CN112505759B - 一种低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，包括以下步骤：收集、分析研究区的基础资料；获取储层平均孔隙度和气藏分布范围、已知井点处的含气饱和度和距离气‑水界面的高度、不同储层平均孔隙度条件下对应的低渗气藏形成纯气层的高度；进一步计算得到各低渗砂岩圈闭中某一点的含气饱和度；综合各低渗砂岩圈闭的含气饱和度分布得到研究区含气饱和度的平面分布。本发明在油气田勘探开发阶段，充分利用研究区已有的基础资料，通过在回归模型基础上计算低渗砂岩储层圈闭形成纯气藏所需的最低高度，并在此基础上完成全局优化下的低渗砂岩储层含气饱和度预测，有效的解决了这一勘探开发的行业难题。
Description
技术领域
本发明涉及油气藏勘探开发，特别涉及一种全局优化下的低渗砂岩储层含气饱和度预测方法。
背景技术
低渗砂岩储层的含气饱和度在0～30％之间分布时，地震响应特征有较大的变化；但是，当低渗砂岩储层含气饱和度在30％～100％之间分布时，其对应的地震响应特征差异微弱。由于受低渗储层不同含气地震响应特征的限制，现有技术无法对低渗砂岩气藏含气饱和度的分布做出定量和有效的预测，只能做到储层含气与非含气的定性表征，低渗砂岩储层含气饱和度的分布预测一直是一行业难题。
由于低渗砂岩储层含气饱和度的分布直接影响气藏开发井的开发效果(产能和含水率)，在低渗气藏的开发阶段迫切的需要低渗气藏含气饱和度分布的定量表征，而现有技术方法无法满足低渗砂岩储层含气饱和度定量有效表征的要求。因此，需要一种对低渗砂岩储层中含气饱和度分布进行预测的新技术方法来解决这一难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。
一种低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，包括以下步骤：
步骤1：收集、分析研究区的基础资料，包括研究区的地震数据、构造高点海拔深度、气-水界面海拔深度GWC、岩石有效孔隙度与总孔隙度之比
圈闭的封闭性F、圈闭与烃类运移通道的匹配性P、储层孔隙度平面分布(地震预测体)和圈闭构造平面分布。
步骤2：根据地震反演数据体或已知井点气藏孔隙度获取储层平均孔隙度
平面分布、气藏分布范围、气藏分布的最低构造海拔和构造高点海拔数据；
在步骤2中，利用已有的地震叠前反演成果获得储层平均孔隙度
利用已知井点气藏的含气性和圈闭构造平面分布获得气藏分布的最低海拔和高点海拔；或者，利用已知井点气藏求取某一层的储层孔隙度的平均值作为该层的储层平均孔隙度
步骤3：获取圈闭内已知井点气藏的含气高度h，即得到已知井点处的含气饱和度Sm和井点距离气-水界面的高度Hm；
在步骤3中，所述圈闭内含气高度可通过油藏开发过程中获得的气-水界面深度和构造高点海拔获得，或通过气藏分布范围对应的最低构造海拔和构造高点海拔获得。步骤4：计算不同圈闭储层平均孔隙度
条件下对应的圈闭形成纯气藏的最小圈闭幅度，即低渗气藏形成纯气层的高度Ho；
在步骤4中，不同圈闭储层平均孔隙度
条件下低渗气藏形成纯气层的高度Ho可通过计算方法获得，计算公式如下：
其中，a、b、c默认值分别为10、600、60，不同区块可稍有不同，例如储层平均孔隙度
分别为5％、10％、15％的储层形成纯气藏的高度Ho(最小圈闭幅度)分别为230m、100m和30m；
在步骤4中，当圈闭内有多个已知井点气藏分布时，不同圈闭储层平均孔隙度
条件下低渗气藏形成纯气层的高度Ho可通过模型回归法获得，即通过多个已知井点气藏的含气饱和度与构造相对高度的关系，通过数据交绘，获得某一平均孔隙度分布条件下气藏内含气饱和度与构造相对位置的函数关系，取第一个含气饱和度100％对应的高度为Ho值。
步骤5：利用步骤4中不同圈闭储层平均孔隙度
