A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究

郭盼 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠,黑龍江大慶 163000)

A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究

郭盼 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠,黑龍江大慶 163000)

根據(jù)巖心觀察、普通薄片、鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞曲線等多種資料,分析了A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層巖石學(xué)特征、物性特征和微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。分析結(jié)果表明,A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主,儲(chǔ)層物性較好,為中孔中滲透儲(chǔ)層,孔喉分布單峰不突出,巖石孔隙分選較差,總體排驅(qū)壓力和飽和度中值壓力小,退汞殘余汞飽和度和退汞效率差異均較大。

孔隙度;滲透率;微觀孔隙結(jié)構(gòu);毛細(xì)管壓力;南屯組

儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征指巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關(guān)系[1],其研究內(nèi)容是油藏精細(xì)描述、儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容,是有效開發(fā)油氣藏的關(guān)鍵,決定著儲(chǔ)層改造工藝及開發(fā)技術(shù)政策的制定[2-3]。在油氣田開發(fā)過程中,儲(chǔ)層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)是影響油藏流體的儲(chǔ)集能力和影響油、氣開采的主要因素[4-5]。筆者對(duì)A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層的巖石學(xué)特征、物性特征及微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究,旨在為該地區(qū)合理開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)巖石普通薄片鏡下鑒定結(jié)果,研究區(qū)南二段和南一段儲(chǔ)層巖石類型主要為陸源碎屑巖,南二段包括砂礫巖、礫質(zhì)砂巖、粉砂巖等,南一段包括砂質(zhì)礫巖、不等粒砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、含泥粉砂巖等。砂巖均以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主,砂巖的成分成熟度低。碎屑成分主要為長石、石英和巖屑。巖屑類型主要為巖漿巖巖屑。南二段膠結(jié)物以碳酸鹽為主,多為孔隙式膠結(jié),接觸關(guān)系以點(diǎn)接觸為主。南一段填隙物以泥質(zhì)雜基為主,含有方解石膠結(jié)物,多為孔隙式膠結(jié),部分為薄膜-孔隙、再生-孔隙式膠結(jié);接觸關(guān)系以點(diǎn)接觸為主,部分為點(diǎn)-線接觸。南屯組儲(chǔ)層巖石礦物特征見表1。

表1 A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層巖石礦物特征統(tǒng)計(jì)表

2 儲(chǔ)層物性特征

影響南屯組油層儲(chǔ)層物性的因素較多,主要有沉積相帶、沉積母巖區(qū)巖性、埋藏深度等[6-8]。沉積相為水下分流河道的地區(qū)儲(chǔ)層物性最好,是砂巖沉積類型影響儲(chǔ)層物性的直接表現(xiàn)。儲(chǔ)層巖性主要為長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖,溶蝕作用明顯,普遍提升了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。同時(shí)成巖作用也是影響儲(chǔ)層物性的重要因素[9],并隨著埋藏深度的增加,孔隙度、滲透率明顯降低。研究區(qū)南屯組儲(chǔ)層埋藏深度較淺,原生孔隙保存較好。由于上升盤頂部遭受風(fēng)化剝蝕,大氣水淋濾作用有效改善了儲(chǔ)層,使得該區(qū)溶蝕孔隙發(fā)育,儲(chǔ)層物性較好。該區(qū)孔隙類型主要為原生孔隙、粒間溶蝕孔、巖屑粒內(nèi)溶孔、長石粒內(nèi)溶孔、鑄模孔等(見圖1)。

通過對(duì)研究區(qū)南二段5口井25塊孔隙度樣品和17塊滲透率樣品的孔滲數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),南二段孔隙度15.0%～30.0%,平均24.7%,空氣滲透率0.83～1898.0m D,平均458.0mD。通過對(duì)南一段4口井52塊孔隙度樣品和45塊滲透率樣品的孔滲數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),南一段孔隙度15.0%～30.0%,平均21.1%,空氣滲透率1.0～1898.0m D,平均246.16m D。綜合評(píng)價(jià)南二段和南一段儲(chǔ)層均為中孔、中滲儲(chǔ)層。

圖1 A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型和鏡下薄片照片

3 儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征研究

常規(guī)巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的描述方法主要包括室內(nèi)試驗(yàn)方法和測(cè)井資料現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)法[10]。筆者主要通過常規(guī)壓汞法進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)特征的研究。壓汞曲線形態(tài)受孔喉分選性、孔喉分布的歪度以及平均孔喉半徑的影響,是孔隙結(jié)構(gòu)最直觀的反映;排驅(qū)壓力是指壓汞試驗(yàn)中汞開始大量注入巖樣的壓力,表示非潤濕相開始注入巖樣中最大連通喉道的毛細(xì)管壓力,排驅(qū)壓力越小,說明大孔喉越多,孔隙結(jié)構(gòu)越好;孔喉半徑的集中范圍與百分含量反映了孔喉半徑的粗細(xì)程度和分選性,孔喉粗,分選好,其孔隙結(jié)構(gòu)好。

對(duì)研究區(qū)南屯組儲(chǔ)層33塊巖樣進(jìn)行毛細(xì)管壓力曲線測(cè)定。由于所取巖心均在含油顯示層位,基本能夠反映南屯組儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征 (見表2)。

表2 A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計(jì)表

1)孔喉半徑。根據(jù)喉道分類標(biāo)準(zhǔn)(見表3),南二段油層微喉道占25%,細(xì)喉道占25%,中喉道占50%,沒有粗喉道,說明南二段孔喉半徑小,以中細(xì)喉道為主;南一段油層微喉道占33.3%,細(xì)喉道占14.8%,中喉道占22.2%,粗喉道占29.6%,說明南一段孔喉半徑分布范圍大,存在大孔隙,喉道分選性差,粗孔喉對(duì)其滲透率的貢獻(xiàn)較大。

