储能系数在确定气藏边界中的应用——以 AY气田GS6井区龙王庙组气藏为例

陈 文 赵春妮 贾 松 曾乙洋 何开来 徐诗雨 杨 京 林 怡 黎 洋

中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

0 引言

使用容积法计算地质储量时，含气面积边界确定依据的合理性，是评价储量计算准确性的关键。四川盆地碳酸盐岩气藏，当有效储层较薄（＜10 m）时，气井产能与单个的储层特征参数相关性较低[1]。根据规范，在储层厚度和埋藏深度等适当条件下，高分辨率地震解释预测的岩性边界，经钻井资料约束解释并有高置信度时，可作为圈定含油（气）面积的依据[2-5]。在确定构造—岩性圈闭气藏岩性边界时，前人大多采用有效储层厚度作为边界划分依据。而在薄储层（有效储层厚度<10 m）的构造—岩性圈闭气藏中，有效储层厚度与气井产能的相关性较低，作为确定气藏岩性边界的划分依据不够充分。

储能系数是储层孔隙度和厚度的乘积，能够兼顾反映储层厚度、物性等特征,其大小决定了储层的储集能力,能较准确的表征气井的产能和气藏的含气面积[6-7]。四川盆地长兴组—飞仙关组气藏、石炭系气藏以及栖霞组气藏等薄储层气藏，均采用储能系数来确定岩性边界[8-11]。产能模拟实验是在模拟气藏埋深、上覆地层压力、地层压力、地层温度、地层水矿化度等条件下的岩心渗流实验，得到实验岩心的模拟日产气量，是实钻井气层测试的有力补充[12-16]。以四川盆地AY气田龙王庙组气藏为例，通过多块岩心的产能模拟实验结果拟合模拟产量和储能系数的关系，继而确定岩性边界的储能系数值，结合实钻井测试资料，综合确定含气面积边界，取得良好的应用效果[17]。

1 GS6井区龙王庙组气藏特征

AY气田GST区块GS6井区龙王庙组有2口气井，计划提交探明储量。GST区块龙王庙组顶部构造为一由西北向东南缓降的单斜，气藏油气聚集受古今构造控制，形成构造高部位含气、低部位含水的气水分布格局。储层发育受沉积相控制，呈连片分布的背景下受岩性、物性影响存在致密带和低渗带，构造圈闭内油气富集高产区受到岩性控制，气藏类型属构造—岩性复合圈闭气藏（图1）。

含气面积东南方向边界以确定的气水界面海拔构造等值线圈定（图2），含气面积西北方向边界需要依据储层有效性来确定。

2 地震预测GS6井区龙王庙组储层展布特征

采用测井解释孔隙度与纵波阻抗进行交汇，得出储层（孔隙度>2%）对应的样点纵波阻抗范围分布，以孔隙度2%对应的纵波阻抗值为储层识别门限值，大于该值为非储层，同时可根据测井交会图量板将纵波阻抗转换得到孔隙体，进行储层平均孔隙度预测。

图1 四川盆地GS001-X36 GS7井寒武系龙王庙组气藏剖面图

图2 四川盆地GS6井区龙王庙组顶界构造海拔平面图

根据GST地区龙王庙组储层的特点，在技术方法上选择以下的技术思路：①波阻抗反演—利用低纵波阻抗识别储层；②孔隙度反演—预测高孔储层（孔隙度≥2%），依据交会图分析孔隙度与纵波阻抗关系式POR=34.9-0.001 75hPimp（POR为孔隙度，Pimp为纵波阻抗），相关系数平方达到0.91。对GS6井区储量申报区1 620 km2连片三维地震资料针对龙王庙组进行波阻抗随机反演。利用区内已知井波阻抗曲线与孔隙度曲线的交会，得出交会公式，从而得到AY气田GS6井区龙王庙组地震反演储层厚度图（图3）。

图3 四川盆地GS6井区龙王庙组储层厚度预测平面图

3 GS6井区龙王庙组确定岩性边界遇到的问题

GS6井区龙王庙组气藏为构造—岩性圈闭气藏，含气面积东南方向边界以确定的气水界面海拔构造等值线圈定。从GS6井区储层厚度预测图可以看出区内储层厚度值分布范围为5～20 m，呈中部厚度大，四周逐渐减薄的趋势。对GST MX LNS龙王庙组测试井进行统计分析，单层测试获得工业产能的气井，对应的有效储层厚度均值为35 m，GS6井区测试获工业产能的气井有效储层厚度均大于15 m。从资料上没有获取产出工业气流相对应的最小有效储层厚度，因此缺乏确定气藏边界时较为准确的效储层厚度值。