条件下低渗气藏形成纯气层的高度Ho的计算成果和步骤3中获得的圈闭内已知井点气藏的含气高度，并结合圈闭构造平面分布，计算各低渗砂岩圈闭中某一点的含气饱和度Sg；首先计算目标点所处于的圈闭构造相对位置(即圈闭中目标点与溢出点的相对位置高低)，接着计算各低渗砂岩圈闭中某一点的含气饱和度Sg；
在步骤5中，Sg为低渗砂岩圈闭中海拔为Hx的点的含气饱和度，当Hx–GWC>H0时，此时有效孔隙内全部充注为气，在开采时产气且不含水，称之为纯气层，Sg表示为：
在步骤5中，Sg为低渗砂岩圈闭中海拔为Hx的点的含气饱和度，当Hx<GWC，即所述海拔为Hx的点位于圈闭之外时，Sg表示为：
Sg＝0……………………………………(公式三)；
在步骤5中，Sg为低渗砂岩圈闭中海拔为Hx的点的含气饱和度，当0<Hx–GWC<H0时：
(1)当圈闭内具有已知井点气藏信息时，即获取已知井点气藏的含气高度h时，已知井点处的含气饱和度为Sm，其距气-水界面的高度为Hm，Sg表示为：
Sg＝(Hx–GWC)*Sm/Hm…………(公式四)；
(2)当圈闭内无已知井点气藏信息，此时气-水界面海拔深度等于圈闭溢出点的海拔，Sg表示为：
其中，h为已知井点气藏含气高度；Ho为低渗气藏形成纯气层的高度，单位m；GWC为气-水界面海拔深度，单位m；
为储层平均孔隙度，单位％；
为岩石有效孔隙度与总孔隙度之比，单位％；F为圈闭的封闭性，封闭圈闭取值为1，开启圈闭取值为0；P为圈闭与烃类运移通道的匹配性，圈闭沟通运移通道时取值为1，圈闭无法沟通运移通道时取值为0，已知的气藏F和P取值为1；
在步骤5中，根据油气成藏的运移和驱替理论，只有有效孔隙中的水才能被驱替充注为气，因此低渗砂岩储层中的最大含气饱和度为有效孔隙度所占总孔隙度的百分比，即岩石有效孔隙度与总孔隙度之比
步骤6：综合各低渗砂岩圈闭的含气饱和度分布得到研究区含气饱和度的平面分布；
在步骤6中，对步骤5计算得到的各低渗砂岩圈闭的含气饱和度分布进行平面叠合，对于圈闭之外的区赋值为0，从而得到研究区含气饱和度的平面分布。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，在油气田勘探开发阶段，充分利用已有的圈闭封闭性、圈闭与烃类运移通道的匹配性、圈闭充满度、储层物性和构造位置等，通过模型回归和理论计算相互验证，从而获得低渗砂岩储层圈闭形成纯气藏所需的最低高度，并在此基础上完成全局优化下的低渗砂岩储层含气饱和度预测，有效的解决了低渗气藏含气饱和度分布有效预测的这一勘探开发的行业难题。
附图说明
图1为目的层H8b顶面构造图；
图2为H8b层砂体厚度平面分布地震预测成果图；
图3为H8b层含气平面分布地震预测成果图；
图4为H8b层构造控制下的含气饱和度预测图；
图5为本发明的模型回归法获得的研究区低渗气藏井点构造位置与含气饱和度的关系曲线；
图6为目标区利用储层构造雕刻的H8b层单砂体平面分布图；
图7为本发明的方法预测得到的圈闭内含气饱和度平面分布图。
具体实施方式
下面以东海某一低渗气藏为例并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
利用本发明的方法对东海某气田花港组H8b低渗砂岩储层的含气饱和度分布进行预测。
1.预测H8b低渗砂岩储层含气饱和度分布的具体过程
(1)收集、分析目的层H8b气藏的基础资料
该次收集到：H8b气藏顶面构造(如图1所示，图1中心位置为红色，中心外围为玫红色)，地震反演数据(如图2和3所示)，气藏分布及构造控制下的含气饱和度分布预测成果(如图4所示)，构造高点-3900m，气-水界面-3950m；由于已知的H8b低渗气藏，圈闭的封闭性F取1、圈闭与烃类运移通道的匹配性P取值为1。
(2)通过地震预测获得研究区储层平均孔隙度为10％，气藏分布范围为构造分布区，气藏分布构造最高点海拔为-3900m，气藏分布最低海拔为-3950m。
(3)统计圈闭内的已钻井点含气饱和度和井点距离气-水界面的高度，其中X1井含气饱和度60％、距离气-水界面30m，X2井含气饱和度50％、距离气-水界面50m，X3井含气饱和度30％、距离气-水界面30m，X4井含气饱和度60～70％、距离气-水界面45～50m。
