柴达木盆地柴北缘低渗气藏低产原因浅析

摘要：摘要：柴达木盆地柴北缘低孔岩性气藏单井产量低，措施改造效果不理想，本文结合前期改造井压后评估等手段，从地质和工程两方面对低产原因进行分析。

关键词：柴北缘;路乐河组;低产原因;地质因素;工程因素

0. 引言

随着致密砂岩气在天然气产量中所占的比例越来越大，致密砂岩气藏已逐渐成为国内外天然气勘探开发的热点和现实领域 [1]，柴达木盆地北缘地区古近系路乐河组是是青海油田天然气勘探的主要目的层。近年来，在该区先后部署完成了多口探井的常规及措施试气工作，普遍存在着储层自然产能低，制约着该区规模储量的提交和气田的效益开发。深入研究该区路乐河组致密砂岩储层特征和分析单井低产的地质原因，对后期制定合理的储层改造工艺措施有指导性价值。

1. 储层特征

1.1. 储层岩石学特征

1.1.1 岩石类型

根据柴达木盆地北缘地区古近系路乐河组20余块薄片资料统计，该区路乐河组主要有3种岩石类型：长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。统计结果表明：该区储层岩石结构成熟度低，分选差，碎屑颗粒以次棱角状为主，磨圆度差，整体成分成熟度与结构成熟均低。

1.1.2 岩石组分特征

（1）碎屑组分特征

岩矿分析表明，柴达木盆地北缘地区路乐河组储层的碎屑组分中的、长石、岩屑类的平均体积分数相当，平均体积分数为30%，其次为石英类，平均体积分数为20%，塑性组分（千枚岩、板岩、片岩、泥岩及云母）含量较高，平均体积分数为7.43%。

（2）填隙物组分特征

柴达木盆地北缘地区古近系路乐河组储层填隙物主要为粘土矿物（伊蒙混层、绿泥石、高岭石）及碳酸盐等胶结物（方解石，白云石）。

1.2. 物性特征

对研究区178块物性岩心分析结果表明：柴达木盆地北缘地区路乐河组储层物性变化较大，分析平均孔隙度最小为8.93%，平均渗透率为5.28mD。储层渗透率小于1mD的样品占76%，由此表明，研究区属于致密砂岩气储层。

1.3. 孔隙结构特征

对柴达木盆地北缘地区路乐河组储层54块样品的压水参数统计表明：排驱压力主要集中在0.17-0.41MPa之间，平均为0.30MPa;中值压力在1.48-6.30 MPa，平均为4.63 MPa，平均最大进汞饱和度达91.67%，退汞效率为30.72%，表现为较高的排驱压力和中值压力，反映储层的渗透性较差;最大进水饱和度较大，但退水效率较低，反应储层岩石致密、喉道和孔隙间的连通性较差。

1.4. 应力敏感特征

对该区冷东平1井两块岩心进行应力敏感性评价，岩样的渗透率损害率分别为99.29%，91.48%%，为强应力敏感性。这与该区层储层岩石矿物含量、胶结类型有关。该区储层石英、长石等刚性岩屑平均含量为70.6%，而塑性填隙物方解石、蒙脱石等平均含量超过29.4%，并且该区储层属于压实成岩，胶结作用较弱，颗粒较疏松。生产过程中要主要生产压差的选择，避免近井地带压降过低造成较强的应力敏感。

1.5. 渗透特征

1.5.1 气水相渗试验

通过研究区5块岩心气水相渗曲线发现，研究区岩心气相相对渗透率曲线陡直，随含水饱和度增大，气相相对渗透率降低幅度大;气水共渗区较较窄，水相相对渗透率曲线对应的束缚水饱和度平均为67%，属于高束缚水饱和度。

1.5.2 核磁共振实验

核磁共振实验通过对储层孔隙流体中氢核信号的观测，可直接测量出岩石孔隙中的流体特性，获取储层有效孔隙度、渗透率、可动流体和束缚流体体积，本文选取柴达木盆地北缘地区路乐河组储层3块岩心开展核磁共振实验。实验结果表明：储层可动流体饱和度平均为36.97%，束缚水饱和度为63.03%。

2. 低产原因分析

2.1. 地质因素

2.1.1 沉积非均质性

储层非均质性是制约致密砂岩含气饱和度的关键因素，均质性好往往含气饱和度。非均质性强往往含气饱和度较低。从冷东平1井现场取心发现，岩性的非均质性极强，纵向上岩性无规律的在砾岩，含砾砂岩，泥质砂岩，砂质泥岩等岩性间交替变化，且岩性之间层理面较为明显。

2.1.2 储层品质差

通过对产气段岩矿特征分析发现，柴达木盆地北缘地区古近系路乐河组储层砂岩的岩石类型主要为长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩，成熟度低、分选差。储层具有刚性组分（石英类）含量低，塑性组分含量高的特点，是造成单井产量低的一个重要因素。

2.1.3 储层物性

储层物性是直接关乎储层改造后效果的重要参数，通过对牛东区块的电性（反应储层物性）与压后效果统计发现，试气结果达到工业气流的井物性好，声波时差普遍在250μs/m以上。试气结果未达到工业气流的井物性较差，声波时差普遍在250μs/m以下。

2.2. 工程因素

2.2.1 施工参数

通过柴达木盆地北缘地区古近系路乐河组储层近两年改造井的情况来看，普遍采用小排量、中等规模压裂工艺，施工排量平均2.7m3/min，加砂规模21m3。液量178.4m3。该区储层砂质含量较高，虽然采取了较小的排量控制缝高，但压裂过程中人工裂缝仍很容易突破目的层厚度，最终由于支撑剂的沉降造成目的层无支撑剂的有效支撑，导致压后效果较差。

2.2.2 压裂液

压裂液的选择上需要考虑储层的岩石学特征和敏感性，而根据前期对柴北缘地区目的层的敏感性分析，普遍有一定程度的水敏感性和碱敏感性伤害，酸敏感性伤害则较弱。考虑到常用的胍胶压裂液为碱性，酸性压裂液一方面有利于降低破裂压力，溶蚀方解石，增大渗流通道。另一方面有利于降低外来流体对储层的伤害。

2.2.3 排液周期

以长庆苏里格气田和鄂尔多斯盆地东部地区气田为例，通常在改造措施结束后30-40min开井，放喷初期采用3-8mm油嘴控制放喷，排量100-200-300L/min，根据压力变化情况通过节流管汇控制逐渐放大放喷，若不能自喷，采用液氮气举、氮气气举等其他排液方式及时诱喷排液。

3. 结论

（1）柴达木盆地北缘地区古近系路乐河组储层刚性组分含量相对低，塑性组分含量相对高应力敏感性强，地层覆压，塑性组分受压变形，渗透率大幅度降低是造成单井产量低的一个重要地质因素。（2）柴达木盆地北缘地区路乐河组储层，喉道半径小和可动流体饱和度低，储层渗透率普遍小于1MD储层非均质强，连通性均较差造成单井产量低的另一个重要地质原因。

参考文献

[1] 趙宏波.鄂尔多斯盆地榆林地区煤系地层山2段致密石英砂岩储集层特征及形成机理[J]. 岩性油气藏，2010，22（4）：57-63.

作者简介：张煜，男，1980年生，2010年西南石油大学硕士研究生，工程师，目前在青海油田钻采工艺研究院从事压裂酸化工艺研究及应用工作。

青海油田公司钻采工艺研究院 甘肃敦煌 736202