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      遼河油田曙三區(qū)扇三角洲前緣儲(chǔ)層特征及分類評(píng)價(jià)

      2016-09-18 11:10:45岳大力陸智祎滿秀清韓旭楠
      西部探礦工程 2016年8期
      關(guān)鍵詞:大孔物性滲透率

      陳 娜,岳大力,陸智祎,滿秀清,韓旭楠

      (中國(guó)石油大學(xué)<北京>地球科學(xué)學(xué)院,北京102249)

      遼河油田曙三區(qū)扇三角洲前緣儲(chǔ)層特征及分類評(píng)價(jià)

      陳娜*,岳大力,陸智祎,滿秀清,韓旭楠

      (中國(guó)石油大學(xué)<北京>地球科學(xué)學(xué)院,北京102249)

      利用豐富的巖芯分析和測(cè)井資料,對(duì)遼河油田曙三區(qū)杜家臺(tái)油層扇三角洲前緣儲(chǔ)層巖石學(xué)特征、物性特征和孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究,并在此基礎(chǔ)上,結(jié)合動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行了儲(chǔ)層質(zhì)量分類評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,研究區(qū)儲(chǔ)層以長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主,成巖作用弱,以原生粒間孔為主,為中—高孔、中—高滲儲(chǔ)層;采用“截?cái)喾ā保詽B透率100×10-3μm2、600×10-3μm2和1500×10-3μm2為截?cái)嘀祵?chǔ)層分為4類,其中Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層物性較好,為有利儲(chǔ)層,主要分布在水下分流河道與壩主體,Ⅲ類和Ⅳ類儲(chǔ)層主要分布在壩緣和溢岸砂。

      扇三角洲前緣;儲(chǔ)層特征;分類評(píng)價(jià);遼河油田曙三區(qū);杜家臺(tái)油層

      扇三角洲相儲(chǔ)層是我國(guó)已發(fā)現(xiàn)油田的重要儲(chǔ)層類型之一[1]。受構(gòu)造、氣候、地形等因素控制,扇三角洲儲(chǔ)層質(zhì)量差異性較常態(tài)三角洲更為顯著[2]。曙三區(qū)是遼河油田儲(chǔ)量較集中、地質(zhì)條件較復(fù)雜的主力開(kāi)發(fā)區(qū)塊之一。經(jīng)過(guò)多年的勘探開(kāi)發(fā),該地區(qū)存在出砂嚴(yán)重,油水井利用率低,水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡,井網(wǎng)不完善等問(wèn)題。這與儲(chǔ)層質(zhì)量的差異性密切相關(guān),因此,需要細(xì)化和深化油藏地質(zhì)認(rèn)識(shí),為剩余油預(yù)測(cè)與挖潛提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。目前,研究區(qū)沉積微相的研究已經(jīng)比較充分[3-5],但關(guān)于儲(chǔ)層質(zhì)量分類及分布的研究力度不夠。通過(guò)分析研究區(qū)儲(chǔ)層特征,進(jìn)行儲(chǔ)層質(zhì)量分類,表征并總結(jié)其分布規(guī)律,這對(duì)于完善油田開(kāi)發(fā)井網(wǎng)和提高采收率具有重要的實(shí)際意義,同時(shí)也可豐富扇三角洲儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)理論。

      1 研究區(qū)概況

      遼河油田曙三區(qū)位于遼河斷陷盆地西部西斜坡中段的杜32斷層的上升盤,為一北東方向展布、向南東傾斜、被斷層復(fù)雜化的單斜構(gòu)造。研究區(qū)發(fā)育新近系和古近系,新近系主要發(fā)育館陶組,古近系自上而下發(fā)育東營(yíng)組和沙河街組。目的層段是古近系沙河街組沙四段的杜家臺(tái)油層,為扇三角洲前緣沉積,其主要物源方向?yàn)槟衔飨?,次要物源方向?yàn)楸睎|向,埋深950~1800m,含油面積為19.9km2,目前共有開(kāi)發(fā)井620口,上報(bào)原油地質(zhì)儲(chǔ)量為2244×104t,可采儲(chǔ)量為881×104t[6-7]。

      2 儲(chǔ)層特征

      2.1巖石學(xué)特征

      依據(jù)巖芯觀察描述、薄片鑒定以及取芯井分析化驗(yàn)等資料,確定杜家臺(tái)油層巖性從粉砂巖到砂礫巖均有發(fā)育,但以細(xì)砂巖和粉砂巖為主,分別占總量的38.6%和29.4%。巖石碎屑組分以石英(含量介于20.4%~59.5%,平均42.1%)和長(zhǎng)石(含量介于20.0%~58.8%,平均41.3%)為主,巖屑以中、酸性噴出巖為主,含量分布不均(0~55.3%),平均含量為16.6%。顆粒間多為點(diǎn)接觸或點(diǎn)—線接觸,顆粒支撐,孔隙式膠結(jié),分選中等—好,磨圓差—中等,成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均不高。巖石類型以長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主,占總量的91.5%,其余為長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖。

