第四章 气藏类型识别方法

第四章气藏类型识别方法深埋于地下的储集烃类物质的岩层统称为储集层，它通常又划分为含油层和含气层。

具有同一压力系统的含油层构成一个油藏，具有同一压力系统的含气层构成一个气藏。

油藏与气藏存在着一定的联系，又存在一定的区别。

两者之间的主要区别在于石油烃被人采到地面之后，液态原油与气态天然气的比例大小不同。

从油藏中开采出来的烃类物质中液态烃（通常称为原油）比例较大，而从气藏中开采出来的烃类物质中液态烃（通常称为凝析油）比例较小，甚至无液态烃（如干气气藏）。

这种区别归究于油藏与气藏中的烃类物质的组成组分存在明显的差异。

正由于这一差异导致油藏与气藏的开发开采方法存在显著的不同。

因此，在开发烃类储集层时，首先确定出油气藏类型是十分重要的。

对于气藏而言，通常又存在干气气藏、凝析气藏之分；或存在定容封闭性气藏、水驱气藏之分等。

在开发这些不同类型的气藏时，所采用的开发开采方案因气藏类型不同而不一样。

因此，在气田开发初期，识别出气藏类型，对制定气藏开发开采方案以及调整方案都具有十分重要的指导意义。

第一节气藏判断方法一、分类依据目前对油气藏的分类方法较多，归纳起来按其分类依据不同而异。

1．按产状进行分类就其产状而言，天然气分为伴生气和非伴生气。

如果气藏中原油含量极少，就称为非伴生气，也称为游离气（纯气田气）。

如果油藏中发现天然气，就称为溶解气或伴生气。

2．按组成进行分类根据天然气中C含量可将其分为干气（贫气）、富气（湿气）、凝析气藏等。

63．接压力系统进行分类根据气藏的压力系数（原始气藏压力除以静水压力）大小，可将气藏分为正常压力系统气藏和异常压力系统气藏（异常高压气藏和异常低压气藏，异常低压气藏非常罕见，而异常高压气藏常见）。

4．按流体分布进行分类根据气藏有无边底水侵人可将气藏分为定容封闭性气藏和水驱气藏（或按驱动方式可分，为气驱气藏和水驱气藏）。

5．按经济价值进行分类根据目前经济、技术条件能否进行工业性开采，将天然气藏分为常规天然气藏（气田气和油田伴生气）和非常规天然气藏（如水溶性气藏）。

6．按岩性进行分类根据储气层岩石性质不同，可分为砂岩气藏、页岩气藏等。

7．按来源进行分类根据气体来源可分为气田气、油田气、煤层气等。

二、常用的识别方法1．气油比根据美国岩心公司划分标准油试采获得的生产气油比或实验室测定的气油比，对油气藏进行分类，简单明了，见表4－1。

2．典型烃类流体摩尔组成不同油气藏类型的烃类流体摩尔组成差别较大，尤其是+7C 的摩尔含量相差十分显著。

利用这种差异可将油气藏进行分类，见表4－2。

3．典型相图特征法更直接的油气藏类型识别方法，是利用实验分析的相图特征，辅之以生产气油比、组成组分、生产液体（油）的相对密度和颜色等特征加以识别。

表4－3列出了干气、湿气、凝析气、轻质油、重质油五类油气藏的相图特征及其描述，利用该表识别油气藏十分容易。

表4—3充分表现出从干气到重油的变化规律：（l ）含量逐渐降低、+7C 含量逐渐增多的方向； （2）中间组分（C 2－C 6）由少增多又降低的方向； （3）气油比降低、原油相对密度增加的方向； （4）相图由窄变宽、由高变低的方向；表4－l 按气油比划分油气藏类型统计表表4—2 按烃类组成组分划分油气藏类型统计表（5）原油颜色由浅变深的方向。

4.流体组分组合法苏联学者IO．JI．科罗达耶维依提出了一种依据储层流体组成组分组合计算的数理统计方法，他引用下式计算出的值对油气藏类型进行严格的数值化判断，列于表4－4中。

1表4—3 典型油气藏的相图特征及其描述+++++=Φ54321321C C C C C C C (4－1)式中：+54321.,,,C C C C C 分别表示甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷以上的组分在储层 烃类流体中的组成，mol （％）5．秩类法这是一种针对凝析气藏而提出来，对凝析气藏进行更进一步分类的判断方法。

该法选择的地层气组成指标是：3254351/,/,C C C C C C C +++和+5C 它们分别代表这些组成在地层中含量（mol ）。

根据实际组成资料，按照这些指标的变化范围划分为五级，每级用一个数字代表（5，4，3，2，1）即秩数，见表4－5，用：∑==Φni xiR12 （4－2）式中：R xi ——特征值的秩数x ——选定的特征 i ——特征数目2Φ——某类气藏的秩数根据前苏联对10个带油环和10个不带油环的凝析气藏的研究，分类函数内112≥Φ为带油环的凝析气藏，92<Φ则为不带油环的凝析气藏。

利用102个事例分析，符合率91％。

表4－4 据1Φ值判断油气藏类型6.Z 因子法这也是一种针对凝析气藏而提出来的判断方法，其作用与“秩类法”一致。

令：+++==++==5432354322511,/,/)(F /C F C C F C C C C C C F 根据 F 1、F 2、F 3、F 4凡四个特征参数，通过以下两个关系式分别计算出 Z 1和Z 2。

