致密砂岩气藏含气控制因素研究与评价应用

2015-05-09 11:46姚军朋孙小艳吴迎彰缪定云张虔邢军
测井技术 2015年4期
关键词:含气气层物性

姚军朋, 孙小艳, 吴迎彰, 缪定云, 张虔, 邢军

(中国石油集团测井有限公司, 陕西 西安 710077)

0 引 言

中国中西部盆地发育大量低渗透率致密含气砂岩[1]。吐哈盆地致密砂岩储层埋藏较深,与常规砂岩储层相比具有自身的特殊性,储层岩性分选极不均匀、物性极差,具有特低孔隙度、特低渗透率特点。储层孔隙流体对电性响应的贡献极其微弱,常常被储层岩性与物性的影响所淹没,导致储层四性关系复杂,储层流体识别、评价气层及流体分布规律困难。高产气层控制因素复杂多样,相似物性条件下产液能力差异大,致密砂岩气层纵横向分布规律变化大、连片性差,使得单井控制储量和可采储量小且供气范围小,加之致密砂岩气藏开采技术不成熟,导致产量低而且递减快,大部分处于低产低效状态[2]。这些问题制约了吐哈盆地致密砂岩气的勘探开发步伐,亟需开展含气储层控制因素和测井识别研究,明确气层分布规律和各类储层特征,解决影响生产的实际问题,为实现油田优质高效勘探开发提供依据。

1 致密砂岩储层基本特征

1.1 储层岩性特征

研究区储层埋深一般在3 000~4 100 m,岩石类型以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主,岩石成分成熟度相对较低。岩性主要为粗砂岩和细砂岩,分选系数中等偏下,碎屑颗粒一般呈圆-次棱角状,磨圆程度中等-差,结构成熟度总体较低。岩石颗粒之间的接触关系主要为点-线接触和线-线接触,压嵌现象明显,说明整体压实作用强烈。填隙物以黏土杂基和方解石为主。

1.2 储层物性特征

根据该区108块岩心常规物性分析资料,研究区地层孔隙度集中分布在0.3%~9.8%,平均4.68%;渗透率集中分布在(0.005~11.123)×10-3μm2,平均0.324×10-3μm2。属典型的特低孔隙度、特低渗透率致密砂岩储层。

1.3 储层孔喉特征

根据薄片鉴定资料,岩石储集空间类型主要为粒内溶孔,占72%;少量残余粒间孔(占19.2%),局部见微裂缝发育(占8.8%)。储层非均质性强,孔隙结构复杂,毛细管压力曲线表明孔喉半径小,排驱压力大,仅个别样品具有好的孔渗条件。区间孔喉分布呈单峰偏细喉特征,孔喉半径小于0.1 μm的孔喉占60%以上,其余主要分布在0.1~0.6 μm。电镜扫描资料显示储层孔喉小且颗粒表面分布有伊蒙混层,见明显的黏土搭桥,也是渗透性变差的主要影响原因之一。

2 致密砂岩气含气控制因素研究

致密砂岩气受沉积作用、成岩作用、构造作用和储层性质等因素影响[3],储层含气性表现出特有的异常性,搞清储层含气控制因素[4],可为勘探目标优选、提高单井产能和气水层识别提供依据。

2.1 含气层构造位置分析

从吐哈盆地目的层孔隙演化特征看,研究区致密砂岩气成藏关键时期之前,水西沟群砂岩储层已经致密,台北凹陷主体领域形成“先成型”气藏[5-6]。结合储层薄片资料及物性变化,含气储层先形成致密层,后期受到构造改造作用,地层剧烈抬升,在构造高部和斜坡带储层裂缝、微裂缝发育;另一方面又受到溶蚀改造作用,这些位置储层溶蚀孔隙发育,物性相对较好,油气依靠断层、裂缝进一步向构造有利部位聚集,有选择性地富集在微裂缝、溶蚀孔发育的储层中,靠近断层带的构造高部位成为高含气储层的最佳区带(见图1)。