      2.2物性特征

      2.3孔隙結(jié)構(gòu)特征

      鑄體薄片等資料表明,杜家臺(tái)油層孔隙類型主要為原生粒間孔,其次發(fā)育少量的粒內(nèi)溶孔??紫吨睆椒秶鸀?0~350μm,喉道類型以孔隙縮小型和縮徑型為主。壓汞曲線直接指示了孔喉的大小及分布特征[8],通過(guò)分析壓汞曲線的特征參數(shù)及曲線形態(tài),將孔隙結(jié)構(gòu)分為4種類型:大孔中喉型(Ⅰ型)、大孔中—細(xì)喉型(Ⅱ型)、大孔細(xì)喉型(Ⅲ型)和中孔細(xì)喉型(Ⅳ型),其中以大孔中喉型和大孔中—細(xì)喉為主,占樣品總數(shù)的67%(圖1)。不同類型壓汞曲線的孔滲分布數(shù)據(jù)表明,Ⅰ型壓汞曲線一般對(duì)應(yīng)很高的孔滲值(孔隙度大于31%,滲透率大于1700×10-3μm2),Ⅱ型壓汞曲線對(duì)應(yīng)較高的孔滲值[孔隙度在29%~37%之間,滲透率在(650~1700)×10-3μm2之間],Ⅲ型壓汞曲線對(duì)應(yīng)范圍較廣的孔隙度和較低的滲透率[孔隙度在21%~35%之間,滲透率在(80~650)×10-3μm2之間],Ⅳ型壓汞曲線對(duì)應(yīng)的孔隙度范圍很廣,滲透率很低(孔隙度13%~32%之間,滲透率小于80×10-3μm2)(表1)。

      圖1 典型壓汞曲線分類圖

      表1 不同孔隙結(jié)構(gòu)類型的典型壓汞曲線特征參數(shù)及物性統(tǒng)計(jì)表

      2.4成巖特征

      研究區(qū)儲(chǔ)層埋深淺,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單穩(wěn)定,油氣充注早,目前處于早成巖B期[6]。目的層段經(jīng)歷的壓實(shí)作用較弱,碎屑顆粒多為點(diǎn)接觸,部分為點(diǎn)—線接觸,少見(jiàn)碎屑顆粒定向排列,未見(jiàn)塑性顆粒的壓彎變形。儲(chǔ)層膠結(jié)作用類型多樣,但整體膠結(jié)強(qiáng)度弱,膠結(jié)物以碳酸鹽為主,平均碳酸鹽含量為5%,其它類型膠結(jié)物(粘土礦物膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、長(zhǎng)石類膠結(jié)和鐵質(zhì)膠結(jié))的總量不到巖石總體積的4%。儲(chǔ)層中發(fā)育少量的長(zhǎng)石粒內(nèi)溶孔,整體溶蝕強(qiáng)度弱,次生溶蝕孔僅占總孔隙的10%。因此,研究區(qū)儲(chǔ)層經(jīng)歷的成巖作用較弱,成巖對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量的影響十分有限。

      3 儲(chǔ)層質(zhì)量分類評(píng)價(jià)

      3.1儲(chǔ)層質(zhì)量分類方案

      3.1.1儲(chǔ)層質(zhì)量分類參數(shù)優(yōu)選

      儲(chǔ)層質(zhì)量為儲(chǔ)層儲(chǔ)集和滲濾流體的能力的表達(dá),儲(chǔ)層在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的差異主要體現(xiàn)在滲流特征上,因此,對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行分類評(píng)價(jià),就必須確定控制滲流的主要參數(shù)。孔隙度一般指儲(chǔ)層有效孔隙度,是反映儲(chǔ)層物性的重要參數(shù),一般孔隙度越高,其滲流能力也越強(qiáng);滲透率直接反映儲(chǔ)層的滲流能力,是影響儲(chǔ)層產(chǎn)能的重要因素;泥質(zhì)含量直接影響儲(chǔ)層的滲流能力,通常泥質(zhì)含量越高,滲流能力越差;砂體厚度可以間接反映儲(chǔ)層的儲(chǔ)集和滲流能力。本文選取以上4個(gè)地質(zhì)參數(shù),結(jié)合儲(chǔ)層的動(dòng)態(tài)資料,將它們與產(chǎn)液強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明:滲透率與產(chǎn)液強(qiáng)度相關(guān)性最好,相關(guān)系數(shù)為0.8273(圖2b)??紫抖取⒛噘|(zhì)含量及砂體厚度與產(chǎn)液強(qiáng)度的相關(guān)性相對(duì)較差,相關(guān)系數(shù)均小于0.5(圖2a、圖2c、圖2d)。所以,選用滲透率作為儲(chǔ)層質(zhì)量分類的參數(shù),采用“截?cái)喾ā睂?duì)其進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。

