趙軍龍，閆 博，趙靖舟，王軼平，許登才，高秀麗

(1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710065; 2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽(yáng)745100;3.貴州省水城縣煤炭局，貴州水城553000)

我國(guó)陸相儲(chǔ)集層特征及其評(píng)價(jià)技術(shù)研究始于20世紀(jì)80年代［1］。80年代后期，裘懌楠針對(duì)儲(chǔ)集層研究做了大量工作，形成系統(tǒng)、成熟的陸相儲(chǔ)集層研究體系［2］。通常儲(chǔ)集層研究主要包括儲(chǔ)集層類型、特征、成因、分布、演化、測(cè)試、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)7 個(gè)方面［1］。儲(chǔ)集層研究是綜合勘探與開(kāi)發(fā)、宏觀與微觀，協(xié)同地質(zhì)、物探、測(cè)井、油藏工程等專業(yè)的一門綜合性研究課題［3］。做好儲(chǔ)集層的研究有利于提高研究水平，解決生產(chǎn)中的實(shí)際難題［1］。

隨著國(guó)際石油科技的發(fā)展，超低滲油田油氣儲(chǔ)量的比重日益加大，超低滲油田的儲(chǔ)集層研究也日益重要。超低滲油田儲(chǔ)集層具備礦物類型多樣、儲(chǔ)集空間類型復(fù)雜及非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)［3-6］，建立適合超低滲儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集層研究評(píng)價(jià)技術(shù)勢(shì)在必行。

文中將M 井區(qū)長(zhǎng)8 特低滲油藏的儲(chǔ)集層特征研究和單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)集層地質(zhì)“靜態(tài)特征”研究和單井產(chǎn)能“動(dòng)態(tài)特征”研究相結(jié)合，研究成果為M 區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層進(jìn)一步開(kāi)發(fā)奠定了重要基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)與開(kāi)發(fā)概況

隴東環(huán)縣油區(qū)M 井區(qū)位于盆地西部，處于大同—環(huán)縣斷裂帶上，局部構(gòu)造為西傾單斜，地層傾角小，在此構(gòu)造背景之上，由于壓實(shí)作用而形成的砂體鼻隆配置，成為油氣聚集的有利場(chǎng)所。環(huán)縣油區(qū)長(zhǎng)8 地層沉積特征和油藏分布特征受盆地總體基底斷裂控制［7］。晚三疊世長(zhǎng)8 沉積期間，環(huán)縣油區(qū)主要接受來(lái)自于西部和西南部?jī)蓚€(gè)物源區(qū)的碎屑沉積。巖心觀察、單井測(cè)井相和沉積相的綜合研究表明，M 井區(qū)為淺水三角洲內(nèi)前緣沉積，微相包括水下分流河道、水下分流間灣和天然堤等。

M 井區(qū)長(zhǎng)8 油藏目前處于開(kāi)發(fā)初期，井網(wǎng)部署尚未完成，2012年正式以七點(diǎn)法水平井網(wǎng)開(kāi)發(fā)，區(qū)塊面積10.57 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量600 余萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量100 余萬(wàn)噸，標(biāo)定采收率18.0%。2013年2 月油井開(kāi)井18口，日產(chǎn)液82 m3，日產(chǎn)油57 t，總含水量30.6%，水井開(kāi)井?dāng)?shù)17 口，日注水174 m3，月注采比1.56。

2 儲(chǔ)集層特征

2.1 巖性特征

M 井區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8 含油層巖石類型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，含少量的巖屑砂巖，長(zhǎng)石、石英、巖屑的比例接近于1 ∶1 ∶1(圖1)。砂巖以細(xì)-中粒為主，極細(xì)-細(xì)粒和細(xì)粒次之，分選以中等-好為主，磨圓度以次棱角狀為主，接觸方式主要為點(diǎn)-線接觸、線接觸，膠結(jié)類型以孔隙式為主。

