文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 川东南地区页岩气的三维地质建模与气藏数值模拟

川东南地区页岩气的三维地质建模与气藏数值模拟

第44卷第8期 辽 宁 化 工 Vol.44,No.8 2015年8月 Liaoning Chemical Industry August,2015

收稿日期: 2015-07-13 作者简介:刘国良(1989-),男,硕士研究生,湖北咸宁人,研究方向:油藏工程及油气藏数值模拟。

川东南地区页岩气的三维地质建模

与气藏数值模拟

刘国良,胡洪涛,莫 勇,肖亚昆

(成都理工大学 能源学院,四川 成都 610059)

摘 要:据最新一期的页岩气资源量统计,中国页岩气的资源量排在世界首位。页岩气绿色革命逐渐兴起,页岩气的勘探与开发越来越多。由于页岩气包含渗流、解析附和扩散等三种流动机理,所以关于页岩气的三维地质建模与数值模拟目前还没有实质性和突破性的进展。本文结合川东南地区五口页岩气井勘探开发情况,对页岩气的数值模拟进行了初步研究,希望能为页岩气藏数值模拟的深入研究提供参考。

关 键 词:页岩气;地质建模;基质,裂缝;数值模拟

中图分类号:P 618.11 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2015)08-0982-03

三维地质建模是以沉积岩石学、构造地质学和石油地质学等多学科为理论指导,综合应用岩心资料、常规测井资料、地层倾角测井资料、野外露头资料、地震资料等,尽可能详细地、准确地描述油气藏的整体形态和内部特征的技术,其目标是建立储层物性特征及其非均质性在三维空间上分布和变

化的具体表征[1,2]

数值模拟技术是以粗化后的地质模型为基础,通过历史拟合再现生产过程,同时修正了影响开发的不确定性地质参数,使其更符合实际储层,进而完成数值模拟工作和各种开发方案效果的动态预测。

随着油气田勘探开发程度的不断提高,以地质建模和数值模拟为基础对于剩余油、储层等的研究逐渐增多,也将会成为一个趋势。页岩气作为一种新型非常规能源,有着极低的孔渗,目前对其研究逐渐增加。通过地质建模和数值模拟对页岩气进行研究,有助于页岩气的发展。

1 三维地质建模

1.1 三维网格设计

考虑到页岩气数值模拟模型需要、油藏裂缝走向等因素,在给定的建模工区范围内,设计合适的模拟网格系统。通过给定资料,通过计算可以确定

本次工区建模范围内面积为41.41 km 2

。鉴于此,可以设定平面网格间距为50 m×50 m,根据需要页岩

气藏的特征,纵向划分成10个网格层。

1.2 建模方法

储层地质建模的核心问题是进行储层预测,在已知的条件下,利用各种数学理论和方法对井间未知区域进行预测,因而储层建模的原理就是井间数学插值方法的原理。传统的插值方法一般考虑待估点和观测点之间的关系,而忽略储层参数之间的关系,所以插值的效果往往较差。当前一般采用克里金方法进行插值,可以提高插值的精度。地质建模的主要步骤包括建立地层框架模型、建立地层实体模型、地质约束条件处理、属性数据进行变差函数分析和建立物理属性模型;建模的方法则可以分为确定性建模、不确定性建模以及多条件约束性建模。

由于工区储层连续性以及连通性都较好,无特殊构造,综合分析本次建模工区的条件,选择采用确定性建模的方法。

1.3 属性模型

属性建模主要是指储层建立属性参数模型,包括孔隙度模型、密度模型、渗透率模型和流体饱和度模型等模型。储层属性参数模型的建立分三步完成,即基础数据离散化(Scale up well logs)、离散化数据分析(Data analysis)和属性模型的建立。

此次建模工区内有5口井的岩心孔隙度、渗透率、含水饱和度、岩石密度、游离气丰度、吸附气丰度以及总丰度等数据。通过对此基础数据的正态变换和变差函数分析,并运用序贯高斯随机模拟方

DOI:10.14029/https://www.wendangku.net/doc/aa3214975.html,ki.issn1004-0935.2015.08.073

第44卷第8期 刘国良,等:川东南地区页岩气的三维地质建模与气藏数值模拟 983

法建立页岩段顶部渗透率的等值线图(图1)以及目的含气页岩段渗透率模型、孔隙度模型、含水饱和度模型和密度模型(图

2)等基本模型。

图1

目的含气页岩顶部渗透率等值线图

图2 目的含气页岩层段密度模型

2 气藏数值模拟

2.1 模型建立

由于页岩气在储层中存在三种流动机理——渗

流、解析附和扩散[3, 4]

,而其吸附和解吸附在裂缝、基质和孔隙之间瞬间完成的,因此运用常规的黑油模型和热采模型不能满足条件,需要选择组分模型建立网络模型。

在模型的选择上面,应该选择双重介质模型,即认为页岩储层是由裂缝和基质两种孔隙结构组成。裂缝中的页岩气一般以游离的形式存在,而基质中则包含吸附气和游离气两种形式。所以通过flogrid 需要添加基质和裂缝的网格层,纵向上划分的模拟层数为10×2=20层,其中上面10层为基质网格层,下面10层为裂缝网格层,纵向网格与地质层段呈现一一对应的关系。