      3.1.2儲(chǔ)層質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)

      以“活血止痛膠囊”為檢索詞、年限于1992始,在中國(guó)知網(wǎng)檢索到文獻(xiàn)65篇;排除制劑工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、綜述以及活血止痛膠囊為同名異方的文獻(xiàn),獲得關(guān)于活血止痛膠囊不良反應(yīng)的文獻(xiàn)5篇納入分析。

      研究采用“截?cái)嘀捣ā睂?duì)滲透率單一參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)構(gòu)形分析,從而確定儲(chǔ)層質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)。其原理為:在某個(gè)參數(shù)的概率累計(jì)曲線上表現(xiàn)為一條直線的點(diǎn),其成因機(jī)理及特征類似。本研究對(duì)取心井巖芯分析滲透率進(jìn)行分析,從滲透率累積概率曲線圖可以看出,滲透率累積概率曲線上有3個(gè)拐點(diǎn),對(duì)應(yīng)的滲透率值分別為100×10-3μm2、600×10-3μm2和1500×10-3μm2(圖3)。

      圖2 孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量及砂體厚度與產(chǎn)液強(qiáng)度相關(guān)性圖

      圖3 取芯井滲透率累積概率曲線圖

      不同吸水強(qiáng)度儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率交會(huì)圖表明,滲透率小于100×10-3μm2的儲(chǔ)層,開(kāi)發(fā)過(guò)程中不吸水(圖4)。滲透率與驅(qū)油效率交會(huì)圖顯示,滲透率大于600×10-3μm2的儲(chǔ)層,其驅(qū)油效率大于50%(圖5)。另外,結(jié)合不同類型孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)層的滲透率范圍發(fā)現(xiàn),滲透率小于100×10-3μm2的儲(chǔ)層,其孔隙結(jié)構(gòu)大多為中孔細(xì)喉型,滲透率在(100~600)×10-3μm2之間的儲(chǔ)層,其孔隙結(jié)構(gòu)多為大孔細(xì)喉型,滲透率在(600~1500)×10-3μm2之間的儲(chǔ)層,其孔隙結(jié)構(gòu)多為大孔中—細(xì)喉型,滲透率大于1500×10-3μm2的儲(chǔ)層,大多為大孔中喉型(表1)。因此,以100×10-3μm2、600×10-3μm2、1500×10-3μm2這3個(gè)值為截?cái)嘀担M(jìn)行儲(chǔ)層質(zhì)量分類,具有較好的動(dòng)態(tài)及微觀地質(zhì)意義。據(jù)此,可以將儲(chǔ)層質(zhì)量劃分為4類(表2)。

      圖4 不同吸水強(qiáng)度儲(chǔ)層孔隙度、滲透率交會(huì)圖

      Ⅰ類儲(chǔ)層:滲透率大于1500×10-3μm2。該類儲(chǔ)層以中—粗砂巖為主,孔隙結(jié)構(gòu)類型多為大孔中喉型。物性最好,為高孔、特高滲儲(chǔ)層,注水見(jiàn)效快,吸水效果好,并且其內(nèi)部較容易發(fā)育高滲通道。

      Ⅱ類儲(chǔ)層:滲透率介于600×10-3μm2和1500×10-3μm2之間。該類儲(chǔ)層以中—細(xì)砂巖為主,孔隙結(jié)構(gòu)多為大孔中—細(xì)喉型。物性較好,為高孔、高滲儲(chǔ)層,儲(chǔ)層吸水效果較好,注水見(jiàn)效較快。

      圖5 滲透率與驅(qū)油效率交會(huì)圖

      Ⅲ類儲(chǔ)層:滲透率介于100×10-3μm2和600×10-3μm2之間。該類儲(chǔ)層以細(xì)砂巖和粉砂巖為主,孔隙結(jié)構(gòu)類型以大孔細(xì)喉型為主。物性相對(duì)差,屬高孔、中滲儲(chǔ)層,吸水差。

      Ⅳ類儲(chǔ)層:滲透率小于100×10-3μm2。此類儲(chǔ)層以粉砂巖為主,多為中孔細(xì)喉型孔隙結(jié)構(gòu)。物性差,為中高孔、中低滲儲(chǔ)層,連通性差,在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中基本不見(jiàn)效。

