低渗透含水气藏储层评价指标参数研究

低渗透含水气藏储层评价指标参数研究

低渗透气体和低储量气体丰富，世界天然气产量逐年提高。我国已探明的天然气储量中,低渗透气藏储量约占40%;在大中型气田中,低渗透气藏储量约占气藏储量的60%。如何经济有效地开发好低渗气田,不但是我国天然气工业快速发展急需解决的重大课题,更是我国21世纪能源持续发展的战略问题。而多数低渗透天然气藏具有低孔隙度、低渗透率、高含水饱和度等特点,因而气体在低渗透含水气藏中的渗流出现非线性特征。因此,对低渗透含水气藏进行储层评价时,要根据储层特性和气体渗流特点。找出评价参数和建立新的储层评价方法。1储层渗透率分析喉道半径是表征低渗透储层岩心孔隙结构的重要参数,它影响低渗透气藏气体的渗流能力。喉道半径越大,渗流阻力越小,气体的开发潜力越大。反之,如果喉道半径越小,那么气体的渗流阻力就越大,储层中气体的开发难度也越大。笔者用恒速压汞仪测定了低渗透储层的喉道半径。恒速压汞技术与常规压汞技术不同,它可以对多孔介质的孔隙和喉道大小和数量进行直接测量,同时给出孔隙中孔道和喉道的信息,这对于孔、喉性质差别很大的低渗、特低渗储层尤其重要。图1是6块不同渗透率的低渗透气藏岩样孔道半径和喉道半径的分布曲线。从图中可以看出,对于不同渗透率级别的岩心,其孔道大小及分布性质差别并不大(为100～300μm);其差别主要体现在喉道大小及分布上。这说明低渗透、特低渗透储层的性质主要受喉道控制,喉道的大小决定了储层流通性质的好坏,并进而影响开发效果。从图2中可以看出:当渗透率小于0.1×10-3μm2(岩样渗透率为0.030×10-3μm2)时,平均喉道半径为0.2μm,对渗透率贡献的喉道半径区间为0.1～0.3μm;当渗透率为(0.1×～1.0)×10-3μm2(岩样渗透率为0.388×10-3μm2和0.348×10-3μm2)时,平均喉道半径为0.7μm,对渗透率贡献的喉道半径区间为0.2～1.1μm;当渗透率为(1.0～5.0)×10-3μm2(岩样渗透率为1、114×10-3μm2)时,平均喉道半径为1.5μm,对渗透率贡献的喉道半径区间为0.6～2.0μm;当渗透率大于5.0×10-3μm2(岩样渗透率为29.570××10-3μm2和31.200×10-3μm2)时,平均喉道半径为4.1μm,对渗透率贡献的喉道半径区间为1.0～12.0μm。因此,对于低渗透气藏岩心,渗透率不同时其喉道半径是不同的,因而其气体开发的难易程度也不同。岩心渗透率越高,其喉道半径越大,越容易开发;反之,渗透率越小,其喉道半径越小,开发难度越大。2不同气驱水条件下束缚水饱和度的变化对于低渗透气藏,束缚水饱和度是气相和气、水两相渗流的临界参数,同时也是计算低渗透气藏含气饱和度的重要参数。因此,束缚水饱和度是表征低渗气藏开发潜力的一个重要参数。目前测试束缚水饱和度的方法很多,但存在很多问题。笔者用低磁场核磁共振仪测定苏里格低渗气藏的束缚水饱和度,分析了在不同气驱条件下岩心的束缚水饱和度的变化情况。表1是苏里格低渗透气田6块不同渗透率岩心束缚水饱和度测试结果,图3和图4分别是低渗透气藏岩心渗透率与束缚水饱和度对应关系和不同气驱水条件下6号岩心束缚水饱和度变化情况。苏里格低渗透气田岩心渗透率越低,其束缚水饱和度越高,含气饱和度也越低。