岩性油气藏  2025, Vol. 37 Issue (4): 84-94       PDF    
×
塔里木盆地顺北油田4号断裂带断控体凝析气藏剩余气分布规律
江山1,2, 唐永建1,2, 焦霞蓉3, 李文亮4, 黄成4, 王泽5    
1. 长江大学 中国南方复杂页岩油气地质与开发重点实验室, 武汉 430100;
2. 长江大学 非常规油气地质工程研究中心, 武汉 430100;
3. 湖北省地质局 水文地质工程地质大队, 湖北 荆州 434020;
4. 中国石化西北油田分公司 第四采油厂, 乌鲁木齐 830011;
5. 中国石油集团 川庆钻探工程有限公司, 成都 610083
摘要: 塔里木盆地顺北油田4号断裂带奥陶系断控体碳酸盐岩凝析气藏采出程度低,地层压力下降快。采用数值模拟方法研究了顺北油田4号断裂带奥陶系凝析气藏剩余气分布特征及主控因素,并总结了凝析气藏剩余气分布模式。研究结果表明:①顺北油田发育各种各样的小尺度走滑断裂带,走滑断裂形成了断控型储层,埋深较大,有效储集空间以断层空腔、裂缝等为主。断控体储层沿走滑断裂带呈条带状分布,垂直断裂带方向发育由基岩-裂缝带-洞穴带-裂缝带-基岩带有序排列构成的多组缝洞集合体,即栅簇结构。②研究区利用单井开发的储集体剩余气具有零星分布特征:当储集体2个断裂面不连通时,一块断裂面凝析气被动用,另一块断裂面则形成剩余气;当储集体为多个孤立的断控体时,剩余气呈块状分布;当储集体受底水影响强烈时,剩余气被底水封堵,分布于储集体顶部。多井开发的储集体剩余气具有成片分布特征:当储集体存在明显气驱高速通道时,通道侧缘存在大量滞留型剩余气;当注采井之间连通性较好时,注入气呈活塞式推进,剩余气连片分布于生产井周围。单井开发的剩余气分布主要受地质因素及水动力控制,多井开发的剩余气分布则主要受注采条件及地质因素控制。③研究区断控型凝析气藏剩余气分布具有两大类7种模式,分别为单井类的孤立型、构造控制型、致密封堵型、底水封堵型和多井类的孤立型、气驱通道附近滞留型、注采控制型。
关键词: 数值模拟    凝析气藏    剩余气    断控体    奥陶系    顺北油田    塔里木盆地    
Distribution law of remaining gas in condensate gas reservoirs in fault-controlled body of No. 4 fault zone in Shunbei Oilfield, Tarim Basin
JIANG Shan1,2, TANG Yongjian1,2, JIAO Xiarong3, LI Wenliang4, HUANG Cheng4, WANG Ze5    
1. Key Laboratory of Complex Shale Oil and Gas Geology and Development in Southern China, Yangtze University, Wuhan 430100, China;
2. Unconventional Oil and Gas Geological Engineering Research Center, Yangtze University, Wuhan 430100, China;
3. Hydrogeological Engineering Geology Brigade, Hubei Geological Bureau, Jingzhou 434020, Hubei, China;
4. The Fourth Oil Production Plant of Sinopec Group Northwest Petroleum Branch, Urumqi 830011, China;
5. CNPC Chuanqing Drilling Engineering Company Limited, Chengdu 610083, China
Abstract: Carbonate condensate gas reservoirs in Ordovician fault-controlled bodies of No. 4 fault zone in Shunbei Oilfield of Tarim Basin are with low recovery efficiency and rapid decline in formation pressure. The characteristics of remaining gas distribution and main controlling factors of Ordovician condensate gas reservoirs in No. 4 fault zone of Shunbei Oilfield were studied by numerical simulation methods, and the remaining gas distribution patterns of condensate gas reservoirs were summarized. The results show that: (1) Shunbei Oilfield has developed various small-scale strike-slip fault zones, which have formed fault-controlled reservoirs with relatively large burial depths. The effective storage space is mainly composed of fault cavities and fractures. Fault-controlled reservoirs are distributed in strip along the strike-slip fault zone, and develop multiple sets of fracture-cavity assemblages consisting of an orderly arranged of bedrock-fracture zone-cave zone-fracture zone-bedrock zone in the direction vertical to the fault zone, known as grid cluster structure. (2) The remaining gas in the reservoirs developed by a single well in the study area has sporadically distributed. When two fault surfaces of the reservoirs are not connected, the condensate gas from one fault surface is utilized while the other surface forms remaining gas. When the reservoirs consist of multiple isolated fault-controlled bodies, the remaining gas distribute in blocks.When the reservoirs are strongly affected by bottom water, the remaining gas is sealed off by the bottom water and distribute at the top of the reservoir. The remaining gas in the reservoirs developed by multi-well has the distribution characteristic of being patchy.When there are obvious high-speed gas drive channels within the reservoir, there is a large amount of trapped remaining gas along the channel edges.When the connectivity between injection and production wells is good, the injected gas advances in a piston manner, with remaining gas distributed around the production wells in sheet shape. The distribution of remaining gas from single well development is mainly controlled by geological factors and hydrodynamic conditions, while that from multi-well development is primarily influenced by injection and production conditions as well as geological factors. (3) The distribution of remaining gas in fault-controlled condensate gas reservoirs in the study area is characterized by seven models, which are isolated type, structural control type, sealing plugging type, bottom water plugging type of single wells, and isolated type, trapped near gas drive channels type, and injection-production control type of multi-well.
Key words: numerical simulation    condensate gas reservoir    remaining gas    fault-controlled body    Ordovician    Shunbei Oilfield    Tarim Basin    
0 引言

