緻密碳酸鹽巖氣層初始產能預測方法
2023-09-17 06:11:45
專利名稱：緻密碳酸鹽巖氣層初始產能預測方法
技術領域：
本發明涉及地質與天然氣勘探開發，主要用於在鑽井及錄井過程中預測緻密碳酸鹽巖氣層初始產能，為儲層評價提供解釋關鍵參數。屬於地質與測井、錄井服務領域，特別是錄井資料解釋評價。
背景技術：
在碳酸鹽巖天然氣井鑽探過程中，通常使用鑽杆裸眼測試技術或完井後「射 ？L——測試」聯作技術對氣層進行試氣求產，進而評價氣層產能。對於緻密碳酸鹽巖氣層，使用鑽杆裸眼測試技術很難直接取得氣層產能參數。在裸眼井測試中，由於酸化施工風險大，也很少使用「酸化——測試」技術求產，多是在完井後進行「射孔——酸化壓裂——測試(三聯作)」技術確定氣層產能。完井後的「射孔——酸化壓裂——測試(三聯作)」後，無法再進行繼續鑽井，影響後續鑽井和下部地層的氣層發現。目前，在緻密碳酸鹽巖氣層初始產能定量預測方面，尚無利用錄井資料預測氣層初始穩定產能的實用方法。為滿足在鑽井、錄井過程中解釋評價緻密碳酸鹽巖氣層的需要， 提高錄井氣層解釋符合率，需要研究和開發以錄井資料為主的產能預測技術。
發明內容
本發明的目的是針對上述技術現狀，旨在提供一種針對緻密碳酸鹽巖氣層的初始穩定產能預測方法。本發明目的的實現方式為，緻密碳酸鹽巖氣層產能預測方法，具體步驟如下1)建立碳酸鹽巖氣層地區錄井解釋資料庫，2)利用資料庫數據分地區繪製Ig-Qg產能預測圖版和建立Qg = AXIg+B產能預測方程，利用資料庫數據分地區繪製Ig-Qg產能預測圖版和建立Qg = AXIg+B產能預測方程預測碳酸鹽巖氣層地區初始穩定產能，Ig-Qg產能預測圖版的繪製方法是通過氣測儀、綜合錄井儀、測井儀等裝置採集並記錄的相關信息，利用氣層有效垂直厚度H、地層壓力係數Kf、孔隙度Φ、含氣飽和度Sg 和井型係數α五項關鍵參數確定儲層含氣指數Ig，Ig= α XHXKfX OXSg ；利用同一地區相同類型或儲層特徵相近並已獲試氣證實的氣層含氣指數Ig與氣層初始穩定產能Qg在散點圖上呈線性關係的特點，製作Ig-Qg產能預測圖版；建立產能預測線性回歸方程Qg = AX Ig+B，A、B為產能預測回歸係數，採用最小二乘法求取，線性回歸方程的相關係數R的平方應大於0. 5 ；3)選取同一地區相同類型或儲層特徵相近的待預測產能的氣層含氣指數Ig，投點到Ig-Qg產能預測圖版上，Ig對應的Qg值即為該氣層初始穩定產能，或代入該地區產能預測方程Qg = AXIg+B,計算待預測氣層的產能；4)輸出預測結果，並與實測結果進行對比，若相對誤差 20%，則重複步驟2)、3)至步驟4)的相對誤差< 20%，再將預測結果輸入錄井解釋資料庫。通過該方法適用於孔隙型、孔隙——微裂縫型碳酸鹽巖氣層，特別適用於緻密碳酸鹽巖氣層，可提高此類探井氣層的錄井解釋符合率。本發明產能預測關鍵參數計算簡便，現場實用性強，能有效提高碳酸鹽巖孔隙型、 孔隙一微裂縫型氣層、特別是低滲透碳酸鹽巖探井氣層錄井解釋符合率。對於水平井、井斜大於60°的大斜度井，井型係數即氣層等效垂直厚度與水平井或大斜度井氣層視厚度比值為 0. 50 0. 58，一般取 0. 54。本發明已在四川盆地150多井、層進行了應用，產能預測相對誤差的絕對值小於 20%,
圖1為本發明工作原理圖，圖2為目標氣層產能預測工作流程圖，圖3為四川盆地渝東鄂西地區產能預測圖版，圖4為四川盆地開江——梁平地區產能預測圖版。，
具體實施例方式
