第三章 盖层对各种天然气封闭能力的评价.doc

-1- 第三章盖层对各种天然气封闭能力的评价 对游离相天然气封闭评价 评价方法 1 .评价参数及公式据前面研究, 排替压力为泥质岩盖层毛细管封闭天然气能力( 因为储集层的排替压力远小于泥质岩盖层的排替压力, 可忽略不计) 的重要评价参数, 排替压力越大, 泥质岩盖层的毛细管封闭能力越强; 反之越弱。然而, 由于受泥质岩盖层岩石本身非均质性、后期构造运动的改造以及气藏中存在的剩余压力等因素的影响, 泥质岩盖层对游离相天然气的毛细管封闭性并非是绝对的, 即依靠排替压力绝对封闭天然气的泥质岩盖层是不存在的, 只要有压力差存在, 天然气或多或少地要通过泥质岩盖层中的某些大孔隙发生渗滤散失。根据达西定律, 天然气在压力差(P 1—P 2) 的作用下,在 t 时间内通过面积为 S 的泥质岩盖层的渗滤量为: Q=H StPPK?)( 21?(3-1) 式中: Q—天然气通过泥质岩盖层的渗滤损失量,2m K- 泥质岩盖层的渗透率, 2m? P1- 驱使天然气进行渗滤的压力, Pa P2- 天然气渗滤时受到的阻力, Pa; μ- 天然气流动粘度, pa˙s t- 天然气发生渗滤作用的时间, S. 由式 3-1 可以看出,天然气通过泥质岩盖层的渗滤速度为: V=H PPK?)( 21?(3-2) 为了研究问题的方便, 假定对一个盆地或凹陷所有的盖层, 施加一个同样大小的压力 F,(相当于 P 1) ,这样天然气通过其渗滤运移, V=H fFK?)(?(3-3) (1) 泥质岩盖层渗透率 K 根据天然气穿过泥质岩的渗透率,采用串联法来描述天然气通过泥质岩盖层的渗透率。 K=mssm msKRKR KK??(3-4) 式中: k- 泥质岩盖层综合渗透率, ? m 3; Rs- 砂岩占泥岩盖层厚度的百分比值,小数 Rm- 泥岩占泥岩盖层厚度的百分比值,小数; -2- Km,Ks- 泥岩、砂岩夹层渗透率, 2m?; 松辽盆地砂岩、泥岩的渗透率经验公式: 715???eK s (3-5) zmeK 001615 .0567 .4 ??(3-6) 式中: Km,Ks- 泥岩、砂岩夹层渗透率, 2m?; ??砂岩孔隙度,小数; Z–泥岩埋深, m 松辽盆地砂岩、泥岩孔隙度与埋深之间的关系为: z0003835 .054 .43 ???e s (3-7) zme 000935 .074 .54 ???(3-8) (2) 驱使天然气发生渗滤作用的外力(F) 对滨北地区青一段,嫩一、二段泥岩盖层进行评价时, F 可取盆地最大埋深(4000m) 处的泥岩排替压力值。 zP dm0021 .??(3-9) max Pd F?(3-10) (3) 天然气渗滤时所遇到的阻力(f) 天然气在通过泥质岩盖层发生渗滤时, 除要受到泥岩层排替压力, 还受到砂岩的阻力。根据串联原理: dm sdsm dsdmPRPR PPf????(3-11) 式中: dmP - 泥岩排替压力, Mpa; Z ,- 泥岩埋深砂泥岩排替压力之间的关系为: dsP =dm s mss dm mPK Kmr Pr?????(3-12) 式中: ?mr 、sr 分别为泥岩、砂岩孔喉半径, m; m?、s?分别为泥岩、砂岩孔隙度, %; mK 、sK 分别为泥岩、砂岩渗透率, 2m?; (4) 天然气粘度(?)-3- 由孙荣书(1989) 的资料整理要以得到天然气粘度随温度和压力的变化关系为: PT TP P????????????285410 57 .?(3-13) 式中: ?- 天然气粘度, s Pa ?; P- 压力, ; T- 温度, ℃. (5) 泥质岩盖层厚度(H) 可由钻井求得 2 .评价等级标准表 3-1 游离相天然气速度评价参数等级等级好较好中等差速度sm/10 7??<10 10~50 50~100 >100 评价结果分析根据滨北地区 K1qn 各个井位泥岩厚度,由达西定律计算各个井位游离相态天然气在通过泥质岩盖层的速度,作出渗滤速度等值线分布图。如图 3-1 ,图 3-2 所示。由图 3-1 可以看出,速度高值区主要分布于嫩江阶地、依安凹陷、最高点在讷 6 井可达 1000 ,其次为讷 10 井,由北向南速度逐渐减小,说明封盖逐渐变化。低值区主要分布在三兴背斜带,克山依龙背斜带,富参 1-兴 1-乌1 封闭最好。黑鱼泡凹陷和明水阶地也为速度低值区。典型井位有霍 1-李 3-鱼 13- 喇2 井。由图 3-2 可以分析, 速度低值区主要分布于三兴背斜带, 克山依龙背斜带, 乾元构造带。速度向西部斜坡和海伦隆起带逐渐增大。齐 1-海参 1-霍 1-李 3-鱼 13- 喇2 井为封闭较好井位。根据计算的渗滤速度