图1 研究区致密砂岩含气储层分布示意图

2.2 含气储层岩性特征

以试气试采资料为依据,对研究区78个射孔层段的岩性与产能关系统计分析。结果显示,高产气层(产气量Q≥10 000 m3/d)的储层岩性主要为粗砂岩,干层和低产气层(Q<1 000 m3/d)的储层砂岩主要为细砂岩(见图2)。高产气层中粗砂岩储层所占比例高达78.1%,干层或低产气层中细砂岩储层所占比例达74.1%,中产层(1 000 m3/d≤Q<10 000 m3/d)中粗砂岩和细砂岩所占比例相当。结合储层“四性”关系可知,储层岩性对含气性有重要影响,含气储层主要分布在粗砂岩储层中,尤其是高含气储层;细砂岩储层含气性差,一半以上的储层为干层或低产层。

图2 致密砂岩气藏储层岩性与产量关系

2.3 含气储层物性评价

观察和分析岩心薄片,研究区致密砂岩内粒间孔少见,多以粒内溶蚀孔隙为主,与原生沉积砂岩相比孔隙度显著降低。颗粒之间主要以线接触和缝合线接触为主,点接触较少,后期的石英次生加大比较严重,导致了原有孔喉半径降低,渗流能力下降。

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含气砂岩有效孔隙度在4.21%~9.82%,平均5.5%,渗透率在(0.057~11.123)×10-3μm2,平均0.413×10-3μm2。少量裂缝性含气储层岩心分析孔隙度在8.8%~10%,渗透率在(1.0~10.0)×10-3μm2,渗透率大于10.0×10-3μm2的均有裂缝发育。从物性与含气性关系来看,含气储层孔隙度大于4.21%,渗透率大于0.077×10-3μm2(见图3)。

图3 致密砂岩气藏储层物性特征

储集岩毛细管压力实验表明,储层孔喉为极细歪度、极细喉道、分选差的特征。孔喉半径2.76~3.595 μm,平均3.082 μm,排驱压力0.245~1.177 MPa,平均0.667 MPa,中值压力为22.1~156 MPa,平均68.5 MPa,中值半径0.020 4~0.199 3,平均0.029,分选系数平均2.02,歪度1.65 °。从毛细管压力和试气试采资料来看,含气储层与干层的储集岩毛细管压力参数无明显差异。

2.4 储层裂缝对含气性的影响

致密砂岩储层裂缝成因主要是构造应力作用,裂缝常具有明显的组系方向性,按照裂缝发育方向,研究区裂缝主要分为3类,即高角度裂缝、低角度裂缝、网状裂缝。

研究区属于造山带前强烈挤压型背斜,在这种强烈挤压环境容易发生裂缝和断层,可以带来3个方面重要影响:①提高了储层的渗流能力,加强了储层沟通能力;②沟通储层与烃源岩;③可引入流体,增强储层溶蚀作用。

综合分析,研究区为一个紧闭型背斜,受强烈挤压作用,构造微短轴翼部主要处于强挤压应力状态,裂缝不发育,粒间孔消失,粒内溶蚀不发育,孔喉半径下降,排烃压力显著增高,越向翼部储层物性越差,排烃压力越高,含气储层不发育。背斜核部由于走向裂缝等发育,溶蚀孔相对发育,上部烃源岩通过裂缝供给,储集到溶蚀孔发育粗砂岩储层中,形成高产含气储层。

3 致密砂岩气层分类评价及应用

3.1 含气储层识别方法

在淡水泥浆条件下,泥浆滤液对深浅侧向电阻率的侵入特征明显,在气层处或干层处通常表现出低侵特征,在水层处表现高侵特征。双侧向测井在致密砂岩气储层中仍表现出这种规律性,但差异幅度较小。因此,利用深侧向电阻率(RLLd)和浅侧向电阻率(RLLs)构造侵入系数δ=(RLLd-RLLd)/RLLd对水层进行识别。

当地层中存在天然气时,声波时差测井有周波跳跃现象,密度测井值有减小特征,中子孔隙度测井有挖掘效应。基于三孔隙度测井对含气储层的测井响应特征,构建含气因子ξ对气层进行识别

(1)