參照圖1，本發明的具體步驟是建立碳酸鹽巖氣層地區錄井解釋資料庫，利用資料庫數據，用同一地區相同類型或儲層特徵相近並已獲試氣證實的氣層含氣指數Ig與氣層初始穩定產能Qg在散點圖上呈線性相關關係的特點，製作Ig-Qg產能預測圖版；建立Qg = AX Ig+B產能預測方程，係數R2應大於0. 5 ；利用資料庫數據分地區繪製Ig-Qg產能預測圖版和建立Qg = AX Ig+B產能預測方程預測巖氣層地區初始穩定產能，輸出預測結果，並與實測結果進行對比，若相對誤差 20%，則重複工作，直至相對誤差< 20%，再將預測結果輸入錄井解釋資料庫。參照圖2，利用Ig-Qg產能預測圖版和Qg = AX Ig+B產能預測方程預測產能的具體步驟如下1)有效垂直厚度H、地層壓力係數Kf、孔隙度Φ、含氣飽和度Sg和井型係數α五項關鍵參數的確定與求取根據目標井氣層錄井氣測全烴曲線峰形狀確定氣層厚度Ha，Ha = H2-H1，起始井深Hl為氣層全烴曲線起峰處對應的地層深度，結束井深H2為單一顯示峰峰頂或連續脈狀顯示峰的最後一個峰頂處對應的地層深度。確定井型係數α，斜度大於60°的大斜度井和水平井，α值一般取0. Μ，直井α 值取1。選取致待預測氣層段內錄井地層壓力梯度的最大值做為氣層地層壓力係數Kf ；選取待預測氣層段內測井或錄井、室內通過巖樣測量的孔隙度的平均值做為氣層孔隙度Φ， 選取待預測氣層段內測井或錄井測量的含氣飽和度的平均值做為氣層含氣飽和度Sg。對於水平井、井斜大於60°的大斜度井，井型係數即氣層等效垂直厚度與水平井或大斜度井氣層視厚度比值為0. 50 0. 58，一般取0. Μ。
氣層地層壓力係數Kf，單位MPa/100m或MPa/hm，保留2位小數。氣層孔隙度Φ，用小數表示，保留2位小數。氣層含氣飽和度\，用小數表示，保留2位小數。2)計算待預測氣層含氣指數Ig，Ig= α XHXKfX Φ Χ\。氣層為直井段，α = 1 ； 氣層為水平或井斜大於60°的大斜度井段，α = 0. 50 0. 58，一般α = 0. Μ。低產區塊的Ig可保留1位小數，產能超過1 X 104m3/d的高產區塊區塊Ig —般保留2位小數。3)多個氣層合層預測時，可將每個氣層的含氣指數Ign(n = 1,2,···)累加做為總的含氣指數Ig，即Ig = Igl+Ig2+…。但要求每個氣層的壓力係數接近，無異常低壓氣層。4)利用Ig-Qg產能預測圖版預測時，將待預測氣層的含氣指數Ig投點到Ig-Qg 產能預測圖版上，利用Ig-Qg產能預測圖版找到對應的Qg值，該Qg值即為該氣層的預測產能。5)利用產能預測方程％ = AX Ig+B預測時，將待測氣層含氣指數Ig代入該產能預測方程，計算結果A即為該氣層的預測產能。6)覆核無誤後，輸出產能預測結果。一般情況下，使用預測方程比在圖版上直接讀取的預測值相對準確，但圖版顯示更直觀。7)跟蹤氣層最終試氣結果，產能預測與實際試氣結果相比，相對誤差的絕對值小於20%，認為預測結果可靠，可將該氣層解釋參數和實際產能結果添加到用於製作Ig-A產能預測圖版的解釋資料庫中。相對誤差的絕對值大於20%，要分析產生誤差的原因，重新進行預測。根據資料庫更新情況，定期更新產能預測圖版Ig4g預測方程％ = AX Ig+B。下面用具體實施例說明本發明。本發明在四川盆地渝東鄂西地區建南構造上A井應用。在A井4039. O 4091. Om、 4109. O 4167. Om緻密碳酸鹽巖井段，定性解釋孔隙——微裂縫型氣層2層段，厚度H分別為52. Om和58.0m。兩氣層段井斜角為82°，井型係數α取0. M ；兩層氣層的地層壓力係數&均為1.07，孔隙度Φ分別為4. 