71.388.095.0)(99.043211F F F F Z +++=(4－3)71.3079.95.099.098.043212F F F F Z +++=(4－4)Z 因子法确定气藏类型的标准见表4－6。

第二节 水驱气藏的早期识别方法正如本章第一节中所述，从流体分布状况来看，底水气藏和边水气藏存在于自然界中。

但边、底水气藏并不意味着就属于水驱气藏，因为水驱气藏必须具备如下的条件：（1）存在相当充足的水体；（2）水体区域与储气区域应具备较好的连通性；（3）水体区域内部也必须具有良好的渗透能力。

因此，在气藏开采过程中，人们总结出了一些识别水驱气藏的方法。

当然，最直接而且最准确的识别方法是产气井有水产生，并且产水量随生产时间的延续而不断增大。

但是如何准确地在产气并见水前，就识别出所开采气藏是否属于水驱气藏，有着十分重要的指导意义。

因为它直接关系到气藏开发和开采方案的制定及调整，以及地面设表4－5 备类秩数的特征值变化范围表4．6Z 因子法划分标准表施的建设和下游工程的计划。

本节将介绍一些关于水驱气藏的早期识别方法，供气田开发人员参考。

一、传统的视地层压力法由第三章可知，对于正常压力系统的气藏，其物质平衡方程式可整理成如下的压降方程：])([TZ p T p B W W G G G Z p Z p i sc sc i w p e pii ---= （4－5）对于正常压力系统的定密封闭性气藏（无水侵人，也无水产出，0,0==p e W W ），则（4-5）式可简化为：)1(GG Z p Z p p ii -= （4－6）对比分析（4－6）式与（4－5）式可知，正常压力系统的定客气藏，视地层压力（P ／Z ）与累积产气量（G p ）之间呈直线关系，如图4－l 中直线（a ）所示。

对这类气藏，可以利用压降图（P ／Z ～G p 关系图）的外推法或生产数据的线性回归法确定气藏的原始地质储量。

而对于正常压力系统的水驱气藏，（4－5）式则表明视地层压力（P ／Z ）与累积产气量（G p ）之间并不存在直线关系。

进一步分析表明，随着含气区内的存水量（W e －W p B w ）的增加，气藏的视地层压力下降率随累积产气量的增加而减小，即P ／Z ～G p 之间存在曲线关系，并且向上弯曲如图4－l 中的曲线（b ）所示。

同时应该指出，不能用压降图的外推方法确定气藏的原始地质储量，而必须采用第三章介绍的物质平衡方法和水侵量计算模型综合确定原始地质储量。

正由于上述的分析，人们认识到视地层压力随累积产气量的变化趋势，并依据定容气藏和水驱气藏存在的质的区别，用以识别开采初期（气井未见水之前）气藏属于水驱气藏或定容气藏。

的确该方法的理论基础完全正确而且被气藏开采者所接受并广泛采用。

但是，用这种方法识别早期的水驱气藏，其准确率较低。

因为视地层压力与累积产气量的关系曲线还受采气速度等因素所控制。

图4－2是典型受采气速度控制的水驱气藏的P ／Z ～G p 关系曲线，其中图（a ）表明了高采气速度与低采气速度的区别，图（b ）表明了不同季节的区别（实质上也属于采气速度不同的情况）。

图4－l 气藏的压降图（a ）采气速度差异 （b ）周期性生产图4－2 不同采气速度下水驱气藏的pGZ p ~关系曲线二、“水侵体积系数”法该方法是我国陈元千利用物质平衡方程，引入水侵体积系数而提出的一种方法。

将（4－5）式改写为：])(11)/1[(//TZ p T P GB W W G G Z p Z p i sc sc i Wp e p i i ---= （4－7）气藏的原始地质储量G 和天然气占据的原始有效孔隙体积gi V 之间有如下关系：gigi B V G =（4－8）（4－8）式代入（4－7）并整理得：]11)1[(/giwp e P ii V B W W G G Z p Z p ---=（4－9）若令： gi wp e V B W W w -=（4－10）Zp pZi i=ψ （4－11）G G R p D /= （4－12） 则（4－9）式可写为：wR D --=11ψ （4－13）式中：w ——气藏的水侵体积系数，无因次量； ψ——地层相对压力，无因次量； R D ——采出程度，f 。

对于无水侵气藏w ＝0，由（4-15）式得：D R -=1ψ （4－14） 由（4－14）式可知，对于定容封闭性气藏，采出程度（R D ）和相对压力（ψ）为45°下降直线；而对水驱气藏，由于w ＜1，所以相对压力与采出程度的关系曲线为大于45°的直线。

三，视地质储量法由第三章得知：气藏的物质平衡通式可写成下式：])1()[(p S C S C B B B G W B W B G wipwi w gi gi g e w p g p ∆-++-+=+ （4－15）若令：w p g p B W B G F += （4－16） gi g g B B E -= （4－17）p S C S C B Ewipwi w gi fw∆-+=)1(（4－18）则（4-15）式表示为：)(fwg e E E G W F ++= （4－19）或改写为：fwg e g E E W G EE F fw++=+ （4－20）对于正常压力系统气藏，由于可忽略E fw 上式可进一步简写为：ge gE W G EF += （4－21）对于定容封闭性气藏，由于水侵量0=e W ，则上面两式可写为G EE F fwg =+ （4－22）或G E F g= （4－23）由（4－22）、（4－23）式可知，对于定容封闭性气藏fwg EE F +/或F ／E g 。

恒等于原始地质储量G 值，而对于水驱气藏，其等于原始地质储量与fw g e E E W +/之和。