對(duì)于南二段,補(bǔ)1號(hào)巖樣滲透率較低,孔喉半徑在0.004～0.25μm,分布范圍較窄,且以小孔喉為主;隨著滲透率的增加,孔喉分布范圍變寬;補(bǔ)1號(hào)巖樣最大的孔喉半徑為0.25μm,孔喉分布頻率11.137%,對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)為57.252%。3號(hào)樣品最大的孔喉半徑為4μm,孔喉分布頻率8.374%,對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)為45.766%。對(duì)于南一段樣品,也存在同樣的現(xiàn)象和規(guī)律。

2)孔隙分布峰值。對(duì)于南二段儲(chǔ)層,只有補(bǔ)1號(hào)樣品孔隙分布峰值為21.32%,毛細(xì)管壓力曲線相對(duì)平緩,但物性差,排驅(qū)壓力高達(dá)2.074MPa,其余樣品的孔隙分布峰值均小于15%,毛細(xì)管壓力曲線陡,沒有出現(xiàn)平臺(tái),該現(xiàn)象說明南二段油層孔喉分布的單峰不突出,巖石孔隙分選較差,不均勻程度高。對(duì)于南一段儲(chǔ)層,有16塊樣品孔隙分布峰值小于20%,有6塊樣品孔隙分布峰值介于20%～30%,有5塊樣品孔隙分布峰值大于30%,有22塊樣品毛細(xì)管壓力曲線相對(duì)陡,沒有出現(xiàn)明顯的平臺(tái),有5塊樣品出現(xiàn)明顯的毛細(xì)管壓力曲線平臺(tái),該現(xiàn)象說明南一段儲(chǔ)層總體孔喉分布的單峰不突出,巖石孔隙分選較差,不均勻程度高,僅有個(gè)別巖樣分選好,單峰突出。

表3 喉道大小分類標(biāo)準(zhǔn)及分布

3)排驅(qū)壓力、飽和度中值壓力和孔隙半徑。對(duì)于南二段儲(chǔ)層,4塊樣品中有3塊樣品的排驅(qū)壓力為0.1～0.14MPa,飽和度中值壓力為0.88～1.18MPa,孔隙半徑中值為0.64～0.88μm,只有一塊樣品(補(bǔ)1)排驅(qū)壓力為2.07MPa,飽和度中值壓力為12.03MPa,孔隙半徑中值為0.06μm。對(duì)于南一段儲(chǔ)層,27塊樣品中有23塊樣品的排驅(qū)壓力為0.022～0.49MPa,飽和度中值壓力為0.05～24.69MPa,2塊樣品的排驅(qū)壓力為1.03～2.06MPa,飽和度中值壓力17.177～21.30MPa,2塊樣品排驅(qū)壓力為10.61～12.46MPa,飽和度中值壓力為26.070～40.78MPa。南二段和南一段總體排驅(qū)壓力小,飽和度中值壓力小,儲(chǔ)層孔滲性好,產(chǎn)液能力強(qiáng),但南二段的孔滲性能不如南一段。

4)最大進(jìn)汞飽和度和最大退汞效率。對(duì)于南二段儲(chǔ)層,在4塊樣品中,最大進(jìn)汞飽和度85.54%～97.25%,平均92.74%;殘余汞飽和度53.28%～80.05%,平均72.55%;儀器最大退汞效率15.74%～37.71%,平均22.16%。對(duì)于南一段儲(chǔ)層,在27塊樣品中,最大進(jìn)汞飽和度50.69%～98.79%,平均74.83%;殘余汞飽和度36.82%～91.64%,平均61.02%;最大退汞效率7.235%～36.07%,平均18.73%。退汞過程類似于潤濕相驅(qū)替非潤濕相過程,類似于水驅(qū)油過程,汞退出效率與孔隙-喉道直徑比呈反直線關(guān)系。從南二段和南一段試驗(yàn)數(shù)據(jù)上看,退汞殘余汞飽和度和退汞效率差異較大,意味著儲(chǔ)層在水驅(qū)過程中層內(nèi)、層間突進(jìn)現(xiàn)象會(huì)比較嚴(yán)重。

4 結(jié)論

1)A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層巖石類型主要為陸源碎屑巖,巖石類型以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主。膠結(jié)物以碳酸鹽為主,多為孔隙式膠結(jié);接觸關(guān)系以點(diǎn)接觸為主,部分為點(diǎn)-線接觸。

2)A地區(qū)南屯組儲(chǔ)層均屬于中孔、中滲儲(chǔ)層,南二段平均孔隙度為24.7%,平均空氣滲透率為458.0mD;南一段平均孔隙度為21.1%,平均空氣滲透率為246.16mD。

3)毛細(xì)管壓力曲線表明,南二段以中細(xì)喉道為主,南一段孔喉半徑分布范圍大;孔隙單峰特征不突出,分選差;南二段和南一段總體排驅(qū)壓力小,飽和度中值壓力小,儲(chǔ)層孔滲性好,產(chǎn)液能力強(qiáng)。南二段和南一段油層退汞殘余汞飽和度和退汞效率差異較大,意味著儲(chǔ)層在水驅(qū)過程中層內(nèi)、層間突進(jìn)現(xiàn)象可能會(huì)比較嚴(yán)重。

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[編輯] 辛長靜

TE122.2

A

1673-1409(2014)20-0023-03

2014-02-16

郭盼(1986-),男,助理工程師,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。