碳酸盐岩油气储层在世界油气分布中占有重要地位,油气储量约占全世界油气总储量的50%,油气产量达全世界油气总产量的60% 以上[1]。中国缝洞型碳酸盐岩油气藏主要分布在塔里木盆地,其中塔河油田、轮古油田、哈拉哈塘油田、富满油田、顺北油田等探明石油地质总储量大于20×108 t。缝洞型碳酸盐岩油气藏在油气勘探开发领域越来越重要[2]。塔里木盆地碳酸盐岩油气藏主要有缝洞型[3]和断控型[4]2种类型,顺北油田为断控型储层,地质特征与缝洞型具有明显区别,顺北油田[5]断控型储集体主要为走滑断裂带[6]控制下形成的。有学者对其发育模式进行了研究,李映涛等[7]以顺北4号断裂带为研究对象,认为走滑断裂具有核带结构,断控储集体为簇状发育模式;陈叔阳等[8]将顺北油田储集体内部划分为角砾带和裂缝带,提出了栅簇模式。无论是核带结构与簇状模式,还是栅簇模式,主要储集体均是走滑断裂带控制下的断控体。断控体[9]内部岩溶作用一般较弱,储集空间主要为断裂破碎形成的断面空腔、角砾间孔隙以及构造缝等,且三者相互连通,其规模较小,储集体非均质性强。顺北地区走滑断裂带经历了多期构造运动,应力环境复杂,不同应力条件下形成的断裂样式差异较大,因此形成了断控体储层在横向上具有分段的特征[10]。顺北4号断裂带位于顺北油田中西部,属于奥陶系断控体碳酸盐岩凝析气藏[11],其形成是由大型走滑断裂控制,受多期构造运动影响形成的典型断控型储集体。与常规储层相比,断控体储层纵向上具有分层的特征,基岩,裂缝带,洞穴带,裂缝带,基岩交替出现[12]。另外,顺北4号断裂带应力分布在平面上南北段呈明显差异,北段构造应力以拉张应力为主,中段构造应力以拉张应力和构造平移为主,南段构造应力以挤压应力为主,这种纵向分层、横向分段的结构特征使该地区碳酸盐岩凝析气藏的开采更具有难度。研究区生产进入中后期,存在采出程度低,地层压力下降较快,底水上升较快的问题。

以往对凝析气藏剩余气表征已开展大量研究,并取得一系列成果[13-15]。王昔彬等[16]基于实际凝析气的状态方程及可采储量,构建了地层中可采储量采出程度与地层压力之间的函数关系模型,之后通过开采过程中可采储量采出程度的分布替代地层压力分布,实现了对剩余气分布的定量描述;昌伦杰等[17]通过开展凝析气压力衰竭实验,结合微米级电子计算机断层扫描技术,进行了一系列计算分析,实现了对凝析气藏中不同阶段凝析油储量及其位置的定量表征。近年来,数值模拟的发展越来越成熟,在奥陶系断控体碳酸盐岩凝析气藏的应用中有较大的优势,如通过多组分PVT精准描述复杂相态变化,多物理场耦合分析,非均质性及复杂地质建模等。然而,目前凝析气藏研究集中在物理模拟[18]及气藏工程方法[19-20]等方面,对宏观剩余气表征及定量刻画研究基础依然薄弱,尤其是系统划分碳酸盐岩凝析气藏剩余气分布模式这一领域仍存在空白,对断控型碳酸盐岩凝析气藏的剩余气分布规律研究仍然缺少系统的认识。因此,研究断控体碳酸盐岩凝析气藏剩余气的分布规律,明确其主控因素,划分出断控体碳酸盐岩凝析气藏剩余气的分布模式尤为重要。

基于断控体储层特征的研究,建立顺北油田4号断裂带断控体碳酸盐岩凝析气藏地质模型,利用油藏数值模拟方法,研究剩余气分布规律,明确其主控因素,以期为提高该区凝析气采收率提供指导。

1 地质概况

顺北油田位于塔里木盆地中西部,主要分布于顺托果勒低隆起区,其东南部延伸至古城墟隆起的顺南斜坡,北部与沙雅隆起相接,南部与卡塔克隆起毗邻,东部与满加尔坳陷相邻,西部与阿瓦提坳陷接壤[21]图 1a)。顺托果勒低隆起位于塔里木盆地中央,受盆地边缘造山作用影响较小,构成塔里木盆地中相对构造稳定的一级构造单元,经历了多阶段沉积构造演化过程,为多期次缝洞型储层发育及油气聚集提供了优越的地质条件[22-23]

下载原图 图 1 塔里木盆地顺北4号断裂带构造位置(a)及岩性地层综合柱状图(b) 注:1号—20号为断裂带编号。 Fig. 1 Tectonic setting(a)and stratigraphic column(b)of Shunbei No. 4 fault zone in Tarim Basin

