陈 迪

（中法渤海地质服务有限公司深圳分公司,广东 深圳 518000）

渤中19-6 气田是渤海湾盆地最近发现的规模最大的变质岩潜山凝析气藏,探明地质储量超过千亿立方米[1],其高效经济开发对保障我国能源安全有着重要意义。该区域变质岩潜山储层经历了多期构造运动和长期的风化作用,形成了以风化淋滤孔(缝)、构造裂缝和矿物颗粒晶内裂缝为主的大量次生储集空间[2],使储层表现出了以裂缝为主要渗流通道、孔隙为主要储集空间的双重孔隙介质特征。针对裂缝系统渗透率的确定方法,相关学者进行了大量研究[3-4]；而关于基质系统渗透率的确定方法相关报道较少[5-6]。在分析渤中19-6 区块储集空间特征的基础上,结合测井资料与试井资料确定了储层双孔孔隙介质特征,构建了双重孔隙介质油气藏试井解释模型并对某测试井测试资料进行了解释,给出了基岩渗透率计算方法。

1 储层储集空间特征

渤中19-6 区块潜山储层经历了长期风化作用和构造运动影响,形成了以风化壳类型和裂缝型储层为主的油气藏[7]。储集空间类型包括微裂缝、溶蚀孔、溶蚀裂缝及少量粒间孔。微裂缝在储层中不均匀发育,主要与断裂带伴生,平行于断裂带；溶蚀孔为次生孔隙,在长期的风化作用下流体随断裂- 裂缝进入地层内,溶蚀矿物溶解,形成溶蚀孔；溶蚀缝可以分为两种,一种是构造带经溶蚀形成的,另一种是在风化作用下形成的枝状散发裂缝；粒间孔主要在构造作用下形成,孔隙大小规模不等。上述四类储集空间构成了研究区的主要储集空间,控制着油气的储集和运移。

2 测井响应特征

渤中19-6 太古界变质岩潜山储层在早期经历漫长的构造运动以及后期断层活动下,形成了大量构造裂缝和碎裂岩；当随着构造抬升,风化淋滤运动和古地貌也开始作用于潜山顶部产生大量风化溶蚀缝以及沿裂缝发育的溶蚀孔,部分的碎裂岩会有粒间孔隙存在,渤中19-6 潜山储层形成了以碎裂粒间孔、溶蚀孔及溶蚀缝、构造缝组合的双重孔隙介质储集层。基于常规测井与成像测井资料对双重孔隙储集层的响应特征与裂缝型储集层响应特征对比后来进行其识别和预测。

2.1 裂缝型储层测井响应特征

储集空间以裂缝为主,裂缝发育程度发育且多为多角度裂缝。由于储层多位于内幕裂缝带,溶蚀作用弱,导致储层孔隙度较低。常规测井资料显示裂缝发育处电阻率较低,相对背景值高,密度值略低,声波时差对高角度裂缝不敏感值略高,周波跳跃不明显,电成像测井有多条高角度裂缝分布。

2.2 孔隙-裂缝型储层测井响应特征

该类储层储集空间主要有裂缝和孔隙。由于储集层多位于风化带上部或中部存在风化溶蚀作用,沿裂缝发育的暗色矿物、脆性矿物中可见溶蚀孔隙和溶蚀缝发育,储层孔隙度较大。常规测井曲线上表现为电阻率值略高,密度值较低,声波时差高,电成像上有暗色斑状分布在裂缝周围,整体偏暗。

3 基质渗透率计算模型

在双重孔隙介质的油气藏中一般包含高渗透性的裂缝系统和低低渗性的基质岩块系统,由于基质系统孔隙体积远大于裂缝系统,是主要的储集空间,因此基质系统的流动性直接决定着油气井中后期产量。假设储层内流体的流动服从达西定律,流体微可压缩。流体在裂缝中流动时,考虑流体在裂缝中的压缩性及基质向裂缝系统的窜流,根据质量守恒原理,建立了裂缝系统的连续性方程

