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赵全国, 李国良, 房金伟, 王金友, 邱丙静, 孙皓. 苏里格气田苏A区块未动用区过剩压力预测[J]. 录井工程, 2021,32(4): 109-113.
ZHAO Quanguo, LI Guoliang, FANG Jinwei, WANG Jinyou, QIU Bingjing, SUN Hao. Prediction of excess pressure in undeveloped area of Su A block in Sulige Gas Field[J]. Mud Logging Engineering, 2021,32(4): 109-113.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2021.04.020  
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苏里格气田苏A区块未动用区过剩压力预测
赵全国①, 李国良①, 房金伟①, 王金友②, 邱丙静②, 孙皓①
①中国石油渤海钻探油气合作开发分公司
②中国石油渤海钻探第二录井公司

作者简介：赵全国 高级工程师,1972年生,1997年毕业于长春科技大学石油天然气地质勘查专业,现在中国石油渤海钻探油气合作开发分公司从事地质研究工作。通信地址:300457 天津市开发区第二大街83号(中国石油天津大厦)。电话:(022)66332710。E-mail:zhaoquanguo01@cnpc.com.cn

收稿日期: 2021-07-22
摘要

苏A区块未动用区占区块面积44%,如何有效开发未动用区成为区块持续稳产的关键,近年来常规方法没有取得突破。研究认为,欠压实泥岩盖层中过剩压力对气体运移富集的导向作用可实现未动用区潜力目标优选。由于苏里格气田石盒子组顶部区域泥岩盖层普遍存在欠压实,单井表现为泥岩声波时差偏大,偏离正常压实曲线,在欠压实泥岩内流体存在过剩压力,井控区可以通过等效深度法计算过剩压力,而未动用区过剩压力空缺。研究发现苏A区块过剩压力最大值先出现在石盒子组盒1+2段,声波时差形成突变,与下部盒3段地层产生波阻抗差界面,在地震剖面上表现出强振幅反射;过剩压力与地震反射均方根振幅有相关性,在均方根振幅平面约束下,基于完钻井过剩压力数据,实现了未动用区过剩压力预测,确认过剩压力小有利于气体富集,未动用区4个过剩压力低值区成为有利潜力目标。实施部署的评价井取得很好效果,明确了该区块下步产能接替方向。

关键词: 未动用区; 过剩压力; 均方根振幅; 压力预测; 潜力目标; 苏里格气田
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Prediction of excess pressure in undeveloped area of Su A block in Sulige Gas Field
ZHAO Quanguo①, LI Guoliang①, FANG Jinwei①, WANG Jinyou②, QIU Bingjing②, SUN Hao①
①Oil & Gas Corporation and Development Company, BHDC, CNPC, Tianjin 300457, China
②No.2 Mud Logging Company, BHDC, CNPC, Renqiu, Hebei 062552, China
Abstract

The undeveloped area of Su A block accounts for 44% of the block area. How to effectively develop the undeveloped area has become the key to the sustainable and stable production of the block, conventional methods have made no breakthroughs in recent years. The study indicates that the guiding effect of excess pressure on gas migration and enrichment in undercompacted mudstone caprock may optimize the undeveloped area potential targets. Due to the widespread undercompaction of mudstone caprock in the top area of Shihezi Formation of Sulige Gas Field, the single well shows that the mudstone interval transit time is large and deviates from the normal compaction curve. There is excess pressure in the fluid in the undercompacted mudstone. The excess pressure in the well control area can be calculated by the equivalent depth method, while the excess pressure in the undeveloped area is vacant. It was found that the maximum excess pressure in Su A block first appears in He 1+2nd Member of Shihezi Formation, interval transit time forms abrupt changes, resulting in wave impedance difference interface with the lower He 3 Member formation, and showing strong amplitude reflection on the seismic profile. The excess pressure is correlated with the RMS amplitude of seismic reflection. Under the constraint of the RMS amplitude plane, the prediction of excess pressure in the undeveloped area is realized based on the drilled well excess pressure data. It is confirmed that low excess pressure is conducive to gas enrichment, and four low excess pressure areas in the undeveloped area have become favorable potential targets. The appraisal wells deployed and implemented in the block have achieved good results, and the next production capacity replacement direction has been made clear.

Keyword: undeveloped area; excess pressure; RMS amplitude; pressure prediction; potential target; Sulige Gas Field
0 引言

苏里格气田属于低压岩性气藏[1, 2], 压力系数普遍小于1, 苏A区块压力系数介于0.60~0.99。低压形成的因素很多, 有地质、物理、地球化学和动力学等多方面因素, 共同作用致使气藏被厚层致密欠压实泥岩封闭, 形成了典型的低压封存箱。石盒子组上部欠压实泥岩地层为顶盖, 山西组、太原组、本溪组欠压实泥岩地层为底封, 致使主要目的层盒8段、山1段形成低压气藏。苏A区块目前钻遇气层在石盒子组盒2段到山西组, 而盒2段到盒7段以及山2段气层钻遇率均值为5.47%, 说明封存效果很好。地层水滞留泥岩中, 增强了泥岩的封闭性, 但也使这些地层内流体存在过剩压力, 过剩压力可以在完钻井的基础上通过等效深度法计算。研究发现过剩压力对油气运聚有导向作用[3, 4], 因此如果能够获知未动用区的过剩压力, 就能为未动用区评价目标优选提供有利依据。