顺北地区奥陶系发育齐全[24],自下而上划分为蓬莱坝组、鹰山组、一间房组、恰尔巴克组和桑塔木组。下奥陶统蓬莱坝组岩性主要为台地相白云岩、灰质白云岩。中奥陶统鹰山组在顺托果勒低隆地区全发育,岩性为黄色—灰色泥晶灰岩、砂屑泥晶灰岩、深灰色泥晶灰岩;一间房组与下伏鹰山组整合接触,在研究区东部向南逐渐减薄或尖灭,厚度约160 m,岩性为黄色—灰色泥晶灰岩、含砂屑泥晶灰岩、砂屑泥晶灰岩。上奥陶统恰尔巴克组与下伏一间房组不整合接触,岩性大致可分为上下2部分,上部为棕褐色或棕红色灰质泥岩,下部为黄灰色泥晶灰岩;桑塔木组岩性主要为灰色、深灰色泥岩和含灰质泥岩(图 1b)。

顺北4号断裂带奥陶系断控体碳酸盐岩凝析气藏主要发育于鹰山组和一间房组,埋深为7 200~ 8 800 m,属于深层—超深层油气藏,该凝析气藏长60.0 km,宽1.5 km,烃源岩为下寒武统玉尔吐斯组[25]。研究区共有19口井,其中16口生产井,3口注气井,生产稳定阶段,日产油2 237 t,日产气448×104 m3,综合含水率为6.5%,凝析气动态储量为160×108 m3,凝析油动态储量为791×104 t,投产至2023年12月,累计产油25.3×104 t,累计产气4.69×108 m3,凝析油采出程度为3.1%,凝析气采出程度为2.9%。原始地层压力为88.4 MPa,目前平均地层压力为61.8 MPa,压力保持程度为70.0%。

2 断控体储层特征

顺托果勒低隆起长期处于构造较低部位,中奥陶统一间房组顶面岩溶作用欠发育,不发育类似于塔河油田喀斯特作用形成的岩溶缝洞型储层[26]。然而,在多期构造运动中,顺北油田发育多种小尺度走滑断裂带,在走滑断裂控制下,一间房组—鹰山组碳酸盐岩破裂,形成了类型独特的断控型储层,其埋深大于7 200 m,有效储集空间以断层空腔、裂缝等为主[27]。断控体储层沿走滑断裂带呈条带状分布,垂直断裂带方向发育由基岩-裂缝带-洞穴带-裂缝带-基岩带有序排列构成的多组缝洞集合体——栅簇结构(图 2)。

下载原图 图 2 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控型碳酸盐岩储层栅状结构模式(据文献[4]修改) Fig. 2 Cluster-filling structure models of Ordovician fault-controlled carbonate reservoirs in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin

根据尚浩杰等[28]对断控型储层的层级划分,顺北油田奥陶系断控体按发育层次由高到低可划分为走滑断裂带、断控体、断裂体-类洞穴-杂乱体、类洞穴内部充填、微裂缝5个层级(表 1),高层级对低层级有约束控制作用。

下载CSV 表 1 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体层级划分 Table 1 Hierarchical division of Ordovician fault-controlled bodies in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin

研究区凝析气藏主要沿顺北4号走滑断裂带分布[29],经历多期构造运动,应力环境复杂,不同应力条件下形成的断裂样式差异较大,因此形成了断控体储层在横向上分段的特征。在拉分段,通常发育多条断裂带,这些断裂带之间发生拉张作用,导致地震剖面上出现凹陷形态,部分地层发生错断;在平移段,通常存在一条主要断裂带,地震剖面上表现为一侧地层的抬升或下降,伴随有小尺度的褶曲现象;在挤压段,通常发育一条断裂带,地震剖面上地层呈隆起状态[28]图 3)。

下载原图 图 3 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系不同应力段断控体地震属性响应特征 Fig. 3 Seismic attributes response characteristics of fault-controlled bodies in different stress sections of Ordovician in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin

顺北4号断裂带应力特征[30]平面上表现为3段式,分为北段、中段和南段,且3段应力特征存在明显差异。北段从北至南呈拉分段—平移段—弱挤压段—拉分段的变化趋势;中段呈拉分段—平移段的变化趋势;南段呈平移段—挤压段—平移压隆段—弱挤压段的变化趋势。各个相邻应力分段之间地层错断,物性差别大,不同应力分段上的井之间无连通性或者连通性极差[31-33]。在同一个应力分段内,如果存在多条断裂带,则储层发育规模相对较大但不连通,开发过程中需要部署单井进行开发;如果只有一条断裂带,则需要考虑井控范围和地层的非均质性来部署井组开发。如北段SHB43X井、SHB4-6H井、SHB4-9H井属于同一个弱挤压应力段,有较好的连通性,可以采用井组开采;SHB47X井、SHB4-12 H井属于同一个拉分应力段,但2口井井轨迹穿越不同的断裂面,井间存在地层错断,连通性较差,只能采用单井进行开采(图 4)。

下载原图 图 4 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体凝析气藏剖面图(据文献[34]修改) Fig. 4 Profiles of condensate gas reservoirs of fault-controlled bodies of Ordovician in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
3 剩余气分布特征

顺北4号断裂带由于储层分布具有南北分段、垂向分层的特征,储层非均质性强,给气藏开发带来了挑战,也给剩余气分布研究造成了极大困难。本次以精细地质研究为基础,通过建立三维精细地质模型,采用数值模拟方法厘清剩余气分布特征。

