一种碳酸盐岩礁滩气藏产水来源判定方法

本发明涉及碳酸盐岩气藏开发，尤其涉及一种碳酸盐岩礁滩气藏产水来源判定方法。

背景技术：

1、碳酸盐岩气藏是保障我国能源安全的重要开发领域，对于改善我国能源结构和实现“双碳目标”具有重要意义。在四川盆地，礁滩型碳酸盐岩气藏是天然气勘探开发领域的主力气藏类型之一，此类气藏一般分为礁相和滩相，礁滩之间通常有明显的礁滩隔层，其中礁相和滩相均可能发育水体，因此气藏开发过程中的防水治水成为重难点。然而，碳酸盐岩礁滩气藏埋藏较深，通常采用少井多产的开发模式，平均井距达到2km以上，由此带来水体位置不明确、产水风险评估困难等问题，严重制约了该类气藏的水体能量评估和开发方案调整。

2、随着三维地质建模技术的发展和计算机运算能力的提高，数值模拟逐渐成为油气藏勘探开发领域的重要研究方法，不仅可以用于生产拟合和预测，还可以加深工程师对目标区块的地质认识。然而，目前的三维地质建模技术主要基于测井数据来开展随机建模，这将导致未钻井区域的含水饱和度出现较大的误差。同时，未钻遇水体的气井时常突然见水，产水来源不明确会导致治水控水困难，对现场生产带来巨大的隐患。因此，有必要结合区块地质背景和数值模拟技术，对现有的产水来源评估方法进行改进，建立适用于碳酸盐岩礁滩气藏的产水来源判定方法，从而提高地质模型的准确性，为碳酸盐岩气藏高效开发和水侵治理提供技术支撑。

技术实现思路

1、本发明主要是解决现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种碳酸盐岩礁滩气藏产水来源判定方法。

2、为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种碳酸盐岩礁滩气藏产水来源判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

4、s1：在区块地质构造图中截取构造剖面，查找目标产水井和邻井的钻井层位，评价已钻遇水体的大小和层位；

5、s2：结合目标区块的地质模型和测井数据，确定含水饱和度不确定性大的区域；

6、s3：调查邻井的生产情况及井间地质背景，判断目标产水井的产水来源是否可能和邻井相同；

7、s4：根据上述步骤s2中含水饱和度不确定性大的区域和上述步骤s3中的判断结论来确定目标产水井可能的水体来源方向；

8、s5：如果目标产水井已钻遇礁相底水或滩相底水，则不对地质模型作调整；如果目标产水井未钻穿礁相储层且未钻遇礁相底水，则在地质模型中添加礁相底水；如果目标产水井钻穿礁相储层未钻穿滩相储层且未钻遇滩相底水，则在地质模型中添加滩相底水，获取含礁相底水或滩相底水的底水模型w1；如果目标产水井已钻穿礁相和滩相储层且未钻遇水体，则目标产水井的产水来源不是底水；

9、s6：复制一个所述步骤s2中的地质模型副本，在上述地质模型副本中添加礁相边水，获取边水模型w2；

10、s7：对上述步骤s5中的底水模型w1和上述步骤s6中的边水模型w2分别开展生产历史拟合，调整气水界面高度和储层渗透率，获取底水模型w1的最终拟合精度q1和边水模型w2的最终拟合精度q2；

11、s8：对比上述步骤s7中获取的q1和q2的大小，选取最终拟合精度更高的模型，其中的水体即为合理的产水来源。

12、进一步的，所述步骤s1中区块地质构造图指目标产水井所在的礁体，上述礁体包含礁相和滩相，所述步骤s1中的构造剖面指沿礁体发育方向并且穿过目标产水井井眼轨迹的纵向剖面，选取此剖面的目的是同时查看目标产水井的轨迹在礁相和滩相中的位置。

13、进一步的，所述步骤s1中产水井和邻井的钻井层位指上述井是否钻穿礁相储层及是否钻穿滩相储层，评价已钻遇水体的大小指根据测井数据测得的含水饱和度高的井段长度，水体的层位指上述含水饱和度高的井段位于礁相层位还是滩相层位。

14、进一步的，所述步骤s2中确定含水饱和度不确定性大的区域的方法为首先排除地质模型中距离井筒300米以内的圆柱区域，再排除和已钻遇水体有明显连通性的区域，上述和已钻遇水体有明显连通性的区域指该区域有裂缝和已钻遇水体沟通，其余区域均为含水饱和度不确定性大的区域。