(4)选取储层平均孔隙度10％，依据公式一
计算该区形成纯气藏的最小圈闭幅度，即低渗气藏形成纯气层的高度Ho为100m；其次，通过该区和相邻区内已钻的4口井(X1、X2、X3、X4)的含气饱和度与井点与圈闭溢出点的相对高度模型回归(如图5所示)进一步证实了该区形成纯气藏的圈闭高度最小为100m，而根据该区圈闭幅度50m可知，研究区圈闭内无法形成纯气层。
此外，如图1和4所示，依据收集到的构造和含气分布预测成果可知，X1井的含气饱和度为60％并距构造圈闭溢出点高度差30m，根据X2井的含气饱和度为50％并距构造圈闭溢出点高度差50m存在不一致性；如图5所示，从井点含气饱和度与井点与圈闭溢出点的相对高度模型回归可以看出，X1井分布明显偏离了回归曲线，结合井点分布得出X1井与X2和X4井处于不同的圈闭内，即X1井处于独立的圈闭内且圈闭构造相对位置更高；如图6所示，进一步结合地震剖面将原认识的研究砂体连片分布，利用储层砂体构型进行精细刻画，细化为侧向叠置的不同砂体，精细刻画出三个单砂体并分别命名为1号、2号和3号单砂体。
(5)利用公式四Sg＝(Hx–GWC)*Sm/Hm计算不同独立砂体内含气饱和度分布，通地平面叠加得到平面含气饱和度分布；其中，X1井区依据该区的含气饱和度与构造相对高度间的关系，可知X1井所在圈闭的气-水界面应下推30m，该区含气饱和度分布预测结果如图7所示(图7中心位置的两块区域为红色，上方红色区域周围为玫红色，下方红色区域周围为黄色)。
2.应用效果
(1)H8b气藏新认识
从图7可以看出：新认识下设计井X4井钻遇的2号单砂体中有利含气面积仅有0.35km2，常规认识下的有利气藏面积4.5km2，较常规认识减少90％；其次，X4井水平段距H8b气藏含气饱和度45％线(该含气饱和度以下压裂后大量出水)最大距离为75m，最小距离为25m，X4具有较大的地质实施风险。
(2)实施效果
X4水平井实钻水平段长约1500m，采用分段压裂；水平段压裂缝长规模约为150m，人工裂缝沟通了含气饱和度低于20％区域而造成大量出水；其次，由于单砂体规模有限(2号单砂体有利含气面积仅为原认识的10％)，因此造成后期产液量递减快、压降快和地层压力恢复困难；根据新认识可知是由于压裂规模大沟通边水、有利的单砂体规模有限。
(3)建议水平段分布
如图7所示，单砂体1中X1井距含气饱和度为45％等值线更远，有效含气面积更大1.12km2，其次单砂体3有利的含气面积为0.36km2，该区H8b气藏最优的水平井水平段为X5，其次为X6。
总之，该方法成功预测了研究区圈闭内气藏饱和度的复杂分布，其能有效的对于开发水平井储层钻遇、压裂求产测试、各井含气饱和度分布做出合理的解释并指出最优的低渗气藏开发水平井水平段的分布。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：收集、分析研究区的基础资料，包括研究区的地震数据、构造高点海拔深度、气-水界面海拔深度、岩石有效孔隙度与总孔隙度之比、圈闭的封闭性、圈闭与烃类运移通道的匹配性、储层孔隙度平面分布和圈闭构造平面分布；
步骤2：根据地震反演数据体或已知井点气藏孔隙度获取储层平均孔隙度
平面分布、气藏分布范围、气藏分布的最低构造海拔和构造高点海拔数据；
步骤3：获取圈闭内已知井点气藏的含气高度h，即得到已知井点处的含气饱和度Sm和井点距离气-水界面的高度Hm；
步骤4：获取不同圈闭储层平均孔隙度
条件下对应的圈闭形成纯气藏的最小圈闭幅度，即低渗气藏形成纯气层的高度Ho；
步骤5：利用步骤4中不同圈闭储层平均孔隙度
条件下低渗气藏形成纯气层的高度Ho的计算成果和步骤3中获得的圈闭内已知井点气藏的含气高度，并结合圈闭构造平面分布，计算各低渗砂岩圈闭中某一点的含气饱和度Sg；
步骤6：综合各低渗砂岩圈闭的含气饱和度分布得到研究区含气饱和度的平面分布。