3.1 井位部署

依据顺北4号断裂带横向上存在多个应力分段的特征和走滑断裂带连通性分析,区内碳酸盐岩凝析气藏的开发存在单井开采和井组开采2种模式。截至目前,该区域共划分为4个井组单元(9口井)和10个单井单元,4个井组单元为SHB43X井组(SHB43X井、SHB4-6H井均为生产井,SHB4-9H井为注气井)、SHB44X井组(SHB44X井、SHB4-14H井均为生产井)、SHB45X井组(SHB45X为生产井,SHB4-11H为注入井)、SHB46X井组(SHB46X为生产井,SHB4-8H为注气井);10个单井单元为SHB4-5H井、SHB4-4H井、SHB4-7H井、SHB41X井、SHB4-1H井、SHB4-2H井、SHB4-3H井、SHB47X井、SHB4-12H井、SHB4-13H井(图 5)。

下载原图 图 5 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体凝析气藏开采单元划分 注:虚线划分是根据井位之间的距离。 Fig. 5 Development-injection units division for condensate gas reservoirs in fault-controlled bodies of Ordovician in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
3.2 三维地质模型建立

利用地震、钻井、岩心、测井等资料,结合构造部位、储集体类型、空间接触关系等,构建储层发育模式,并对研究区储层级次进行划分[28]。针对不同层级,采用确定性建模方法确定其阈值截断,由于走滑断裂波及范围广,且边界难以界定,因此研究重点放在断控体的表征上。断控体由断裂体、类洞穴和杂乱体构成,通过井-震结合的方式,确定合适的阈值,建立断裂体、类洞穴及杂乱体的轮廓模型,以类洞穴轮廓模型为约束,之后采用改进的基于目标建模方法,逐层构建内部栅簇结构三维模型。对于微裂缝,主要采取改进的离散裂缝网络模拟方法,建立了包含共轭裂缝、弯曲裂缝,与野外露头中实际形态相符的微裂缝网络模型。最后将不同层级的模型按照高层级对低层级的约束作用进行融合,得到顺北4号断裂带三维地质模型(图 6)。基于建立的物性模型,对研究区储量进行计算,结果显示凝析气储量约170×108 m3,动态储量约160×108 m3,物性模型储量计算的结果比动态储量多10×108 m3,拟合误差率为6.25%。因此,可以认为该三维地质模型能真实地反映了实际地层情况。

下载原图 图 6 塔里木盆地顺北4号断裂带北段奥陶系断控体储层三维地质模型 Fig. 6 3D geological model of Ordovician fault-controlled body reservoirs in the northern section of Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
3.3 数值模拟

运用数值模拟的方法,建立SHB4-4H井、SHB4-5H井、SHB4-7H井、SHB4-2H井、SHB41X井、SHB4-1H井、SHB4-3H井、SHB47X井、SHB4-12H井和SHB4-13H井等10个单井及SHB43X井组、SHB44X井组、SHB45X井组、SHB46X井组等4个井组的数值模拟模型(图 7)。将得到的数值模型分别与生产数据进行拟合,所有单元模型的拟合程度均在90%以上。

下载原图 图 7 塔里木盆地顺北4号断裂带SHB43 X井组数值模拟模型 Fig. 7 Numerical simulation modeling of well group SHB43X in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
3.4 单井剩余气分布特征

研究区单井单元的数值模拟结果揭示,单井剩余气分布主要受地质因素和水动力遮挡控制,其分布特征可分为4类:①零星分布剩余气。当单井位于主控断裂带,井轨迹一般穿过主控断裂带,主控断裂带储集空间中凝析气被动用,表现出地层压力大幅度降低,在主控断裂带周围发育与其不连通、零星分布的小型储集体中形成剩余气,呈零星分布,小型储集体压力无明显变化,且无论受拉分应力(SHB4-2H井)、平移应力(SHB4-5H井、SHB4-3H井)还是挤压应力(SHB4-7H井、SHB4-1H井),均存在零星分布的剩余气(图 8a8c)。②当单井储集体中2个断裂面不连通时,一块断裂面中凝析气被动用,另一块断裂面中形成剩余气。如SHB41X井位于顺北4号断裂带中段,地层主要受拉分应力的控制,2块断裂面被拉分,脱空,中间被致密基岩充填,阻碍油气从一块断裂面运移到另一块断裂面,生产井钻穿其中一块断裂面储集体,其中凝析气被动用,表现出地层压力大幅度下降,另一块断裂面储集体中形成剩余气,表现为地层压力无明显变化(图 8d),此类型还有SHB47X井、SHB4-4H井。③当单井储集体为多个孤立的断控体时,剩余气呈块状分布。如SHB4-13H井位于顺北4号断裂带南段,地层同时受平移应力和压隆应力的控制,断裂带破碎程度进一步加大,形成多套不同规模的储集体,井轨迹只穿过其中一部分储集体,其中凝析气被动用,表现出地层压力下降幅度大,而其余未被井轨迹穿过的储集体中形成块状分布的剩余气(图 8e)。④当储集体受底水影响强烈时,剩余气被底水封堵,分布于储集体顶部。如SHB4-12H井位于顺北4号断裂带南段,凝析气储量较低,存在活动强烈的底水,随着开采的进行,底水淹没井底,堵塞井筒,使凝析气不能被采出,形成底水封堵的凝析气(图 8f)。