3%和3.8%，含氣飽和度Sg分為79. 5%和73. 5%;兩層含氣指數計算分別為 Igl = α XHXKfX Φ XSg = 0. 54X52. 0X1. 07X4. 3% X79. 5% =1. 03 和 Ig2 = α XHXKfX Φ XSg = 0. 54X58X1. 07X3. 8% X73. 5%= 0. 94，計算合層含氣指數 Ig = Igl+Ig2 = 1. 97。圖3為四川盆地渝東鄂西地區產能預測圖版。橫軸為含氣指數Ig，縱軸為氣層產能Qg，A = 2. 12, B = -0. 14為產能預測回歸係數，R為回歸相關係數，R2 = 0. 96。數據標誌選用符號■，顏色選擇黑色或其它顏色，標誌大小為6磅，數據點應不少於12個。添加預測趨勢線，回歸分析類型為線性，並在圖版左上角顯示產能預測回歸方程A = AXIg+B，和相關係數R的平方值；R2 = 0. 96，大於0. 5，認為相關性較好，能滿足錄井產能預測需要。使用圖3四川盆地渝東鄂西地區產能預測圖版和該地區產能預測方程，預測A井初始穩定產能為 ％ = AXIg+B = 2. 12X Ig-O. 14 = 2. 12X 1. 97-0. 14 = 4. 0X 104m3/d。完井後，對4039. O 4091. 0m、4109. O 4167. Om兩氣層合併酸壓試氣，獲3. 5X104m3/d天然氣的初始穩定產能。預測產能大於實際試氣結果0. 5X104m3/d，相對誤差為14. 3%，產能預測結果與實際試氣結果較吻合。
本發明在四川盆地開江——梁平海槽周緣評價井B井應用。在B井6447.0 6490. Om緻密碳酸鹽巖井段，定性解釋孔隙型氣層1層段，厚度H為43. 0m。該井為直井，井型係數α取值1.0;氣層壓力係數Kf為1. 10，氣層孔隙度Φ為11.0%，含氣飽和度\為 78. 0%;計算氣層含氣指數 Ig = α XHXKfX Φ XSg = 1X43. 0X1. IOfXll. 0% X78. 0% =4. 06。使用圖4四川盆地開江——梁平地區產能預測圖版產能預測圖版和該地區產能預測方程，預測B井初始穩定產能為23. 6X 104m3/d。完井後，酸壓試氣，獲25. OX 104m3/d天然氣的初始穩定產能。預測產能小於實際試氣結果1. 4X 104m3/d，相對誤差為-5. 6%，產能預測結果與實際試氣結果吻合較好。本發明在四川盆地梁平——開江海槽周緣評價井C井應用。在C井6701. O 6749. Om緻密碳酸鹽巖井段，定性解釋孔隙型氣層1層，厚度H為48. Om。該井為直井，井型係數α取值1.0;氣層壓力係數Kf為1. 10，氣層孔隙度Φ為10.5%，含氣飽和度\為 76. 5%;計算氣層含氣指數Ig為4.對。使用圖4四川盆地開江——梁平地區產能預測圖版產能預測圖版和該地區產能預測方程，預測B井初始穩定產能為6 X 104m3/d。完井後，酸壓試氣，獲21. OX 104m3/d天然氣的初始穩定產能。預測結果大於實際試氣結果3. 6X IO4Hi3/ d，相對誤差為17. 1%，產能預測結果與實際試氣結果較吻合。
權利要求