式中,pf为裂缝系统压力,MPa；pm为基质系统压力,MPa；r 为半径,m；αfm为基质的形状因子,km为基质系统渗透率,mD；kf为裂缝系统渗透率,mD；μg为气体粘度,mPa·s为裂缝系统孔隙度；Ctf为裂缝系统综合压缩系数,MPa-1；t 为时间,h。

在基质系统中,不考虑基质本身的流动,仅基质向裂缝系统的窜流,根据质量守恒原理,建立了基质系统内的连续性方程

假定气井定产量生产,于是气藏的内边界条件为

式中,rw为井筒半径,m；Q 为气井产量,104m3/d；h 为储层厚度,m。

假设气藏为无限大边界地层,其边界条件可以写为

在气藏初始条件下,设气藏初始压力为pi,于是其初始条件表达式为

公式（2）、（3）、（4）、（5）构成了气藏的流动模型,为化简求解上述流动模型,定义如下无因次式

通过上述无因次定义式,可以得到双重孔隙介质储层无因次流动模型：裂缝系统流动方程：

基质系统流动方程：

初始条件

内边界条件

外边界条件

式（13）至式（16）中,下标D 为对应变量的无因次量；mfD为裂缝系统无因次拟压力；mmD为基质系统无因次拟压力。

根据双重孔隙介质储层无因次流动模型,采用数值计算方法对模型进行求解,可以得到压力降落试井或者压力恢复试井时的井底压力,根据井底压力可以得到压力和压力导数双对数图版。基于实际测试得到的井底压力数据得到实测压力和压力导数双对数图版,拟合理论图版和实测图版,可以求得窜流系数 λfm,基质系统渗透率可以表示为

4 实例应用

D 井是渤中19-6 凝析气田试验区投产的一口定向井,生产层位为太古界潜山,气层总厚度235.4 m,其中砂砾岩气层厚度32 m,强风化带气层厚度60.4 m,次风化带气层厚度145.9 m。该井开井生产日产气8x104m3/d,日产液115 m3/d,日产油115 m3/d,含水0.01%。为了解井筒压力分布、地层物性及储层损害等情况,对该井进行了流压+压力恢复+静压测试作业。测试作业结束后,得到了该井的关井压力恢复测试曲线、半对数曲线、双对数曲线。压力双对数曲线在关井后前期的2 h～8 h 显现了球形流特征,中后期出现了明显的双重孔隙介质的“下凹”特征,后期出现了明显的系统径向流水平直线段。基于曲线拟合可以得到如下认识：（1） 试井解释地层系数4.34 md·m,渗透率约0.0247 md,低渗透储层；（2） 表皮系数约-1.32,显示井底没有污染；（3） 试井特征曲线具有明显的双重孔隙介质的下凹特征,储能比为0.34,显示探测区域内储层的储集能力一般；窜流系数为6.8×10-6,基质向裂缝系统的导流能力较好,压力和压力导数双对数曲线,见图1。

图1 压力和压力导数双对数曲线图

在计算基质渗透率过程中,关键是确定地层条件下基质岩块的形状因子,根据文献[5]取基质岩块形状因子为10,井筒半径为0.078 m,可以得到基质渗透率为

5 结论

(1) 根据地层特征,结合成岩作用、测井响应特征,分析了研究区储集空间特征,研究区储集空间主要为碎裂粒间孔、溶蚀孔、溶蚀缝与构造缝。

(2) 基于双重孔隙介质储层中流体流动模型,构建了双重孔隙介质气藏试井解释模型,根据模型求解得到窜流系数进而计算基质渗透率。

(3) 测试井储层渗透率约为0.0247 mD,为典型低渗储层,试井特征曲线具有明显的双重孔隙介质的下凹特征,储能比为0.34,显示探测区域内储层的储集能力一般,窜流系数为6.8×10-6,基质系统渗透率为2.76×10-6mD,研究结果对渤中19-6 井区试井设计及产能预测有一定借鉴意义。