2.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤2中，利用已有的地震叠前反演成果获得储层平均孔隙度
利用已知井点气藏的含气性和圈闭构造平面分布获得气藏分布的最低海拔和高点海拔；或者，利用已知井点气藏求取某一层的储层孔隙度的平均值作为该层的储层平均孔隙度
3.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述圈闭内含气高度可通过油藏开发过程中获得的气-水界面深度和构造高点海拔获得，或通过气藏分布范围对应的最低构造海拔和构造高点海拔获得。
4.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤4中，不同圈闭储层平均孔隙度
条件下低渗气藏形成纯气层的高度Ho可通过计算方法获得，计算公式如下：
其中，a、b、c默认值分别为10、600、60。
5.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤4中，当圈闭内有多个已知井点气藏分布时，不同圈闭储层平均孔隙度
条件下低渗气藏形成纯气层的高度Ho可通过模型回归法获得，即通过多个已知井点气藏的含气饱和度与构造相对高度的关系，通过数据交绘，获得某一平均孔隙度分布条件下气藏内含气饱和度与构造相对位置的函数关系，取第一个含气饱和度100％对应的高度为Ho值。
6.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤5中，Sg为低渗砂岩圈闭中海拔为Hx的点的含气饱和度，当Hx–GWC>H0时，此时有效孔隙内全部充注为气，在开采时产气且不含水，称之为纯气层，Sg表示为：
其中，Ho为低渗气藏形成纯气层的高度，单位m；GWC为气-水界面海拔深度，单位m；
为岩石有效孔隙度与总孔隙度之比，单位％；F为圈闭的封闭性，封闭圈闭取值为1，开启圈闭取值为0；P为圈闭与烃类运移通道的匹配性，圈闭沟通运移通道时取值为1，圈闭无法沟通运移通道时取值为0，已知的气藏F和P取值为1。
7.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤5中，Sg为低渗砂岩圈闭中海拔为Hx的点的含气饱和度，当Hx<GWC，即所述海拔为Hx的点位于圈闭之外时，Sg表示为：
Sg＝0，
其中，GWC为气-水界面海拔深度，单位m。
8.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤5中，Sg为低渗砂岩圈闭中海拔为Hx的点的含气饱和度，当0<Hx–GWC<H0时：
(1)当圈闭内具有已知井点气藏信息时，即获取已知井点气藏的含气高度h时，已知井点处的含气饱和度为Sm，其距气-水界面的高度为Hm，Sg表示为：
Sg＝(Hx–GWC)*Sm/Hm，
(2)当圈闭内无已知井点气藏信息，此时气-水界面海拔深度等于圈闭溢出点的海拔，Sg表示为：
其中，h为已知井点气藏含气高度；Ho为低渗气藏形成纯气层的高度，单位m；GWC为气-水界面海拔深度，单位m；
为储层平均孔隙度，单位％；
为岩石有效孔隙度与总孔隙度之比，单位％；F为圈闭的封闭性，封闭圈闭取值为1，开启圈闭取值为0；P为圈闭与烃类运移通道的匹配性，圈闭沟通运移通道时取值为1，圈闭无法沟通运移通道时取值为0，已知的气藏F和P取值为1。
9.根据权利要求6或8所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，低渗砂岩储层的最大含气饱和度为有效孔隙度所占总孔隙度的百分比，即岩石有效孔隙度与总孔隙度之比
10.根据权利要求1所述的低渗砂岩储层含气饱和度分布的预测方法，其特征在于，在步骤6中，对步骤5计算得到的各低渗砂岩圈闭的含气饱和度分布进行平面叠合，对于圈闭之外的区赋值为0，从而得到研究区含气饱和度的平面分布。
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