式中,ζ为含气因子;φa、φd、φn分别为声波测井孔隙度、密度测井孔隙度、中子测井孔隙度。

依据试气试采资料,建立含气因子与侵入系数交会图,进行致密砂岩气层、水层和干层识别,取得了良好的效果(见图4)。

图4 致密气含气因子与侵入系数流体识别图版

图5 研究区L202井组合测井综合解释成果图

3.2 致密气储层分类

通过致密砂岩气层含气控制因素分析和测井响应特征的研究,结合储层流体识别结果,优选最能反映致密砂岩气层的评价参数[7-8]。在试气试采资料标定下建立致密砂岩气层的分类标准(见表1),对致密砂岩气层进行分类评价。

3.3 生产应用实例

图5为研究区致密砂岩气藏L202井组合测井综合解释成果图。该井位于靠近断层带的构造高部位,构造具有有利含气位置。27号层(3 346~3 355 m井段)录井岩性为细砂岩,声波时差测井值206 μs/m,测井计算孔隙度4.4%、渗透率为0.125 mD,倾角测井显示储层中部电导率有异常,裂缝检测成果图表明裂缝较发育,流体识别结果为差气层,储层分类评价结果为Ⅱ类储层。28号层(3 363.5~3 381 m井段)录井岩性为粗砂岩,声波时差测井值225 μs/m,测井计算孔隙度6.5%、渗透率为0.484 mD,倾角测井显示电导率异常较大,裂缝检测成果图表明裂缝发育,流体识别结果为气层,储层分类评价结果为Ⅰ类储层。根据上述综合评价结果,研究决定对28号层进行试采,射孔后采取酸化措施进行储层改造,9 d后产气12 000 m3/d,试采结果验证了储层综合评价结果的准确性。

*非法定计量单位,1 mD=9.87×10-4μm2,下同

4 结 论

(1) 构造位置是形成高含气层的首要条件,对改造含气致密层的物性具有建设性作用,控制差裂缝的发育程度。靠近断层带的构造高部位成为高含气储层的最佳区带。

(2) 高含气层的形成对岩性具有一定的选择性,对研究区粗砂岩易形成高产气层,细砂岩含气性变差。物性提供了高含气层的物质场所,同时受到构造位置和岩性的影响。

(3) 研究区在强烈挤压作用下容易产生裂缝和断层,裂缝发育一方面增强了储层的溶蚀作用,并沟通储层与邻近的烃源岩,另一方面提高储层的渗流能力,是致密砂岩气层能够获得高产的关键因素。

(4) 致密砂岩气与常规砂岩气相比,岩性、物性和流体在测井响应上的特征变得微弱和复杂,搞清研究对象的主要控制因素,对流体识别和储层分类仍然能够做到有的放矢。

参考文献:

[1] 李建忠, 郭彬程, 郑民, 等. 中国致密砂岩气主要类型、地质特征与资源潜力 [J]. 天然气地球科学, 2012, 23(4): 607-615.

[2] 李士伦, 孙雷, 杜建芬, 等. 低渗透致密气藏、凝析气藏开发难点与对策 [J]. 新疆石油地质, 2014, 25(2): 156-159.

[3] 郑玉萍, 张治民, 贾国强, 等. 北部岗前带柯柯地区致密砂岩气藏特征分析 [J]. 吐哈油气, 2010, 15(2): 224-227.

[4] 梅梓, 秦启荣, 王时林. 巴喀西山窑组致密砂岩储层特征及主控因素 [J]. 吐哈油气, 2012, 17(2): 101-105.

[5] 范谭广. 吐哈盆地台北凹陷水西沟群致密砂岩气成藏条件 [J]. 天然气工业, 2011, 31(7): 21-23.

[6] 王劲松, 王文慧, 牟兰昇, 等. 吐哈盆地致密砂岩气成藏特征及勘探方向 [J]. 新疆石油地质, 2011, 32(1): 14-17.

[7] 韩成, 高翔, 王瑾轩, 等. 吐哈盆地致密砂岩储层测井评价方法 [J]. 吐哈油气, 2012, 17(1): 1-7.

[8] 万永清. 吐哈盆地致密砂岩微观孔隙结构评价方法研究 [J]. 吐哈油气, 2011, 16(2): 101-105.

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