段在对在对KL203KL203、204204井井位设计时兼顾开发探边底水要求井井位设计时兼顾开发探边底水要求, ,尽尽量布在构造边部。量布在构造边部。在白垩系巴什基奇克组为开发增加取芯段。在白垩系巴什基奇克组为开发增加取芯段。（2 2）共同编制地层测试设计，增加取样和流体性质分析化）共同编制地层测试设计，增加取样和流体性质分析化验资料验资料第30页/共44页第三十一页，共44页。 3）三维地震采集处理与解释）三维地震采集处理与解释 根据根据10.75km二维地震资料提高了克拉二维地震资料提高了克拉2气田气田2

12、500108m3探明地质储探明地质储量，为进一步搞清构造形态、断裂情况，对储层作横向预测，山地三维地量，为进一步搞清构造形态、断裂情况，对储层作横向预测，山地三维地震国内首创，世界震国内首创，世界(shji)少有。少有。 三维落实的构造形态变化不大，但气藏面积、高点、幅度、断裂及控制三维落实的构造形态变化不大，但气藏面积、高点、幅度、断裂及控制因素变化较大。因素变化较大。（1）断裂发育，二维解释）断裂发育，二维解释16条，现条，现96条；条；（2）含气层厚，二维解释）含气层厚，二维解释460m，现，现525m；（3）面积）面积48km2（二维），（二维），48.6km2（三维）；（三维）；（4

13、）均解释为一个背斜，两个高点，轴向近东西，两翼基本对称（北翼倾）均解释为一个背斜，两个高点，轴向近东西，两翼基本对称（北翼倾角角1620，南翼倾角，南翼倾角1923）的长轴背斜。）的长轴背斜。第31页/共44页第三十二页，共44页。 4）沉积储层特征研究）沉积储层特征研究(ynji) 储集层为下第三系和白垩系，分三套层系：储集层为下第三系和白垩系，分三套层系： 下第三系砂质白云岩（下第三系砂质白云岩（E11k） 下第三系底砂岩白垩系巴什基奇克组（下第三系底砂岩白垩系巴什基奇克组（E12kk1bs），主力层为，主力层为k1bs，又可分，又可分、段段 白垩系巴西盖组（白垩系巴西盖组（k1b）第32

14、页/共44页第三十三页，共44页。 孔隙类型和孔隙结构，白垩孔隙类型和孔隙结构，白垩(bi )系巴什基奇克组褐色中细岩系巴什基奇克组褐色中细岩屑砂岩，以剩余原生粒间孔为主，次为各类溶孔。屑砂岩，以剩余原生粒间孔为主，次为各类溶孔。 孔隙度主要在孔隙度主要在820，平均，平均13.6，下第三系砂砾岩段和巴，下第三系砂砾岩段和巴什基奇克组渗透率什基奇克组渗透率0.11000md，平均，平均55.7md，中孔中渗储层，中孔中渗储层，内部纵向上非均质性强。巴什基奇克组内部纵向上非均质性强。巴什基奇克组段顶有两个单层厚度段顶有两个单层厚度（45m）（）（79m）的夹层，分布广泛，对底水上升有分隔）的夹层

15、，分布广泛，对底水上升有分隔、抑制作用。、抑制作用。第33页/共44页第三十四页，共44页。 5）地质建模）地质建模 用用GeoFrame Property 3 软件建模软件建模6）气藏特征研究）气藏特征研究 （1）温度、压力系统）温度、压力系统 （2）流体性质与分布）流体性质与分布地层水为地层水为CaCl2型，总矿化度型，总矿化度11.5816.58104mg/L （3）气藏类型分两类：）气藏类型分两类： 下第三系砂、砾岩下第三系砂、砾岩(l yn)和白垩系巴什基奇组边和白垩系巴什基奇组边水层状背斜气藏；水层状背斜气藏； 巴西盖组底水块状背斜气藏。巴西盖组底水块状背斜气藏。第34页/共44页