2.2 物性特征

M 井區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層孔隙類型多樣，主要包括粒間孔、長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔、晶間孔、微裂隙等多種孔隙類型，其中以前3 種孔隙類型為主(圖2)。

圖1 長(zhǎng)8 砂巖巖石類型三端元圖Fig.1 Triangle diagram of Chang 8 sandstone types

圖2 M 井區(qū)F 井，2 325.48 m，長(zhǎng)812粒間孔和溶孔Fig.2 Intergranular pores and solution pores of cores sampled from Chang 812 reservoir at 2 325.48 m in Well F in M wellblock

巖心物性測(cè)試分析表明，M 井區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層孔隙度主要分布在4.5%～15.6%，平均為8.9%;M 井區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)集層滲透率在主要分布在0.05 ×10-3～3.40 ×10-3μm2，平均為0.50×10-3μm2，為典型的超低滲透儲(chǔ)集層(圖3)。

2.3 含油性特征

巖心資料分析表明M 區(qū)含油層巖性主要為細(xì)砂巖，包括:1)淺灰色油跡細(xì)砂巖，成分以長(zhǎng)石、石英為主，少量暗色礦物及白云母碎片，無(wú)原油浸染色、油脂感弱、含油較飽滿、油味較濃，含油面積2%～3%，無(wú)原油外滲、微污手，現(xiàn)場(chǎng)定級(jí)油跡;2)灰褐色油斑細(xì)砂巖，成分以長(zhǎng)石、石英為主，少量暗色礦物及白云母碎片，灰褐色原油浸染色，油脂感弱，含油較飽滿，油味較濃，含油面積10%～15%，無(wú)原油外滲、微污手，現(xiàn)場(chǎng)定級(jí)油斑。

2.4 電性特征

基于地質(zhì)約束測(cè)井、巖心刻度測(cè)井原則，分析了不同流體性質(zhì)的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)差異(表1)。

圖3 M 井區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層物性分布特征Fig.3 Physical properties of Chang 8 reservoir in M wellblock

表1 不同巖性及不同流體性質(zhì)的測(cè)井響應(yīng)特征Table 1 Logging response characteristics of different rocks and different fluids

2.5 滲流特征

儲(chǔ)集層滲流特征主要通過(guò)油、水相滲曲線來(lái)反應(yīng)儲(chǔ)集層和流體的滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)、表面潤(rùn)濕性等特征。在超低滲儲(chǔ)集層中，油、水滲流系統(tǒng)因?yàn)閮?chǔ)集層微細(xì)孔道比重較大、粘土礦物含量高等影響因素導(dǎo)致與中、高滲儲(chǔ)集層滲流系統(tǒng)特性不同，所以開(kāi)展超低滲儲(chǔ)集層的滲流特征研究，分析油、水相滲曲線特征和采收率曲線，可為下步的單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)提供可靠依據(jù)(圖4)。

M 井區(qū)C 井巖心相滲實(shí)驗(yàn)分析表明:1)M 井區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層表現(xiàn)為對(duì)油和水的雙重潤(rùn)濕性，含油飽和度下限約為60%;2)當(dāng)含水飽和度增加時(shí)，油的相對(duì)滲透率(Kro)下降很快，能夠允許低含水采油的飽和度范圍很窄;3)隨注入倍數(shù)的增加驅(qū)油效率增加，注入倍數(shù)達(dá)到6.47 PV 后驅(qū)油效率增加趨勢(shì)變緩，注入倍數(shù)達(dá)到23.09 PV 后驅(qū)油效率達(dá)最大值62.6%。

3 剩余油分布特征及單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)

3.1 剩余油分布規(guī)律

3.1.1 剩余油剖面分布

結(jié)合前人研究工作，M 井區(qū)油藏為構(gòu)造巖性油藏，巖性因素及構(gòu)造因素決定著油藏的平面和縱向分布規(guī)律。油水分布受到巖性控制作用，沿著河道方向，物性好、含油性好;同時(shí)，油水分布也受到構(gòu)造的影響，在構(gòu)造相對(duì)高部位含油性好(圖5)。

