砂巖油藏地應(yīng)力的地質(zhì)影響因素研究

吳純梅 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠,黑龍江大慶 163001)

砂巖油藏地應(yīng)力的地質(zhì)影響因素研究

吳純梅 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠,黑龍江大慶 163001)

應(yīng)用XMAC測(cè)井、RFT探討了地應(yīng)力與地層深度的關(guān)系、巖性對(duì)地應(yīng)力及巖石力學(xué)參數(shù)的影響、地層壓力對(duì)地應(yīng)力的影響、含水飽和度和滲透率及孔隙度對(duì)地應(yīng)力的影響。研究結(jié)果表明,深度與地應(yīng)力的關(guān)系仍有一定正相關(guān)性,但已經(jīng)變得不明顯;巖性對(duì)地應(yīng)力和巖石力學(xué)參數(shù)的影響是很顯著的,可以利用地應(yīng)力及巖石力學(xué)參數(shù)在數(shù)值上的相對(duì)大小定性識(shí)別巖石巖性,即可在巖性評(píng)價(jià)方面為常規(guī)測(cè)井技術(shù)提供一定補(bǔ)充或輔助;無論是儲(chǔ)層水平最大主應(yīng)力還是儲(chǔ)層水平最小主應(yīng)力,與儲(chǔ)層孔隙壓力 (地層壓力)的線性特征都很明顯,即隨著孔隙壓力增加,儲(chǔ)層水平最大主應(yīng)力和儲(chǔ)層水平最小主應(yīng)力都會(huì)相應(yīng)加大;地應(yīng)力值與含水飽和度之間呈正相關(guān)關(guān)系,而與油層滲透率、孔隙度之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,在一定條件下可以運(yùn)用這些相關(guān)關(guān)系估算滲透率、孔隙度和含油、含水飽和度,不僅能對(duì)水淹層評(píng)價(jià)起到輔助作用,而且對(duì)指導(dǎo)剩余油挖潛有指導(dǎo)意義。

砂巖油藏;地應(yīng)力;地質(zhì)因素

XMAC測(cè)井儀不僅可以通過連續(xù)點(diǎn)測(cè)取得水平最大主應(yīng)力、水平最小主應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力方位,還可以獲取巖石密度、巖石破裂壓力、巖石泊松比等力學(xué)參數(shù)[1]。重復(fù)式電纜地層測(cè)試器 (RFT)能夠通過測(cè)井的方法取得類似試井的技術(shù)成果,在裸眼井中可選擇性地取得若干個(gè)小層的地層壓力,進(jìn)而形成單井地層壓力剖面[2]。近幾年來,在薩中油田南一區(qū)乙塊和北一區(qū)斷東分別進(jìn)行XMAC和RFT組合測(cè)井6井次和10井次,為開展砂巖油藏地應(yīng)力大小的影響地質(zhì)因素研究提供了技術(shù)支持[2]。為此,筆者通過應(yīng)用XMAC、RFT及水淹層測(cè)井解釋成果分析研究了影響砂巖油藏地應(yīng)力大小的地質(zhì)因素。

圖1 南一區(qū)乙塊地應(yīng)力與深度之間關(guān)系回歸統(tǒng)計(jì)圖

1 地應(yīng)力與地層深度的關(guān)系

研究地應(yīng)力縱向分布特征應(yīng)考慮到地應(yīng)力與地層深度或井深的相關(guān)性。圖1所示為南一區(qū)西部6口井171個(gè)地應(yīng)力測(cè)量數(shù)據(jù)的地應(yīng)力對(duì)深度關(guān)系回歸結(jié)果。從圖1可以看出,數(shù)據(jù)點(diǎn)非常分散,回歸方程的斜率很小,說明目前開發(fā)開發(fā)條件下,深度與地應(yīng)力的關(guān)系仍有一定正相關(guān)性,但已經(jīng)變得不明顯。

2 巖性對(duì)地應(yīng)力及巖石力學(xué)參數(shù)的影響

從南一區(qū)乙塊3口XMAC測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的平均結(jié)果來看 (見表1),泥巖的最大水平主應(yīng)力值比頁巖高出3.85MPa,最小主應(yīng)力值比頁巖高出4.20MPa,破裂壓力值比頁巖高出4.9MPa;砂巖的水平最大主應(yīng)力、水平最小主應(yīng)力、破裂壓力值分別比頁巖高2.8、2.8、3.6MPa;泥巖的水平最大水平主應(yīng)力、水平最小主應(yīng)力、破裂壓力值分別比砂巖高1.1、1.4、1.3MPa,3種巖石的地應(yīng)力及破裂壓力存在著明顯差異。從表1還可看出,泥巖的彈性模量最大,砂巖次之,油頁巖最小;油頁巖的泊松比最大,其次是泥巖,砂巖的泊松比最小。上述分析表明,巖性對(duì)地應(yīng)力和巖石力學(xué)參數(shù)的影響是很顯著的,可以利用地應(yīng)力及巖石力學(xué)參數(shù)在數(shù)值上的相對(duì)大小定性識(shí)別巖石巖性,即可在巖性評(píng)價(jià)方面為常規(guī)測(cè)井技術(shù)提供一定補(bǔ)充或輔助。