下载原图 图 8 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体凝析气藏单井剩余气分布特征 Fig. 8 Distribution characteristics of remaining gas in single wells of condensate gas reservoir in Ordovician fault-controlled bodies of Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
3.5 井组剩余气分布特征

研究区井组单元数值模拟结果揭示,井组剩余气的主控因素是注采条件及地质因素,其分布特征可以分为3类:①片状分布。SHB44X井组位于顺北4号断裂带北段,应力分段属于拉分段,井组中SHB44X、SHB4-14H 2口生产井穿越不同断裂面,但2块断裂面底部有储集体连在一起,剩余气分布主要表现为2口井穿越的断裂面压力下降幅度大,凝析气动用程度高,而在主要断裂面两侧有片状剩余气富集,地层压力变化不大(图 9a),此类型还有SHB45X井组。②当储集体存在明显气驱高速通道时,通道侧缘存在大量滞留型剩余气分布。SHB46X井组位于顺北4号断裂带中段,应力分段属于平移段,井组包括SHB46X生产井和SHB4-8H注入井,2口井均穿过了同一块断裂面,该井组存在一条渗透率较大的气驱通道,注气开采时,通道内部有凝析气快速通过,通道侧缘凝析气被滞留下来,形成剩余气,具体表现为气驱通道侧缘区域无流线分布(图 9b9c)。③注采控制的剩余气。SHB43X井组位于顺北4号断裂带北段,应力分段属于弱挤压段,共有3口井,SHB4-9H井为注入井,SHB43X井、SHB4-6H井均为生产井,SHB4-6H井上部区域与主干断裂带连通性较差,开井之后压力变化不大,剩余气富集;3口井均穿过了同一块断裂面,SHB4-9H井注入介质为天然气,天然气注入过程中,呈活塞式推进,天然气对凝析气具有明显的驱替作用,且在密度差的作用下,顶部驱替效应更强,使SHB43X井组上部凝析气采出程度更高,底部凝析气富集(图 9d9e)。

下载原图 图 9 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体凝析气藏井组单元剩余气分布特征 Fig. 9 Remaining gas distribution characteristics of well group of condensate gas reservoirs in Ordovician fault-controlled bodies of Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
4 剩余气分布模式

为明确顺北4号断裂带奥陶系断控体碳酸盐岩凝析气藏剩余气分布规律,使其分布具有系统性和准确性,对数值模拟结果进行综合分析,总结各个单井和井组剩余气分布模式,将剩余气分布模式划分两大类,分别为单井剩余气、井组剩余气,具体细分为7个亚类(表 2)。

下载CSV 表 2 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体凝析气藏剩余气分布模式 Table 2 Remaining gas distribution patterns of condensate gas reservoirs in Ordovician faultcontrolled bodies of Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
4.1 单井剩余气分布模式

单井剩余气分布模式可划分为4种:①单井孤立型剩余气。井轨迹穿越主控断裂带,在主控断裂带周围存在与其不连通、零星分布的储集体,开井生产后,主控断裂带中凝析气被动用,而周围零星分布的储集体中凝析气未被开采,孤立存在地层中,这种零星分布的剩余气称为单井孤立型剩余气(图 10a)。②构造控制型剩余气。2块断裂面之间无连通,井轨迹只穿越其中一块断裂面储集体,开井生产后,一块断裂面中凝析气被动用,另一块断裂面中凝析气不能被开采,形成剩余气,称为构造控制型剩余气(图 10b)。③致密封堵型剩余气。井控区域存在多套孤立的断控体,各个断控储集体呈块状分布在地层中,井轨迹只能穿越其中一部分储集体,开井生产后,只有井轨迹穿越的储集体中凝析气被动用,而另外的块状储集体中形成剩余气,称为致密封堵型剩余气(图 10c)。④底水封堵型剩余气。凝析气存在强底水,生产进入中后期,底水上升,堵塞井底,凝析气聚集在储集体上部,不能被开采,称底水封堵型剩余气(图 10d)。底水上升较快,如果井底位置较高,部分低于井底位置的锥形储集体凝析气不能及时采出,形成一系列低幅残丘型剩余气(图 10e)。

下载原图 图 10 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系7种断控体凝析气藏剩余气分布模型 Fig. 10 Remaining gas distribution models of condensate gas reservoirs in seven types of fault-controlled bodies of Ordovician in Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
4.2 井组剩余气分布模式

井组剩余气分布模式可划分为3种:①井组孤立型剩余气。在主控断裂带周围,存在与断裂带不连通的片状分布的储集体,开井生产后,主控断裂带中凝析气被动用,周围片状分布的储集体中凝析气未被动用,孤立存在地层中,称为井组孤立型剩余气(图 10f)。②气驱通道附近滞留型剩余气。部分井组采用注天然气驱的开发方式,凝析气在气驱通道快速通过,通道侧缘的凝析气被滞留下来,形成气驱通道附近滞留型剩余气(图 10g)。③注采控制型剩余气。井组中无明显气驱通道,注入井注入氮气或者天然气,注入的气体以不同的路径驱替注气井周围的凝析气向生产井运移,使凝析气聚集在生产井周围,称为注采控制型剩余气(图 10h10i)。