借鉴四川盆地川东北飞仙关组气藏、川中栖霞组气藏等薄储层气藏以储能系数确定岩性边界方法，对GS6井区龙王庙组气藏进行岩性边界的刻画。

4 综合研究储能系数和气井产能的关系

4.1 选用产能模拟实验研究模拟产量和储能系数的关系

通过产能模拟实验，可以得到在全模拟（上覆压力、地层温度、地层压力和地层水饱和度）条件下日单井产气量；将样品实测孔隙度和模拟厚度相乘，可以得到样品储能系数。从而建立储能系数与模拟产量的关系。

4.1.1 实验系统和样品选择

用井下实际产层岩心在磨床上磨制成的正圆柱体测定酒精饱和法孔隙度、渗透率（表1）的实验样品，孔隙度介于2.73%～10.73%，渗透率介于0.021 3～6.339 6 mD，可以代表龙王庙组大部分储层。样品直径2.5 cm，长度不小于4.5 cm，满足产能模拟实验对样品尺寸的要求。

表1 产能模拟岩心样品物性表

4.1.2 实验过程及数据处理

在实验室条件下，采用井下岩心在全模拟（上覆压力、地层温度、地层压力和地层水饱和度）条件下（表2），沿岩心水平方向由低至高分别建立不同的模拟生产压差做单向渗流模拟实验，以获得单向渗流速度，转换成径向流动条件下的日单井产气量。

表2 四川盆地GS6井区龙王庙组产能模拟实验参数

根据地层压力类型、产出流体性质、地层压力温度等条件，将实验流量转换为井下实际产量并换算成生产单位，即

式中Q表示模拟气井产气量，104m3/ d；QR表示实验流量，m3/s，；rw表示井眼半径，m；h表示产层有效厚度，m；D表示实验岩心的直径（垂直流动），cm。

4.1.3 研究储能系数与实验模拟产量的关系

将样品孔隙度与模拟厚度相乘得到储能系数，选择4 MPa生产压差下实验数据（表3），可以建立储能系数和模拟产量的关系（图4）：

式中Q表示模拟气井产气量，104m3/d；φ表示孔隙度；h表示产层有效厚度，m；φh表示储能系数。

可以看到储能系数越高，实验模拟产量越高，将AY气田龙王庙组埋深对应的储量起算标准——单井产气量不低于2h104m3/d，代入式（2）中，可以得到储能系数φh值为0.26。

通过产能模拟实验，研究储能系数和模拟产量的关系，认为当储能系数大于0.26时，气井产能可以达到储量起算标准。因此可以在储能系数平面分布图上以0.26等值线作为含气面积的边界。

4.2 研究实钻井测试产量和储能系数的关系

统计AY气田龙王庙组实钻井测试产量（图5），通过岩心资料标定的测井综合解释得到龙王庙组产层段的有效厚度及其对应的孔隙度，将两者相乘得到单井储能系数，继而建立单井测试产量和储能系数的关系（图5），可以看到，当储能系数越高，单井测试气产量越高，当储能系数高于0.30时，测试气产量高于储量起算标准2h104m3/d，因此，可以在储能系数平面分布图上以0.30等值线作为含气面积的边界。

通过研究储能系数和模拟产量的关系、实钻井测试产量和储能系数的关系，综合分析认为当储能系数大于0.30时，气井产能可以达到AY气田龙王庙组埋深所对应的储量起算标准，可以在储能系数平面分布图上以0.30等值线作为含气面积的西北边界。

表3 孔隙度、模拟厚度、储能系数生产压差与4 MPa下模拟单井产气量对照表

图4 四川盆地GS6井区龙王庙组气藏模拟产量与储能系数散点交会图

图5 四川盆地GS6井区龙王庙组气藏单井测试气产量与储能系数散点交会图

5 GS6井区龙王庙组气藏含气面积的确定

AY气田GST区块GS6井区龙王庙组为构造—岩性复合圈闭气藏，含气面积东南方向边界以确定的气水界面海拔构造等值线圈定，含气面积西北方向边界以地震储层预测储能系数0.30线作为含气范围圈定的依据，确定GS6井区探明储量含气面积（图6）。

本方案在储量评审时得到了储委专家的认可，顺利通过评审。方案面积的含气性在后期的勘探开发中也得到证实。

6 结论

1）储能系数是孔隙度和厚度的乘积，能够兼顾反映储层的厚度、规模、物性级别等特征,其大小决定了储层的储集能力,可用于储量计算含气面积圈定。

图6 四川盆地GS6 井区龙王庙组气藏探明储量含气面积图

2）岩心样品实验和实钻井资料研究表明，储能系数和单井测试产量成正相关，通过产能模拟实验得到产工业气流的最低储能系数，通过地球物理方法在储能系数平面分布图上确定气藏的边界。

3）储能系数确定的含气区，其含气性在后期的勘探开发中得到了证实 ，表明此方法准确可靠，可在其他地质条件相似的气藏中推广应用。