根据对实验资料的拟合,其渗透率(K)与束缚水饱和度(Swc)的关系式为当渗透率小于0.1×10-3μm2(岩样渗透率0.019×10-3μm2)时,其束缚水饱和度为73.61%,含气饱和度的上限值为26.39%,气体开发潜力较低;当渗透率在(0.1～1.0)×10-3μm2(岩样渗透率为0.100×10-3μm2、0.655×10-3μm2和0.890×10-3μm2)时,其束缚水饱和度为55.55%～62.39%,含气饱和度的上限值为37.61%～44.45%,气体有一定的开发潜力;当渗透率大于1.0×10-3μm2(岩样渗透率为4.720×10-3μm2和5.400×10-3μm2)时,其束缚水饱和度为47.32%～51.69%,含气饱和度的上限值为48.31%～52.68%,气体开发潜力较大。从图4中发现:在不同的气驱水过程中,其束缚水饱和度是变化的。即气驱前,束缚水饱和度为47.32%;第一次气驱后,束缚水饱和度为33.26%;第二次气驱后,束缚水饱和度为27.19%;第三次气驱后,束缚水饱和度为21.15%。这与低渗油藏的束缚水饱和度T2谱图不同,说明低渗透含水气藏气体渗流存在对流扩散作用,流动的气体带走了一部分束缚水。这也为苏里格存在无明显边水、底水的低渗透气藏气井产出少量水提供了有力的证据。3苏里格低渗气藏岩心渗透率与渗流关系在低渗透气藏成藏过程中,储层的含水饱和度普遍较高。而在微观上,流体通过的多孔介质通道比较狭窄,因而气体在低渗储层中的开发难度加大。当含水饱和度较高时,气体的渗流存在非达西渗流的现象。因此,可以用含水饱和度来表征低渗透含水气藏开发的难易程度。图5为含水饱和度为72%时(岩样渗透率为0.072×10-3μm2)岩心气体的流变曲线,图5中渗流曲线与横坐标相交,它表示在低渗透含水气藏岩心中,气体渗流存在一个临界拟压力梯度,也可折算出临界压力梯度。图6为苏里格低渗透气藏不同渗透率岩心含水饱和度与临界压力梯度的关系曲线。从图6中可以看出:低渗气藏岩心气体在低含水饱和度渗流时,气体符合达西渗流,不存在临界拟压力梯度或临界压力梯度;当含水饱和度达到一定值时,气体的渗流表现为非线性渗流特性,存在拟压力梯度或临界压力梯度。在低渗透含水气藏岩心中,临界压力梯度随含水饱和度的增大而增大。渗透率越高,出现临界压力梯度时所对应的含水饱和度下限值越大,不易出现非线性渗流。但对于低渗透气层来说,在较低的含水饱和度时,就会出现非线性渗流,增加开采难度。对于苏里格低渗气藏来说,当渗透率大于1.0×10-3μm2时,所对应的含水饱和度下限值为40%;当渗透率为(0.5～1.0)×10-3μm2时,所对应的含水饱和度下限值为30%～40%;当渗透率为(0.1～0.5)×10-3μm2时,所对应的含水饱和度下限值约为30%;当渗透率小于0.1×10-3μm2时,所对应的含水饱和度下限值小于20%。4低场流体特征利用恒速压汞仪研究了不同渗透率低渗透气藏岩心的孔隙结构特征,不同渗透率的低渗透气藏岩心,其孔道半径基本相同,而喉道半径不同。岩心渗透率越高,其喉道半径越大,开发越容易;反之,渗透率越小,其喉道半径越小,开发越难。因此,可以用喉道半径来表征气体通过储层的难易程度。利用低磁场核磁共振仪对低渗气藏束缚水饱和度测试结果表明,渗透率与束缚水饱和度有很好的相关关系。渗透率越低,其束缚水饱和度越高,含气饱和度也越低。在不同的气驱水过程中,其束缚水饱和度是变化的。因此,可以用束缚水饱和度来表征低渗气藏开发潜力特征的一个重要参数。利用低