3.1.2 剩余油平面分布

圖4 C 井相滲實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Results of relative permeability experiment of C well

圖6 M 井區(qū)累積采油量及單井剩余可采儲(chǔ)量Fig.6 Cumulative oil production and single-well remaining recoverable reserves of M wellblock

依據(jù)油井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)資料，匯總分析了M 井區(qū)各井累積采油情況及單井剩余可采儲(chǔ)量等值線(圖6)。

根據(jù)M 井區(qū)各井累采圖可以看出，M 井區(qū)之前的產(chǎn)量主要來(lái)自于中部、東部和南部。并且由于物性開(kāi)發(fā)條件等因素的影響，現(xiàn)今剩余油主要在M 井區(qū)北部沿東西方向及南部局部井區(qū)分布。

3.2 單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)

1)測(cè)試法:試井單井產(chǎn)能評(píng)價(jià)、電纜地層測(cè)試產(chǎn)能評(píng)價(jià)等，可以直接獲得儲(chǔ)集層真實(shí)的產(chǎn)能，但具有成本高的缺點(diǎn)不宜大面積推廣使用。

2)滲流理論方法:焦翠華、徐朝暉(2006)［8］等利用達(dá)西滲流理論對(duì)儲(chǔ)集層單井進(jìn)行預(yù)測(cè)，充分利用測(cè)井、錄井等資料得到有效厚度、油相有效滲透率、原油粘度、體積系數(shù)等參數(shù)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)計(jì)算單井產(chǎn)能。這種方法高效、易于操作，但只適用于中、高孔滲儲(chǔ)集層。

3)公式法:李松泉(2008)、程林松(2008)［9-11］、閆慶來(lái)、何秋軒(1990)［12］等人針對(duì)低滲、特低滲儲(chǔ)集層特點(diǎn)，根據(jù)滲流理論并考慮啟動(dòng)壓力梯度和應(yīng)力敏感系數(shù)進(jìn)行公式推導(dǎo)，計(jì)算儲(chǔ)集層產(chǎn)能。這種方法基于理論計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中參數(shù)取值非常嚴(yán)格。

4)地球化學(xué)理論以及實(shí)驗(yàn)分析方法:王印(2000)［13-14］等從影響油層產(chǎn)能的機(jī)理和儲(chǔ)油巖石熱解參數(shù)與油層產(chǎn)能參數(shù)的內(nèi)在關(guān)系出發(fā)，結(jié)合達(dá)西滲流規(guī)律，建立熱解參數(shù)預(yù)測(cè)單井原油產(chǎn)能的模型。

5)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法:如多元回歸法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色理論都可用來(lái)進(jìn)行產(chǎn)能評(píng)價(jià)。

根據(jù)實(shí)際資料，選擇了物性參數(shù)法(屬于公式法)、試油資料折算法(屬于測(cè)試法)和M 井區(qū)試采法(屬于測(cè)試法)等開(kāi)展單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)。

3.2.1 物性參數(shù)法

借鑒鄰區(qū)資料得到M 井區(qū)長(zhǎng)8 油層單井產(chǎn)量與物性參數(shù)，利用油層厚度、測(cè)井解釋滲透率和地層系數(shù)關(guān)系式，預(yù)測(cè)M 井區(qū)長(zhǎng)8 油藏單井產(chǎn)量。

1)利用地層系數(shù)確定單井產(chǎn)量，實(shí)際產(chǎn)量與地層系數(shù)的關(guān)系式:

式中:Q 為單井產(chǎn)量，t;K 為地層滲透率，10-3μm2;h為地層厚度，m。

2)利用有效厚度確定單井產(chǎn)量，實(shí)際產(chǎn)量與油層厚度的關(guān)系式:

3)利用滲透率確定單井產(chǎn)量，實(shí)際產(chǎn)量與地層滲透率的關(guān)系式:

由上述三公式計(jì)算出M 井區(qū)長(zhǎng)8 單井產(chǎn)量分別為5.3，4.9 和4.6 t。

3.2.2 試油產(chǎn)量折算法

統(tǒng)計(jì)分析了鄂爾多斯盆地已開(kāi)發(fā)區(qū)塊試采與試油(排液)產(chǎn)量的關(guān)系，三疊系油層初期單井產(chǎn)能為試油產(chǎn)量的1/4～1/5 左右。統(tǒng)計(jì)M 井區(qū)60 口油井的試油資料可知，區(qū)塊主要試油層位為長(zhǎng)8。M 井區(qū)長(zhǎng)8 油藏60 口井試油結(jié)果表明，油井壓裂后單井日產(chǎn)油1.2～59.7 t 不等，平均日產(chǎn)油17.3 t;單井日產(chǎn)水0～34.8 m3，平均單井日產(chǎn)水2.2 m3;區(qū)塊試油期間累計(jì)產(chǎn)油2 746.3 t，平均單井45.8 t，區(qū)塊累計(jì)排液8 449.6 m3，平均單井排液140.8 m3。

從以上統(tǒng)計(jì)資料看，M 井區(qū)平均單井日產(chǎn)油17.3 t，則對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)單井日產(chǎn)量為3.5～4.3 t。

3.2.3 試采分析法

M 井區(qū)長(zhǎng)8 早期投產(chǎn)探評(píng)價(jià)井在沒(méi)有注水的條件下初期日產(chǎn)油4.0 t 左右。

綜合上述物性參數(shù)法、試油產(chǎn)量折算法和試采分析法3 種方法，M 井區(qū)長(zhǎng)8 單井產(chǎn)量取值分別為4.9，3.5 和4.0 t。

利用物性參數(shù)法計(jì)算的單井產(chǎn)能是在超前注水的基礎(chǔ)上得到的，試油產(chǎn)量折算及探井、評(píng)價(jià)井試采代表了自然能量開(kāi)發(fā)條件下的產(chǎn)量。綜合考慮M 井區(qū)儲(chǔ)集層特征，參照同類油藏單井日產(chǎn)量設(shè)計(jì)為3.5～4.0 t。

4 結(jié)論

1)M 井區(qū)長(zhǎng)8 含油層巖石類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，含少量的巖屑砂巖，長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層孔隙類型主要有粒間孔、長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔、晶間孔、微裂隙;長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層孔隙度平均為8.9%，滲透率平均為0.5 ×10-3μm2。

2)M 井區(qū)含油層巖性主要為細(xì)砂巖;油層對(duì)應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特征較為顯著，即自然電位呈現(xiàn)一定負(fù)異常、自然伽馬曲線呈現(xiàn)低幅值、聲波時(shí)差曲線平穩(wěn)具有較高幅值、深探測(cè)視電阻率呈現(xiàn)較高幅值;長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層表現(xiàn)為對(duì)油和水的雙重潤(rùn)濕性。

3)M 井區(qū)油藏為構(gòu)造巖性油藏，油水分布受到巖性控制作用，沿著河道方向，物性好、含油性好、在構(gòu)造相對(duì)高部位含油性好;M 井區(qū)之前產(chǎn)量主要來(lái)自于M區(qū)中-東南部，現(xiàn)今剩余油在平面上主要分布在M 區(qū)北部、中南部局部區(qū)域。

4)物性參數(shù)法、試油資料折算法和試采法適合于M 區(qū)的單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)，M 井區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)層合理的單井日產(chǎn)量為3.5～4.0 t。研究成果為M 區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)集層進(jìn)一步開(kāi)發(fā)奠定了重要的基礎(chǔ)。

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