      3.2儲(chǔ)層質(zhì)量分布規(guī)律

      儲(chǔ)層質(zhì)量差異分布是儲(chǔ)層質(zhì)量研究的重要內(nèi)容,其直接影響著有利區(qū)的選取和后期開(kāi)發(fā)井網(wǎng)的部署。研究區(qū)成巖作用弱,儲(chǔ)層質(zhì)量主要受控于沉積作用。因此,依據(jù)儲(chǔ)層質(zhì)量的分類標(biāo)準(zhǔn),在儲(chǔ)層質(zhì)量單井解釋的基礎(chǔ)上,結(jié)合沉積微相的分布特征,采用平剖互動(dòng)的研究思路,進(jìn)行儲(chǔ)層質(zhì)量分布研究。

      表2 曙三區(qū)杜家臺(tái)油層儲(chǔ)層質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)

      3.2.1儲(chǔ)層質(zhì)量垂向分布規(guī)律

      根據(jù)研究區(qū)儲(chǔ)層質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn),在單井上對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層質(zhì)量類型進(jìn)行解釋,并在此基礎(chǔ)上分析儲(chǔ)層質(zhì)量的垂向分布特征。從垂直物源方向的剖面上可以看出:水下分流河道與河口壩呈現(xiàn)出“河在壩上走”的沉積模式。水下分流河道的儲(chǔ)層質(zhì)量類型以Ⅰ類和Ⅱ類為主,部分水下分流河道底部發(fā)育Ⅲ類儲(chǔ)層;壩主體部位砂體厚度最大,向壩緣方向逐漸減薄,呈現(xiàn)底平頂凸的形態(tài),壩主體以Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層為主,水下分流河道附近的壩主體易發(fā)育Ⅰ類儲(chǔ)層,部分河口壩頂部發(fā)育Ⅲ類儲(chǔ)層;壩緣儲(chǔ)層質(zhì)量相對(duì)較差,以Ⅲ類儲(chǔ)層為主(圖6)。

      3.2.2儲(chǔ)層質(zhì)量平面分布規(guī)律

      在沉積微相的約束下,通過(guò)平剖互動(dòng),進(jìn)行儲(chǔ)層質(zhì)量平面分布的表征??傮w上來(lái)看,不同微相的儲(chǔ)層質(zhì)量不同。Ⅰ類儲(chǔ)層主要分布在水下分流河道的中心部位和壩主體,其延伸方向與物源方向基本一致,在水下分流河道內(nèi)部,Ⅰ類儲(chǔ)層呈條帶狀分布,在水下分流河道末端及河口壩主體位置多呈朵狀或連片狀分布;Ⅱ類儲(chǔ)層在水下分流河道末端及壩主體中呈連片狀分布,當(dāng)砂體比較連片時(shí),Ⅱ類儲(chǔ)層的連片性也相應(yīng)變好;Ⅲ類儲(chǔ)層多分布在壩緣、溢岸砂和部分水下分流河道的疊加部位;Ⅳ類儲(chǔ)層主要分布在溢岸砂和砂巖尖滅線內(nèi)緣(圖6)。

      4 結(jié)論

      (1)研究區(qū)的主要巖石類型為長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖,成巖作用弱,孔隙以原生粒間孔為主,喉道以孔隙縮小型和縮徑型為主,孔隙結(jié)構(gòu)類型以大孔中喉型和大孔中—細(xì)喉為主,儲(chǔ)層整體物性好,屬于典型的中—高孔、中—高滲儲(chǔ)層。

      (2)結(jié)合動(dòng)態(tài)資料,選取了滲透率作為儲(chǔ)層質(zhì)量分類參數(shù),采用“截?cái)喾ā睂?chǔ)層分為4類:Ⅰ類儲(chǔ)層滲透率大于1500×10-3μm2,Ⅱ類儲(chǔ)層滲透率介于(600~1500)×10-3μm2之間,Ⅲ類儲(chǔ)層滲透率介于(100~600)× 10-3μm2之間,Ⅳ類儲(chǔ)層滲透率小于100×10-3μm2。其中Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層物性較好,為有利儲(chǔ)層。

      圖6 曙三區(qū)杜家臺(tái)杜Ⅲ15小層沉積微相及儲(chǔ)層質(zhì)量平面/剖面分布圖

      (3)不同微相的儲(chǔ)層質(zhì)量不同,水下分流河道與壩主體的儲(chǔ)層質(zhì)量最好,一般為Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層,部分分流河道的底部及壩主體的頂部發(fā)育Ⅲ類儲(chǔ)層,而壩緣和溢岸砂儲(chǔ)層質(zhì)量較差,一般為Ⅲ類和Ⅳ類。

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      TE321

      A

      1004-5716(2016)08-0100-05

      2015-08-19

      2015-08-20

      陳娜(1989-),女(漢族),河南新鄉(xiāng)人,中國(guó)石油大學(xué)(北京)在讀碩士研究生,研究方向:油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)。

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