2.2 产量拟合

于气藏流体性质的不确定性,在历史拟合过程中,需做多次调整修改,特别是对渗透率的调整。通过不断的调整,各个参数都得到了较好的拟合,

拟合的情况如图所示。

图3 历史拟合图

2.3 开发方案设计及推荐

根据对煤层气气藏数值模拟的认识,利用eclipse 油藏数值模拟软件设计了5套方案进行模拟预测15年(2030年)。分别模拟了水平井长度为1000,1 200,1 500,1 800 m 和排距为400 m 和500 m 的水平井,各模拟结果如表1及下图所示。

表1 开发方案设计及方案数值模拟结果表

方案名称井数/口水平段

长度/m 排距/m

井型 累计产气量/m 采出程度,%Shale Gas145 1 000500水平井 吸附气 18.9 18.936.4游离气 163 41.4Shale Gas250 1 200400水平井 吸附气 28 28.148.4游离气 188 54.2Shale Gas344 1 500400水平井 吸附气 27.6 27.747.3游离气 184 52.9Shale Gas436 1 500500水平井 吸附气 24.5 24.642游离气 168 48.2Shale Gas5

32

1 800

500

水平井

吸附气 13.6 13.728.3

游离气

113

32.5

图4 ShaleGas2——裂缝剩余地层压力

根据表1的对比以及气藏工程的分析可以得出方案ShaleGas2为推荐方案,共投产水平井,稳产

年限为15年,累计产气量为217×108m 3

,游离气采

出量为188×108m 3,吸附气采出量为28.0×108m 3

,总采出程度为48.4%。

984 辽 宁 化 工 2015年8月

图5 方案 ShaleGas2——累计产气量和游离气累计产气量 3 结 论

通过地质建模,在对区块地质情况了解的基础上,结合数值模拟研究,布署了5套针对本区的开发井网,最终通过方案优选,得出ShaleGas2为最佳方案,井网方位为WS45°方向,全区部署水平井50口,排距为500 m,水平段长度为1 200 m,游离气采出程度为54.2%,吸附气采出程度为28.1%,总采出程度为48.4%

参考文献:

[1]田冷, 何顺利, 顾岱鸿. 苏里格气田储层三维地质建模技术研究[J].

天然气地球科学, 2004, 06: 593-596.

[2]张岩, 郑智君, 鲁改欣, 王洪星, 蒲虹桥. 三维地质建模与数值模拟技术在裂缝型有水气藏开发中的应用[J]. 天然气地球科学, 2010, 05: 863-867.

[3]将于荣泽,卞亚南,齐亚东,张晓伟,李洋,晏军,王玫珠. 页岩气藏数值模拟研究现状[J]. 石油与天然气地质,2014,01:131-137.

[4]邹才能, 董大忠, 杨桦, 王玉满, 黄金亮, 王淑芳, 付成信. 中国页岩气形成条件及勘探实践[J]. 天然气工业, 2011, 12: 26-39;125.

3D Geoscience Modeling and Numerical Simulation of

Shale Gas in Southeastern Sichuan

LIU Guo-liang, HU Hong-tao, MO Yong, XIAO Ya-kun

(Chengdu University of Technology, Sichuan Chengdu 610059,China)

Abstract: According to the latest statistics of shale gas resources, China's resource of shale gas ranks the first in the world. As green revolution of shale gas gradually rises, exploration and development of shale gas are increasing. Since shale gas contains three seepage mechanisms, including seepage, desorption and diffusion, geological modeling and numerical simulation on shale gas has no substantive breakthrough. In this paper, combined with exploration and development of five shale gas wells in the Southeastern of Sichuan, preliminary study on the numerical simulation of shale gas was carried out, which could provide a reference for further study on numerical simulation of shale gas reservoirs.

Key words: shale gas; geoscience modeling; matrix; fracture; numerical simulation

(上接第981页)

Research on Water Locking Damage of Low Permeability Gas Reservoirs

LV Xiao-rui 1,2, YANG Lin-hua 2

(1. Xi'an Shiyou University, Shaanxi Xi'an 710065, China;

2. Inner Mongolia Erdos Wushenqi No.3 Gas Production Plant, Inner Mongolia Erdos 017300, China)

Abstract: The low permeability gas reservoir is rich in China, and has become an important field of energy development. However, there is a serious formation damage problem in the development process of low permeability gas reservoir, which can result in well productivity to decline. The water locking damage is one of main gas reservoir damages, seriously affecting the development of low permeability gas reservoirs. In this paper, through laboratory experiments, the water locking damage low permeability gas reservoirs in Su 6 well zone was evaluated. The results show that there is a significant positive correlation between the extent of the water locking damage and the irreducible water saturation, with increasing of the irreducible water saturation, the extent of the water locking damage increases; the correlation between the reservoir porosity and the extent of the water locking damage is not strong, but there is certain negative correlation between them; at same time, there is a significant negative correlation between the permeability and the extent of the water locking damage.

Key words: low permeability gas reservoirs, water lock damage, water saturation, porosity, permeability

相关文档