15、进一步的，所述步骤s3中邻井的生产情况指邻井是否产水，产水的判断方法为水气比大于1方/万方，井间地质背景指目标产水井和邻井之间是否有裂缝连通、是否有隔夹层发育、是否生产层位相同、是否位于同一个流动单元。判断目标产水井的产水来源和邻井相同的条件同时包括以下5点：邻井已产水、目标产水井和邻井之间有裂缝连通、目标产水井和邻井之间没有隔夹层发育、目标产水井和邻井的生产层位相同、目标产水井和邻井位于同一个流动单元。

16、进一步的，所述步骤s4中目标产水井可能的水体来源方向为沿礁体发育方向的低部位边水、礁相底水和滩相底水三种，如果目标产水井和邻井未钻遇上述三种水体，可能的水体来源方向需要满足该水体来源方向的区域属于所述步骤s2中含水饱和度不确定性大的区域。由于碳酸盐岩礁滩相气藏以礁体的形式呈长条形分布，因此横向上的产水来源只能为沿礁体发育方向的边水。根据重力分异原理，同一个流动单元中水层分布在气层以下，在气藏降压开采的过程中，高部位的气井井周压力逐渐降低，水体在地层中总是沿压力降低的方向流动，因此地层中水体通常从低部位流向高部位，从而导致横向上的产水来源只能为沿礁体发育方向的低部位边水。

17、进一步的，所述步骤s5中添加礁相底水的方法为选取井眼轨迹最低点以下am的平面为气水界面，其中a的取值范围为a1>a>a2，上述a1指井眼轨迹最低点到礁相底部的距离，a2指井眼轨迹最低点以下第一个小层的厚度，以上述气水界面为水体的顶部，以礁相底部为水体的底部，以目标产水井所在礁体的地质边界为横向边界，圈定礁相底水在三维空间中的范围；添加滩相底水的方法为选取井眼轨迹最低点以下b m的平面为气水界面，其中b的取值范围为为b1>b>b2，上述b1指井眼轨迹最低点到滩相底部的距离，b2指井眼轨迹最低点以下第一个小层的厚度，以上述气水界面为水体的顶部，以滩相底部为水体的底部，以目标产水井所在滩相的地质边界为横向边界，圈定滩相底水在三维空间中的范围。

18、进一步的，所述步骤s6中添加礁相边水的方法为选取沿礁体的低部位方向距离井底横向距离c m的垂直面为水体近井端边界，其中c的取值范围为为c1>c>c2，上述c1指沿礁体的低部位方向礁体的地质边界距离井筒的距离，c2指沿礁体的低部位方向所述步骤s2中含水饱和度不确定性大的区域距离井筒的最小距离，选取射孔段最低点以下d m的小层顶部为气水界面，其中d的取值范围为d1>d>d2，上述d1指射孔段最低点到礁相底部的距离，d2指射孔段最低点以下第一个小层的厚度，以目标产水井所在礁相底部为水体下边界，以目标产水井所在礁体的地质边界为远井端边界，圈定礁相边水在三维空间中的范围。

19、进一步的，所述步骤s7中历史拟合的方法为调整a、b、c、d这4个参数的取值范围、调整水体中不同层位的渗透率等参数，使得井口油压曲线、日产气量曲线、日产水量曲线尽量接近实际生产值。

20、进一步的，所述步骤s7中底水模型w1的最终拟合精度q1和边水模型w2的最终拟合精度q2均指模拟时间段内数值模拟计算的日产水量和实际生产的日产水量的平均相对误差值。

21、进一步的，所述步骤s8中选取最终拟合精度更高的模型是因为最终拟合精度更高的模型中添加的水体更可能是真实的水体来源，由于底水和边水的能量驱动形式不同，拟合的难易程度也相差很大，不正确的水体来源在拟合过程中将面临更大的困难，其产水上升趋势往往明显不符合实际生产，因此拟合难度更低且拟合精度更高的模型更接近气藏的真实情况。

22、本发明所提供的一种碳酸盐岩礁滩气藏产水来源判定方法，以目标区块地质背景为整体框架，以目标井和邻井的生产动态为主线脉络，以假设演绎法的数值模拟技术为基本思想，从理论上阐述了判定碳酸盐岩礁滩气藏中产水来源的具体步骤。本方法操作简便，除了用于判定产水井的产水来源，还可用于流场调控、风险井评估、堵水控水、调剖等的科学研究和方案调整工作，在碳酸盐岩礁滩气藏开发实践和治水控水方面具有广泛的应用价值。

23、有益效果：

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、以目标区块地质背景为整体框架，以目标井和邻井的生产动态为主线脉络，以假设演绎法的数值模拟技术为基本思想，从理论上阐述了判定碳酸盐岩礁滩气藏中产水来源的具体步骤。本方法操作简便，除了用于判定产水井的产水来源，还可用于流场调控、风险井评估、堵水控水、调剖等的科学研究和方案调整工作，在碳酸盐岩礁滩气藏开发实践和治水控水方面具有广泛的应用价值。