表1 頁巖、砂巖、泥巖地應(yīng)力及力學(xué)參數(shù)對(duì)比表

3 地層壓力對(duì)地應(yīng)力的影響

XMAC可以測(cè)取儲(chǔ)層地應(yīng)力,而RFT可以獲得儲(chǔ)層地層壓力,因而可以建立起地應(yīng)力與地層壓力之間關(guān)系。圖2、圖3分別給出了A井和B井的地應(yīng)力與地層壓力之間的對(duì)比剖面。由圖2和圖3可以看出,儲(chǔ)層地應(yīng)力值都高于地層壓力值,而且無論是最大主應(yīng)力值,還是最小主應(yīng)力值都與地層壓力呈現(xiàn)正相關(guān)線性關(guān)系,即油層地層壓力高時(shí)地應(yīng)力值也相應(yīng)高,油層地層壓力低時(shí)地應(yīng)力值也相應(yīng)低。

圖2 A井地應(yīng)力與地層壓力對(duì)比剖面

圖3 B井地應(yīng)力與地層壓力對(duì)比剖面

為了進(jìn)一步弄清這種正相關(guān)性,對(duì)所測(cè)地應(yīng)力和地層壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)回歸,如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可以看出,無論是儲(chǔ)層水平最大主應(yīng)力還是儲(chǔ)層水平最小主應(yīng)力,與儲(chǔ)層孔隙壓力(地層壓力)的線性特征都很明顯,即隨著孔隙壓力增加,儲(chǔ)層水平最大主應(yīng)力和儲(chǔ)層水平最小主應(yīng)力都會(huì)相應(yīng)加大。

圖4 斷東中塊地應(yīng)力與地層壓力關(guān)系圖

圖5 南一區(qū)乙塊地應(yīng)力與地層壓力關(guān)系圖

4 含水飽和度、滲透率及孔隙度對(duì)地應(yīng)力的影響

利用C井的XMAC地應(yīng)力數(shù)據(jù),并結(jié)合其水淹層解釋結(jié)果,對(duì)儲(chǔ)層地應(yīng)力與含水飽和度、滲透率及孔隙度之間的相關(guān)性進(jìn)行了回歸分析 (見圖6～圖8)。由圖6～圖8可以看出,地應(yīng)力值與含水飽和度之間呈正相關(guān)關(guān)系,而與油層滲透率、孔隙度之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這表明,在一定條件下可以運(yùn)用這些相關(guān)關(guān)系估算滲透率、孔隙度和含油、含水飽和度,這不僅能對(duì)水淹層評(píng)價(jià)起到輔助作用,而且對(duì)指導(dǎo)剩余油挖潛有指導(dǎo)意義[3]。

圖6 C井最大水平主應(yīng)力與儲(chǔ)層滲透率的關(guān)系圖

圖7 C井最大水平主應(yīng)力與儲(chǔ)層孔隙度的關(guān)系圖

圖8 C井最大水平主應(yīng)力與儲(chǔ)層含水飽和度的關(guān)系圖

5 結(jié)論及建議

1)目前開發(fā)條件下,深度與地應(yīng)力的關(guān)系已經(jīng)變得不明顯。

2)巖性對(duì)地應(yīng)力的影響比較明顯,泥巖地應(yīng)力最大、砂巖次之,頁巖地應(yīng)力最小。

3)地應(yīng)力與孔隙壓力之間存在明顯正相關(guān)性,即隨著孔隙壓力增加,地應(yīng)力就會(huì)加大。

4)地應(yīng)力值與含水飽和度之間呈正相關(guān)關(guān)系,而與油層滲透率、孔隙度之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

[1]董世浩.應(yīng)用XMAC和RFT組合測(cè)井資料制訂合理注水壓力界限研究[J].國外測(cè)井技術(shù),2008,23(3):150-155.

[2]趙慶東.應(yīng)用XMAC測(cè)井資料分析油田套損區(qū)巖石力學(xué)特征[J].國外測(cè)井技術(shù),2008,23(3):200-204.

[3]宋杰,曾祥智,劉靜.用XMAC測(cè)井資料揭示砂巖油藏地應(yīng)力分布特征及影響因素[J].國外測(cè)井技術(shù),2006,21(5):28-30.

[編輯] 洪云飛

TE271

A

1673-1409(2014)20-0065-03

2014-03-13

吳純梅(1962-),女,工程師,現(xiàn)主要從事油藏精細(xì)描述方面的研究工作。