4.3 局部地区剩余气分布模式

北段SHB4-4H井、SHB45X井组(SHB45X井、SHB4-11H井)应力分段属于同一个拉分段,SHB4-4H井区域与SHB45X井组区域发生地层错断,单井与井组井间无连通,分别穿越不同的断裂面。SHB4-4 H井只钻穿其中一块断裂面,凝析气被动用,而对应的另一块断裂面中凝析气富集,可以采用SHB4-4 H井侧钻的方式开采这一部分凝析气。SHB45 X井组2口井穿越同一块断裂面,只在主控断裂面周围有片状剩余气分布(图 11)。

下载原图 图 11 塔里木盆地顺北4号断裂带奥陶系断控体凝析气藏局部剩余气分布模式 Fig. 11 Partial remaining gas distribution patterns of condensate reservoirs in Ordovician fault-controlled bodies of Shunbei No. 4 fault zone, Tarim Basin
5 结论

(1)塔里木盆地顺北4号断裂带断控体储层存在横向上分段,纵向分层的特性,其非均质性更强,共划分10口单井和4个井组进行开采。

(2)研究区单井断控体储层无论受什么应力,在主控断裂面周围存在零星分布的剩余气;当储集体2个断裂面不连通时,一块断裂面凝析气被动用,另一块断裂面则形成剩余气;当储集体为多个孤立的断控体时,剩余气呈块状分布;当储集体受底水影响强烈时,剩余气被底水封堵,分布于储集体顶部。单井剩余气分布主要受地质因素及水动力控制。

(3)井组剩余气无论受什么应力,在主控断裂面周围存在片状分布的剩余气;当储集体存在明显气驱高速通道时,通道侧缘存在大量滞留型剩余气分布;当注采井之间连通性较好时,注入气呈活塞式推进,剩余气连片分布于生产井周围。井组剩余气分布则主要受注采条件及地质因素所控制。

(4)研究区断控型凝析气藏剩余气可分为单井剩余气分布模式、井组剩余气分布模式两大类,单井剩余气分布模式进一步细分为单井孤立型、构造控制型、致密封堵型、底水封堵型4个亚类;井组剩余气分布模式划分为井组孤立型、气驱通道附近滞留型、注采控制型3个亚类。对不同剩余气分布模式,采取合理的开发方式进行开采,可以达到提高凝析气采出程度,稳定地层压力的目的。