1.緻密碳酸鹽巖氣層產能預測方法，其特徵在於具體步驟如下1)建立碳酸鹽巖氣層地區錄井解釋資料庫，2)利用資料庫數據分地區繪製Ig-Qg產能預測圖版和建立Qg= AXIg+B產能預測方程，利用資料庫數據分地區繪製Ig-Qg產能預測圖版和建立Qg = AXIg+B產能預測方程預測碳酸鹽巖氣層地區初始穩定產能，Ig-Qg產能預測圖版的繪製方法是通過氣測儀、綜合錄井儀、測井儀等裝置採集並記錄的相關信息，利用氣層有效垂直厚度H、地層壓力係數Kf、孔隙度Φ、含氣飽和度Sg和井型係數α五項關鍵參數確定儲層含氣指數Ig，Ig= α XHXKfX OXSg ；利用同一地區相同類型或儲層特徵相近並已獲試氣證實的氣層含氣指數Ig與氣層初始穩定產能Qg在散點圖上呈線性關係的特點，製作Ig-Qg產能預測圖版；建立產能預測線性回歸方程Qg = AX Ig+B，A、B為產能預測回歸係數，採用最小二乘法求取，線性回歸方程的相關係數R的平方應大於0. 5 ；3)選取同一地區相同類型或儲層特徵相近的待預測產能的氣層含氣指數Ig，投點到 Ig-Qg產能預測圖版上，Ig對應的Qg值即為該氣層初始穩定產能，或代入該地區產能預測方程Qg = AXIg+B，計算待預測氣層的產能；4)輸出預測結果，並與實測結果進行對比，若相對誤差20%，則重複步驟2)、3)至步驟4)的相對誤差<20%，再將預測結果輸入錄井解釋資料庫。
2.根據權利要求1所述的緻密碳酸鹽巖氣層產能預測方法，其特徵在於有效垂直厚度 H、地層壓力係數Kf、孔隙度Φ、含氣飽和度Sg和井型係數α五項關鍵參數的確定與求取根據目標井氣層錄井氣測全烴曲線峰形狀確定氣層厚度Ha，Ha = H2-H1，起始井深H1為氣層全烴曲線起峰處對應的地層深度，結束井深吐為單一顯示峰峰頂或連續脈狀顯示峰的最後一個峰頂處對應的地層深度；確定井型係數α，斜度大於60°的大斜度井和水平井α值一般取0. M，直井α值取 1 ；選取致待預測氣層段內錄井地層壓力梯度的最大值做為氣層地層壓力係數Kf ；選取待預測氣層段內測井或錄井、室內通過巖樣測量的孔隙度的平均值做為氣層孔隙度Φ，選取待預測氣層段內測井或錄井測量的含氣飽和度的平均值做為氣層含氣飽和度\。
3.根據權利要求2述的緻密碳酸鹽巖氣層產能預測方法，其特徵在於氣層含氣指數Ig =α XHXKfX Φ 中，氣層為直井段，α = 1 ；氣層為水平或井斜大於60°的大斜度井段，α = 0. 50 0. 58。
4.根據權利要求3述的緻密碳酸鹽巖氣層產能預測方法，其特徵在於氣層為水平或井斜大於60°的大斜度井段，α =034。
5.根據權利要求2述的緻密碳酸鹽巖氣層產能預測方法，其特徵在於多個氣層合層預測時，將每個氣層的含氣指數Ign(n = 1,2,…)累加做為總的含氣指數Ig，即Ig = Igl + Ig2 + ." °
全文摘要
本發明涉及一種能定量預測緻密碳酸鹽巖氣層初始穩定產能的方法。建立碳酸鹽巖氣層地區錄井解釋資料庫，利用資料庫數據，用同一地區相同類型或儲層特徵相近並已獲試氣證實的氣層含氣指數Ig與氣層初始穩定產能Qg在散點圖上呈線性相關關係的特點，製作Ig-Qg產能預測圖版；建立Qg＝A×Ig+B產能預測方程；利用資料庫數據分地區繪製Ig-Qg產能預測圖版和建立Qg＝A×Ig+B產能預測方程預測碳酸鹽巖氣層地區初始穩定產能，輸出預測結果與實測結果對比，相對誤差＜20％，預測結果輸入錄井解釋資料庫；＞20％重複工作，直至相對誤差＜20％，再輸入錄井解釋資料庫。本發明已在四川盆地150多井、層進行了應用，產能預測相對誤差的絕對值小於20％，產能預測關鍵參數計算簡便，現場實用性強。
文檔編號E21B47/00GK102536200SQ20121003728
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者馮愛國, 葉應貴, 石元會, 趙紅燕, 陳強, 魏大農, 黃強 申請人:中國石化集團江漢石油管理局測錄井工程公司, 中國石油化工股份有限公司