1 过剩压力计算

苏A区块异常压力主要是在压实过程中产生的, 可以通过单井测井曲线运用等效深度法进行计算。从单井标准测井曲线中筛选出泥岩段深度(H)、声波时差(AC)、密度(ρ )3项参数, 利用正常压实泥岩深度与声波时差回归(图1), 求出斜率K和截距C, 公式如下:

ln(AC)=KH+C(1)

平衡深度法原理是:如果目标层某一点A与正常压实地层深度上某一点B的声波时差接近, 那么地层被压实的程度就接近, 地层骨架承担的力接近, 即该两点深度等效(图1), 两个深度点间的地层重荷由地层流体承担, 因而引起地层高压[5, 6, 7, 8, 9, 10]。根据公式(1)可以计算欠压实泥岩A点(垂直深度H)等效点B的垂直深度H0, 欠压实泥岩A点地层压力p由等效静水压力和静岩压力组成, 即公式:

p=0.009 8ρ wH0+0.009 8ρ k(H-H0)(2)

式中:ρ w为地层水密度, g/cm3; ρ k为地层岩石密度, g/cm3; H为A点处垂直深度, m; H0为B点处垂直深度, m。

图1 苏A-33-31井声波时差与深度关系

欠压实泥岩A点处过剩压力Δ p计算公式为:

Δ p=p-0.009 8ρ wH(3)

根据上述计算公式, 利用单井测井曲线数据, 完成苏A区块石盒子组盒2段363口井欠压实泥岩段地层过剩压力的计算。

2 过剩压力与地震属性相关性

苏A区块过剩压力最大值首先出现在盒1+2段, 表现为声波时差增大, 严重偏离泥岩正常压实回归线, 与下部盒3段形成明显波阻抗差界面, 在地震剖面上表现为强振幅反射, 过剩压力与地震反射有关。

2.1 层位标定与追踪

层位标定是井与地震连接的纽带, 是时深转换的桥梁, 准确的层位标定有利于井震资料结合与印证。层位标定首先除去测井曲线(主要是声波时差曲线和密度曲线)野值, 选用Ricker、Klauder、Butterworth等不同子波, 然后选取与地震剖面相吻合的频率分别进行标定对比, 最终采用了井震对比效果最好的Ricker子波(图2), 对工区内钻井进行了合成地震记录标定。

图2 苏A-33-31井地震合成记录

石千峰组底部发育一套含砾砂岩, 在测井曲线上与下伏石盒子组顶部的砂泥互层地层存在一明显的台阶, 由石千峰组进入下部石盒子组对应地震反射应该为一套高速砂岩进入低速泥岩的波谷反射, 盒8段底部含气砂岩发育, 地震上表现为中到较强波峰反射。盒1+2段地层欠压实明显, 区域普遍存在, 地震上呈现低速, 盒2段底界整体表现为波峰反射, 横向连续性好, 易于追踪解释, 可以在地震测线上完成盒2段追踪解释(图3)。

图3 苏A区块二维地震测线L062533解释成果剖面

2.2 属性提取与相关性研究

根据地震层位解释, 利用地震软件开10 ms时窗提取均方根振幅(RMS)、最大能量、反射频率等属性, 提取363个井点属性值与过剩压力组成数据组, 通过开展相关性研究, 发现均方根振幅与过剩压力相关性较好(图4)。

图4 过剩压力与均方根振幅(RMS)相关性散点图

3 过剩压力与气体富集关系

根据过剩压力与地震均方根关系, 在地震属性约束下能够实现过剩压力平面预测, 进而开展井点处过剩压力与气体富集关系研究。

3.1 过剩压力预测

计算过剩压力井点363个, 扣除平面控制井点16个做为备用验证点, 利用剩余347个井点做基点, 采用均方根振幅平面图约束, 通过高斯随机函数模拟方法实现了苏A区块全区过剩压力预测(图5)。

图5 苏A区块过剩压力预测平面分布

过剩压力预测值能否满足生产需要验证, 从过剩压力预测平面图读取预留16个井点过剩压力值(图5红圈标示井点), 与计算值对比分析发现, 误差值为-0.6~0.5 MPa, 误差百分比为-2.44%~2.10%(表1), 误差百分比绝对值均在5%以内, 预测值能够准确反映井点过剩压力值的大小, 可以运用在生产实践中。

表1 控制井点过剩压力计算值与预测值分析数据
3.2 过剩压力与气体富集关系

通过过剩压力与单井动静态参数关系研究发现, 过剩压力小有利于气体富集。

3.2.1 过剩压力与单井产量关系

投产时间大于五年的井能够利用RTA软件通过生产拟合预测最终累产气量, 累产气量大小可反映单井生产能力, 和井区气体相对富集程度。优选投产时间大于五年的275口井, 通过生产拟合完成累产气量预测, 然后做过剩压力和累产气量散点图(图6)。图中散点看似无规律性或者规律性很差, 过剩压力与气体富集无明显相关性, 但实际上反映出, 累产气量大的井过剩压力偏小, 过剩压力大的井累产气量少, 因此过剩压力偏小有利于气体富集。