参考文献
[1]
胡文革. 塔里木盆地顺北地区不同断裂带油气充注能力表征研究与实践. 石油与天然气地质, 2022, 43(3): 528-541.
HU Wenge. Study and practice of characterizing hydrocarbon charging capacity of different fault zones, Shunbei area, Tarim Basin. Oil & Gas Geology, 2022, 43(3): 528-541.
[2]
计秉玉, 郑松青, 顾浩. 缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术的认识与思考: 以塔河油田和顺北油田为例. 石油与天然气地质, 2022, 43(6): 1459-1465.
JI Bingyu, ZHENG Songqing, GU Hao. On the development technology of fractured-vuggy carbonate reservoirs: A case study on Tahe oilfield and Shunbei oil and gas field. Oil & Gas Geology, 2022, 43(6): 1459-1465.
[3]
宋传真, 马翠玉. 塔河油田奥陶系缝洞型油藏油水流动规律. 岩性油气藏, 2022, 34(4): 150-158.
SONG Chuanzhen, MA Cuiyu. Oil-water flow law of Ordovician fractured-vuggy reservoirs in Tahe Oilfield. Lithologic Reservoirs, 2022, 34(4): 150-158. DOI:10.12108/yxyqc.20220414
[4]
刘彪, 潘丽娟, 王沫. 顺北油气田二区断控体油气藏井身结构设计及配套技术. 断块油气田, 2023, 30(4): 692-697.
LIU Biao, PAN Lijuan, WANG Mo. Well structure design and supporting technology for fault-controlled reservoirs of No.2 Block in Shunbei oil-gas field. Fault-Block Oil & Gas Field, 2023, 30(4): 692-697.
[5]
苏皓, 郭艳东, 曹立迎, 等. 顺北油田断控缝洞型凝析气藏衰竭式开采特征及保压开采对策. 岩性油气藏, 2024, 36(5): 178-188.
SU Hao, GUO Yandong, CAO Liying, et al. Natural depletion characteristics and pressure maintenance strategies of faul-tcontrolled fracture-cavity condensate gas reservoirs in Shunbei Oilfield. Lithologic Reservoirs, 2024, 36(5): 178-188. DOI:10.12108/yxyqc.20240517
[6]
ZAREMOAYEDI F, GHAEDI M, KAZEMI N. A new approach to production data analysis of non-volumetric naturally fractured gas condensate reservoirs. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2022, 105: 104703. DOI:10.1016/j.jngse.2022.104703
[7]
李映涛, 邓尚, 张继标. 深层致密碳酸盐岩走滑断裂带核带结构与断控储集体簇状发育模式: 以塔里木盆地顺北4号断裂带为例. 地学前缘, 2023, 30(6): 80-94.
LI Yingtao, DENG Shang, ZHANG Jibiao. Fault zone architecture of strike-slip faults in deep, tight carbonates and development of reservoir clusters under fault control: A case study in Shunbei, Tarim Basin. Earth Science Frontiers, 2023, 30(6): 80-94.
[8]
陈叔阳, 何云峰, 王立鑫, 等. 塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模. 岩性油气藏, 2024, 36(2): 124-135.
CHEN Shuyang, HE Yunfeng, WANG Lixin, et al. Architecture characterization and 3D geological modeling of Ordovician carbonate reservoirs in Shunbei No.1 fault zone, Tarim Basin. Lithologic Reservoirs, 2024, 36(2): 124-135. DOI:10.12108/yxyqc.20240212
[9]
杨昕睿, 尹艳树, 王立鑫, 等. 塔里木盆地A地区奥陶系断控体内幕精细表征. 油气地质与采收率, 2023, 30(6): 45-53.
YANG Xinrui, YIN Yanshu, WANG Lixin, et al. Fine characterization of Ordovician inner fault-controlled bodies in area A of Tarim Basin. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2023, 30(6): 45-53.
[10]
朱秀香, 赵锐, 赵腾. 塔里木盆地顺北1号断裂带走滑分段特征与控储控藏作用. 岩性油气藏, 2023, 35(5): 131-138.
ZHU Xiuxiang, ZHAO Rui, ZHAO Teng. Characteristics and control effect on reservoir and accumulation of strike-slip segments in Shunbei No.1 fault zone, Tarim Basin. Lithologic Reservoirs, 2023, 35(5): 131-138. DOI:10.12108/yxyqc.20230513
[11]
孙贺东, 李世银, 刘志良, 等. 缝洞型碳酸盐岩凝析气藏提高采收率关键技术. 天然气工业, 2023, 43(1): 113-121.
SUN Hedong, LI Shiyin, LIU Zhiliang, et al. EOR technologies for fractured-vuggy carbonate condensate gas reservoirs. Natural Gas Industry, 2023, 43(1): 113-121.
[12]
韩剑发, 苏洲, 陈利新, 等. 塔里木盆地台盆区走滑断裂控储控藏作用及勘探潜力. 石油学报, 2019, 40(11): 1296-1310.
HAN Jianfa, SU Zhou, CHEN Lixin, et al. Reservoir-controlling and accumulation-controlling of strike-slip faults and exploration potential in the platform of Tarim Basin. Acta Petrolei Sinica, 2019, 40(11): 1296-1310.
[13]
JKRIAZHEV A V, KRIAZHEV A Y, GILMANOV Y A. Methodology for selecting the mode of development of oil and gas condensate deposit using hydrodynamic simulation. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University-Geo Assets Engineering, 2022, 333(9): 137-147. DOI:10.18799/24131830/2022/9/3579
[14]
VAGANOV E V, INYAKIN V V, KRASNOV I I, et al. Results of the study of the productive characteristics of wells in the development of gas condensate deposits. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, 988(3): 032029. DOI:10.1088/1755-1315/988/3/032029
[15]
LATHBL M A, HAKIMI M H, HAQUE A E, et al. Organic geochemistry and 1 D-basin modeling in the Taranaki Basin, NEW Zealand: Implications for deltaic-source rocks of the Cenozoic oil and condensate reservoirs. Marine and Petroleum Geology, 2024, 170: 107146. DOI:10.1016/j.marpetgeo.2024.107146
[16]
王昔彬, 刘传喜, 郑祥克, 等. 低渗特低渗气藏剩余气分布的描述. 石油与天然气地质, 2003, 24(4): 401-403.
WANG Xibin, LIU Chuanxi, ZHENG Xiangke, et al. Quantitative description of remaining gas distribution in low and extremelylow permeability gas reservoirs. Oil & Gas Geology, 2003, 24(4): 401-403.
[17]
昌伦杰, 龙威, 伍轶鸣, 等. 缝洞型碳酸盐岩凝析气藏压力衰竭过程中凝析油微观赋存状态. 科学技术与工程, 2021, 21(26): 11136-11143.
CHANG Lunjie, LONG Wei, WU Yiming, et al. Gas condensate occurrence during the pressure depletion of fracture-vuggy carbonate condensate gas reservoir. Science Technology and Engineering, 2021, 21(26): 11136-11143.