16、第三十五页，共44页。（4）边水、底水能量分析）边水、底水能量分析 测井解释底水层渗透率低（测井解释底水层渗透率低（0.428.8md），），9个水层个水层射 开 程 度射 开 程 度 1 5 6 3 ， 单 位 厚 度 米 采 水 指 数 ， 单 位 厚 度 米 采 水 指 数0.1041m3/dMPam。 由于由于KL2气田构造两翼陡，储层翼部高渗透段（气田构造两翼陡，储层翼部高渗透段（段）出露在气水界面以下，构成边水区域段）出露在气水界面以下，构成边水区域(qy)重要重要部分，有可能造成边水活跃局面。部分，有可能造成边水活跃局面。第35页/共44页第三十六页，共44页。7）产能评价）产能

17、评价（1）KL201、203分层段和长井段修正等时试井，分层段和长井段修正等时试井，KL205回压试井。回压试井。（2）产能特点）产能特点 实测产量高，实测产量高，qAOF大大 18层段，打开程度层段，打开程度0.3522 qAOF100104m3/d有有9层，占层，占50 主力层由东向西变差，纵向上产能变化大主力层由东向西变差，纵向上产能变化大 白垩白垩(bi )系内部系内部段段qAOF333104m3/d；段为段为174104m3/d；、段为段为19104m3/d。第36页/共44页第三十七页，共44页。8）开采机理研究）开采机理研究（1）岩石形变对产能影响）岩石形变对产能影响(yngxi

18、ng) 182块岩样覆压实验块岩样覆压实验 地层压力由地层压力由73.45MPa 10 MPa时：时：主要储层孔隙度主要储层孔隙度 由由1 0.96 较差储层孔隙度较差储层孔隙度 由由1 0.93主要储层渗透率主要储层渗透率 由由1 0.88 较差储层渗透率较差储层渗透率 由由1 0.70 总体影响总体影响(yngxing)不大不大地层压力由地层压力由73.45MPa 37.18 MPa 产能降低产能降低14.6 地层压力由地层压力由73.45MPa 10 MPa 产能降低产能降低18.23第37页/共44页第三十八页，共44页。（2）打开程度对底水锥进的影响）打开程度对底水锥进的影响(yng

19、xing)（3）巨厚储层内垂向连通性分析）巨厚储层内垂向连通性分析（4）段顶部厚夹层对开发效果影响段顶部厚夹层对开发效果影响(yngxing)（5）水体大小对开发效果影响）水体大小对开发效果影响(yngxing)（6）天然气中水蒸气含量大小及水合物形成）天然气中水蒸气含量大小及水合物形成 Pi74.35MPa，Tf100， 饱和水蒸气饱和水蒸气2.64g/m3（查图）（查图） 地层条件下水合物生成温度地层条件下水合物生成温度32第38页/共44页第三十九页，共44页。9）采收率标定）采收率标定 用数模法、类比法标定用数模法、类比法标定7510）开发方案设计）开发方案设计 实施的方案：实施的方案

20、： 总井数总井数18口（利用老井口（利用老井4口）口） 沿构造沿构造(guzo)高部位轴线布井，井距高部位轴线布井，井距10001200m 单井产量单井产量160420104m3/d，平均，平均327104m3/d 采气速度采气速度4，年采气规模，年采气规模107.3108m3 无水采气期无水采气期915年，稳产期年，稳产期1017年，采收率年，采收率85第39页/共44页第四十页，共44页。4.2美国莫比尔大卫气田安德逊美国莫比尔大卫气田安德逊“L”气藏气藏 位于美国德克萨斯盆地，为第三系渐新统的复杂断层背位于美国德克萨斯盆地，为第三系渐新统的复杂断层背斜构造，长斜构造，长8km，宽，宽4.

21、80.8km。 弱弹性水驱凝析气藏。弱弹性水驱凝析气藏。 埋深埋深37004000m，有效厚度，有效厚度25m，储层为细砂岩，平，储层为细砂岩，平均渗透率均渗透率8md，原始地层压力为，原始地层压力为67.4MPa，地层压力系数，地层压力系数1.73，气藏温度，气藏温度(wnd)130，C3含量含量759m3/106m3，上露点压力，上露点压力43.38MPa，容积法计算储量，容积法计算储量19.5108m3，用压降法初始直线段得储量，用压降法初始直线段得储量31108m3，要大，要大1.6倍。倍。在采出程度在采出程度25，压降线呈下降趋势。，压降线呈下降趋势。第40页/共44页第四十一页，共44页。主要生产特征：主要生产特征：1）