图6 过剩压力与累产气量散点分布

3.2.2 过剩压力与富集区分布

目前开发程度较高的中北部、西北部及中部富集区均出现在过剩压力低值区(图5)。

中北部富集区过剩压力最大值为27.5 MPa, 最小值为23.0 MPa, 界限压力值25.0 MPa, 将小于界限压力值的面积46.6 km2细分为三个低值区中心, 分别是苏A-32-11井区、苏A-38-25井区、苏A-32-23井区, 呈倒品字分布。三个井区位于界限值以下, 现有完钻井75口, 钻遇气层累计厚度752.30 m, 平均单井钻遇气层厚度10.03 m, 静态Ⅰ +Ⅱ 类井比例92.0%, 远高于苏里格气田的平均水平(约85.0%)。

西北部富集区过剩压力最大值为27.0 MPa, 最小值为23.0 MPa, 界限压力值25.5 MPa, 将小于界限压力值的面积55.6 km2细分为两个低值区中心, 分别是苏A-39-10井区、苏A-42-2井区, 呈不规则“ 哑铃” 状北东至南西向分布。两个井区界限值以下现有完钻井82口, 钻遇气层累计厚度914.4 m, 平均单井钻遇气层厚度11.29 m, 静态Ⅰ +Ⅱ 类井比例90.2%; 其周围过剩压力高于25.5 MPa区域有完钻井18口, 钻遇气层累计厚度125.10 m, 平均单井钻遇气层厚度6.95 m, 静态Ⅰ +Ⅱ 类井比例66.7%。过剩压力低值区完钻井效果明显好于高值区的井。

中部富集区过剩压力最大值为28.5 MPa, 最小值为22.5 MPa, 界限压力值25.0 MPa, 将小于界限压力值的面积57.43 km2, 细分为南北两个低值区中心和中间相对低值连接纽带, 连接纽带因为盒8段储层物性差而普遍含气性偏差, 尽管山西组气层和盒4段浅层含气局部富集, 但因其储层和含气性变化大而实施钻井数有限。过剩压力值低于25.0 MPa区域现有完钻井77口, 钻遇气层累计厚度752.50 m, 平均单井钻遇气层厚度9.90 m, 静态Ⅰ +Ⅱ 类井比例89.6%。该区气层发育相对集中, 单层厚度大, 目前单井平均累产气量2 484× 104 m3, 累产气量大于2 000× 104 m3的井占48.1%, 区块高产井主要集中在该区。

4 未动用区有利目标优选

鉴于上述研究认识:过剩压力低值区有利于气体富集, 苏A区块未动用区有四个有利目标:东北偏中部、东南部、中西部和西南部。

东北偏中部过剩压力最大值28.5 MPa, 最小值22.5 MPa, 界限压力值25.0 MPa, 小于界限压力值的区域由三个低值中心组成, 南北向叠置分布, 面积为29.45 km2。

东南部过剩压力最大值28.0 MPa, 最小值23.5 MPa, 界限压力值25.0 MPa, 小于界限压力值的区域共32.77 km2, 由四个低值中心组成, 东部两个南北向叠置排列, 南部两个东西向分布。

中西部过剩压力最大值28.0 MPa, 最小值24.0 MPa, 界限压力值25.5 MPa, 小于界限压力的区域共13.26 km2, 有两个低值中心, 分别位于带状两端。

西南部过剩压力最大值28.0 MPa, 最小值22.5 MPa, 界限压力值25.0 MPa, 小于界限压力的区域共45.93 km2, 呈两个长条串珠状展布。

5 应用验证

在苏A区块东北部有利目标区内部署评价井苏A-37-39X井, 预测过剩压力值24.1 MPa, 实钻气层11.5 m/4层(图7), 试气获产1.42× 104 m3/d工业气流, 取得较好应用效果。实际计算过剩压力值24.3 MPa, 与预测过剩压力相符。后续在过剩压力低值区部署滚动开发井10口, 助力产能有效接替。

图7 苏A-37-39X井测录井综合图

6 结论

(1)苏里格气田上石盒子组盒1+2段地层声波时差异常普遍存在, 反映泥岩地层存在过剩压力, 地震存在波阻抗差界面, 地震剖面强波峰反射, 过剩压力与地震均方根振幅有较好相关性, 井震结合实现了未动用区过剩压力预测。

(2)过剩压力对气藏富集有导向作用, 过剩压力偏小有利于气体富集, 苏A区块中北部、西北部及中部三个已知富集区均发育在过剩压力相对低值区。

(3)苏A区块未动用区有四个过剩压力相对低值区, 是气体富集相对有利区, 是实施评价和滚动开发优势潜力目标。

编辑 唐艳军

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