[18]
TRAN K, ODIKE B, GARCEZ J, et al. Improved saturationpressure relationship and multiphase pseudo-pressure calculations for retrograde gas reservoir production under boundarydominated flow. Gas Science and Engineering, 2024, 125: 205289.
[19]
AHMED M E, SULTAN A S, HASSAN A, et al. Predicting the performance of constant volume depletion tests for gas condensate reservoirs using artificial intelligence techniques. Neural Computing and Applications, 2022, 34: 22115-22125.
[20]
FARAJI F, UGWU J O, CHONG P L. Modelling two-phase Z factor of gas condensate reservoirs: Application of artificial intelligence. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2022, 208: 109787.
[21]
焦方正. 塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩断溶体油气藏发现意义与前景. 石油与天然气地质, 2018, 39(2): 207-216.
JIAO Fangzheng. Significance and prospect of ultra-deepcarbonate fault-karst reservoirs in Shunbei area, Tarim Basin. Oil & Gas Geology, 2018, 39(2): 207-216.
[22]
马永生, 蔡勋育, 云露, 等. 塔里木盆地顺北超深层碳酸盐岩油气田勘探开发实践与理论技术进展. 石油勘探与开发, 2022, 49(1): 1-17.
MA Yongsheng, CAI Xunyu, YUN Lu, et al. Practice and theoretical and technical progress in exploration and development of Shunbei ultra-deep carbonate oil and gas fields, Tarim Basin, NW China. Petroleum Exploration and Development, 2022, 49(1): 1-17.
[23]
林波, 云露, 李海英, 等. 塔里木盆地顺北5号走滑断层空间结构及其油气关系. 石油与天然气地质, 2021, 42(6): 1344-1353.
LIN Bo, YUN Lu, LI Haiying, et al. Spatial structure of Shunbei No.5 strike-slip fault and its relationship with oil and gas reservoirs in the Tarim Basin. Oil & Gas Geology, 2021, 42(6): 1344-1353.
[24]
王素英, 张翔, 田景春, 等. 塔里木盆地顺北地区柯坪塔格组沉积演化及沉积分异模式. 岩性油气藏, 2021, 33(5): 81-94.
WANG Suying, ZHANG Xiang, TIAN Jingchun, et al. Sedimentary evolution and sedimentary differentiation model of Kepingtage Formation in Shunbei area, Tarim Basin. Lithologic Reservoirs, 2021, 33(5): 81-94. DOI:10.12108/yxyqc.20210508
[25]
张智礼, 李慧莉, 焦存礼, 等. 塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系鹰山组—恰尔巴克组地层划分对比研究. 地学前缘, 2021, 28(1): 90-103.
ZHANG Zhili, LI Huili, JIAO Cunli, et al. Stratigraphic division and correlation of the Ordovician Yingshan and Qrebake Formations in the Shuntogole area, Tarim Basin. Earth Science Frontiers, 2021, 28(1): 90-103.
[26]
彭军, 夏梦, 曹飞, 等. 塔里木盆地顺北一区奥陶系鹰山组与一间房组沉积特征. 岩性油气藏, 2022, 34(2): 17-30.
PENG Jun, XIA Meng, CAO Fei, et al. Sedimentary characteristics of Ordovician Yingshan Formation and Yijianfang Formation in Shunbei-1 area I, Tarim Basin. Lithologic Reservoirs, 2022, 34(2): 17-30. DOI:10.12108/yxyqc.20220202
[27]
程飞. 缝洞型碳酸盐岩油藏储层类型动静态识别方法: 以塔里木盆地奥陶系为例. 岩性油气藏, 2017, 29(3): 76-82.
CHENG Fei. Integrated dynamic and static identification method of fractured-vuggy carbonate reservoirs: A case from the Ordovician in Tarim Basin. Lithologic Reservoirs, 2017, 29(3): 76-82. DOI:10.3969/j.issn.1673-8926.2017.03.009
[28]
尚浩杰, 陈叔阳, 何云峰, 等. 断控缝洞型碳酸盐岩储层结构表征与三维地质建模: 以顺北4号断裂带为例. 石油学报, 2024, 45(11): 1662-1679.
SHANG Haojie, CHEN Shuyang, HE Yunfeng, et al. Structural characterization and 3D geologic modeling of fracture-controlled fracture-cavity carbonate reservoirs: A case study of Shunbei No.4 fault zone. Acta Petrolei Sinica, 2024, 45(11): 1662-1679.
[29]
张煜, 毛庆言, 李海英, 等. 顺北中部超深层断控缝洞型油气藏储集体特征与实践应用. 中国石油勘探, 2023, 28(1): 1-13.
ZHANG Yu, MAO Qingyan, LI Haiying, et al. Characteristics and practical application of ultra-deep fault-controlled fracturedcavity type reservoir in central Shunbei area. China Petroleum Exploration, 2023, 28(1): 1-13.
[30]
卜旭强, 王来源, 朱莲花, 等. 塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层特征及成藏模式. 岩性油气藏, 2023, 35(3): 152-160.
BU Xuqiang, WANG Laiyuan, ZHU Lianhua, et al. Characteristics and reservoir accumulation model of Ordovician fault-controlled fractured-vuggy reservoirs in Shunbei oil and gas field, Tarim Basin. Lithologic Reservoirs, 2023, 35(3): 152-160. DOI:10.12108/yxyqc.20230313
[31]
KAMALI M Z, DAVOODI S, GHORBANI H, et al. Permeability prediction of heterogeneous carbonate gas condensate reservoirs applying group method of data handling. Marine and Petroleum Geology, 2022, 139: 105597.
[32]
GOUDA A, GOMAA S, ATTIA A, et al. Development of an artificial neural network model for predicting the dew point pressure of retrograde gas condensate. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2022, 208: 109284.
[33]
JADIDI R, SEDAEE B, GERAMI S, et al. Mathematical modeling of well performance in shared gas condensate reservoirs. Geoenergy Science and Engineering, 2024, 235: 212704.
[34]
彭威龙, 邓尚, 张继标, 等. 深层海相凝析油气藏成因机制与富集主控因素: 以塔里木盆地顺北4号断裂带为例. 天然气地球科学, 2024, 35(5): 838-850.
PENG Weilong, DENG Shang, ZHANG Jibiao, et al. Genetic mechanism and main controlling factors of deep marine condensate reservoirs: A case study of the Shunbei No.4 fault zone in Tarim Basin, NW China. Natural Gas Geoscience, 2024, 35(5): 838-850.