火山岩储集层模型及流体模拟.doc

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1、火山岩储集层模型及流体模拟——多点法地质统计学和概率摄动法的应用山田知己冈野祥之王立群编译摘要：对国内的气田进行了模型化和流体模拟试验。它的储集岩体由水下环境喷发的熔岩穹叠置而成。其内发育有孔隙系统并且由水体所引起的迅速冷却形成的玻璃质碎屑岩堆积在它的周围。尽管玻璃质碎屑岩也存在孔隙，但是它的渗透率因粘土矿物的存在而显著地减小。也存在非渗透性的玄武岩和泥岩层。在气田的压力系统中，每一种岩相类型都起着特定的作用。地层对比最初识别出多套储集层。在假设每套储集层都被其它地层封闭的条件下，天然气根据赋予

2、每套地层的先后顺序来生产。但是，后来发现未生产的储集层的压力也随着产量的变化而下降。此外还发现了异常的局部压力状态。因此决定对整个压力系统重新建模以确切地解释这些现象。本文使用了多点地质统计学和概率摄动法。当在较大范围内对分布在地质体内的压力数据赋值时，它成功地再现了熔岩穹复合体的非线性特征。构建正确的训练图，进一步地描绘火山岩储集层的难点是存在的，但是已经通过以下方法得以解决，即逐步地调整储层的原始模型直到历史匹配的摄动数最小。由于熔岩生长的随机性，由此产生的不确切的储层边界可通过加载计算和不

3、计算图形像素的预定的模型空间来随机地描述。所得到的结果对每个细节和可能的相分布都完整地模拟了压力分布史。得出产生上述压力变化的原因是在不同的储层单元和连接储层的复杂流体通道之间的不均一压力下降。模拟结果也揭示了异常局部压力状态的原因。OGIP评估了20个在中值前后15%范围内的等概率实现图，与量化相关地质风险的辅助压缩设备法相比，通过增加新开发井得到的增量恢复显现较宽的分散度。关键词：火山岩储层，多点地质统计学，概率摄动法，不确定性量化。1、前言火山岩储层的储层工程学特征与熔岩体的孔隙发育状况相

4、关。本节叙述由流纹岩的孔隙发育机理所控制的、本气田的模型和模拟研究等方面的技术课题。熔岩，特别是在水下喷发的情况下，因迅速冷却而破碎，所以一般情况下很容易形成油、气的储集层。岩浆一到达水下，就会形成熔岩穹。其内部，因气体的成分分异而形成气孔，而外部因熔岩体本身的流动及由水体所引起的迅速冷却形成裂隙。外部的裂隙逐渐扩大时，熔岩发生破碎。在熔岩穹的周围堆积有玻璃质碎屑岩，其中的一部分发生再次移动，堆积到更远的地方。图1是具有这种模式的流纹岩熔岩穹的概念图。在本气田中构成熔岩穹的各种流纹岩具有10%左

5、右的孔隙度和1md左右的渗透率，成为主要的储集岩。一般情况下，每个熔岩穹有数十到上百米左右的地层厚度和数百米左右的分布范围，多数观点认为熔岩穹的外部存在裂隙化，但是在本气田中并没有观察到表示双重孔隙度存在的压力状态。这种熔岩穹相互重叠所形成的复合岩体，因在横向上厚度发生急剧变化而在相邻钻井之间产量也有很大变化。本气田是由若干这种类型的复合岩体构成的。本气田的流纹质火山玻璃碎屑岩虽然具有与熔岩穹内部的熔岩相相当的孔隙度，但是因变质作用的影响，形成的粘土矿物堵塞了孔隙而使渗透率下降。所以在气田生产中

6、，如果根据每个岩体的连续性和分布范围控制气体的流量，那么压力的降低会比周围缓慢，这样，这种压力下降缓慢的区域就会形成局部的压力供给源。形成时粘度较低的玄武岩，厚度为数十米、分布范围数公里，形态为层状，而且在本气田中是非渗透的，尤其在构造翼部发育。由于它是非渗透层且在横向上连续性较好，所以玄武岩明显地起着阻止压力在垂向上传递的效果。为了正确地说明本气田的压力系统，关键是对流纹岩以外的上述岩体的作用进行确切的模型化。另外，在储集层的上下部沉积有非渗透性的泥岩，在模型化时把玄武岩和泥岩合起来并称为非储

7、集层。1、过程在本气田开发的初期，和沉积岩一样进行过井间的地层对比。以测井曲线和井间的岩相资料为依据，划分出多套地层单元（图2），在储层管理上将其作为相互独立的地层单元来处理，并优先开采生产能力强的地层单元，从一号井到三号井连续地生产下去。在生产期间大致定期地对全井测定密封压力（图3），从开发后的第十五年左右，出现了几乎没有生产的四号井发生明显的压力下降这种现象，相同的变化也逐渐地扩展到其它密封井中。到目前为止，所有密封井都可见压力下降，而压力下降的方式在各地层单元之间存在较大的差异。另一方面，

8、该期间同时在反复地进行模拟研究。因为模型把各地层单元都假设为独立状态，所以对再现连续生产的地层单元的压力变化来说，必须非现实地假设存在较强的水驱。因上述原因，从模型化的区域外部流入天然气，补充储层压力的观点遭到强烈的质疑。所以根据向模型化区域供给天然气的要求，制作能够不相互矛盾地说明压力状态的储层模型就成为当务之急。此外，从图3中也可以看到在连续的生产井之间（一号井到三号井）也存在一定程度的压力差。而且一号井的压力曲线在最后一点转为上升，这是因为在井区封井数个月的结果，而地层单元的总体压力变化是