嚴申斌,伍銳東
(中海石油(中國)有限公司上海分公司,上海 200335)
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西湖凹陷HY構(gòu)造帶低滲儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征
嚴申斌,伍銳東
(中海石油(中國)有限公司上海分公司,上海 200335)
在恒速壓汞實驗的基礎上,對西湖凹陷HY構(gòu)造帶低滲砂巖氣藏儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征進行了研究,明確了儲層微觀孔隙和喉道半徑大小及分布情況,對不同滲透率級別的低滲儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)進行了分析。研究結(jié)果表明:喉道分布特征是HY構(gòu)造帶低滲儲層滲流能力的主控因素,主流喉道半徑對滲透率起主要控制作用,二者存在較好的相關(guān)關(guān)系;HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)低滲儲層主流喉道半徑差異明顯,其中C區(qū)儲層喉道分布范圍窄,滲流能力弱,開發(fā)難度大;A區(qū)喉道分布范圍寬,滲流能力強,開發(fā)難度較?。籅區(qū)次之。
西湖凹陷;低滲儲層;微觀孔隙結(jié)構(gòu);喉道半徑;滲流能力
近年來我國天然氣探明儲量中低滲透氣藏儲量所占的比例逐年增加,而且隨著開發(fā)技術(shù)的突破,低滲氣藏產(chǎn)量也持續(xù)較快增長,預計2030年低滲氣藏產(chǎn)量將達到1 000×108m3,在全國天然氣總產(chǎn)量中的占比超過1/4[1-3]。因此,低滲氣藏的開發(fā)將會越來越受到行業(yè)的重視。
西湖凹陷位于我國近海海域,近幾年隨著勘探工作的深入,在西湖凹陷發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的低滲天然氣儲量,HY構(gòu)造帶即為其中之一。據(jù)最新的估算結(jié)果,西湖凹陷低滲氣藏資源潛力巨大,約占凹陷內(nèi)天然氣總資源量的80%[4]。低滲氣藏儲層物性差、儲量豐度低、儲層容易受到傷害,開發(fā)難度大。本文針對低滲氣藏自身特征,在恒速壓汞實驗手段基礎上,分析HY構(gòu)造帶低滲儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征,探尋影響低滲儲層滲流能力的主控因素,為HY構(gòu)造帶低滲氣藏開發(fā)有利區(qū)指明方向。
HY構(gòu)造帶位于西湖凹陷西次凹,是一個大型洼中隆背斜圈閉,低滲氣藏主要發(fā)育于古近系漸新統(tǒng)花港組下段和始新統(tǒng)平湖組。儲層埋藏深,滲透率小于1×10-3μm2的低滲氣藏埋深一般大于3 200 m,處于成巖B+C期,壓實作用強。砂巖成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度均中等,石英含量平均62%,巖性以長石石英砂巖和巖屑石英砂巖為主,分選中-好,磨圓次棱-次圓狀。低滲儲層孔隙度為6%~12%,平均8.8%;滲透率為主要為(0.1~0.5)×10-3μm2,平均0.4×10-3μm2。根據(jù)西湖凹陷低孔滲氣藏所取巖心孔滲特點,將儲層分為4類,Ⅰ類:K>1×10-3μm2、φ> 11%,Ⅱ類:0.5×10-3μm2 研究表明,儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征是影響西湖凹陷低滲儲層滲透性的關(guān)鍵因素[4],因此弄清HY構(gòu)造帶低滲儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征是該區(qū)低滲氣藏有效開發(fā)的首要任務。常規(guī)壓汞和恒速壓汞是研究儲層孔隙結(jié)構(gòu)的兩種主要手段。常規(guī)壓汞是以恒定進汞壓力作為進汞方式,其獲取的是某一級別孔喉所控制的體積,可根據(jù)孔喉半徑的飽和度給出孔喉分布,由于該飽和度分布既包括孔隙空間又包括喉道空間,因此難以給出準確的喉道信息。而恒速壓汞采用恒定低速的進汞方式,由于其實驗過程是準靜態(tài)過程,可以將孔隙與喉道區(qū)別開來,測量值更接近靜態(tài)毛細管壓力,得到的喉道半徑結(jié)果更接近真實情況,因此恒速壓汞在研究儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)方面更有優(yōu)勢[5-7]。 表1 西湖凹陷HY構(gòu)造帶低孔滲氣藏儲層分類 恒速壓汞實驗研究樣品來自HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)共計3個區(qū)塊5個層位的14塊巖樣,表2為測得的主要孔喉特征參數(shù)?;谶@些特征參數(shù),先對不同滲透率巖樣的微觀孔隙結(jié)構(gòu)進行了剖析,然后對不同區(qū)塊巖樣的微觀孔隙結(jié)構(gòu)進行對比。 表2 恒速壓汞巖心基礎參數(shù) 2.1不同滲透率巖心測試結(jié)果分析 圖1為HY構(gòu)造帶低滲儲層孔道半徑和喉道半徑分布頻率圖,由圖可知:不同滲透率巖心的孔道半徑分布相差不大,而喉道半徑卻相差很大,說明喉道分布特征是決定儲層滲流性質(zhì)的主要因素。如果儲層滲透率主要由較大的喉道所貢獻,那么流體的滲流通道大,滲流阻力小,滲流能力強,儲層的開發(fā)潛力大。反之,如果儲層滲透率主要由細小的喉道所貢獻,那么流體的滲流阻力就大,滲流能力弱,儲層的開發(fā)難度加大。 圖1 孔道半徑、喉道半徑分布頻率 從滲透率貢獻率與喉道半徑的關(guān)系來看,曲線峰值出現(xiàn)右移趨勢,說明滲透率貢獻主要來自于儲層中的大喉道(圖2)。滲透率小于0.1×10-3μm2時,喉道分布主要以小喉道為主,很少有半徑大于0.5 μm的喉道,開發(fā)難度較大;滲透率為(0.1~0.5)×10-3μm2時,雖然存在0.5 μm以下的喉道,但0.5~1.0 μm的喉道數(shù)目占有相當大的比例,滲流能力明顯提高;滲透率大于0.5×10-3μm2時,喉道半徑小于1 μm的喉道所占比例很少,大于1 μm的喉道起主導作用,開發(fā)難度相對較小(圖3)。 圖2 喉道半徑對滲透率的貢獻率 圖3 不同滲透率巖心喉道半徑分布頻率 2.2不同區(qū)塊巖心測試結(jié)果對比 巖石中喉道的大小決定著儲層的滲流能力,從主流喉道半徑與滲透率關(guān)系來看,主流喉道半徑隨滲透率的增加而增加,二者近似對數(shù)關(guān)系;HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)滲透率差異較大,主流喉道半徑差異明顯(圖4)。 圖4 主流喉道半徑與滲透率關(guān)系 圖5為HY構(gòu)造帶不同區(qū)塊的巖心孔道半徑和喉道半徑分布頻率,不同區(qū)塊孔道半徑分布范圍相差不大,而喉道半徑卻相差較大,說明喉道分布特征不同是導致各區(qū)儲層滲流能力差異的主要原因。HY構(gòu)造帶C區(qū)喉道分布范圍最窄,滲流能力最弱,開發(fā)難度較大;B區(qū)喉道分布范圍較C區(qū)寬,對滲透率貢獻占主導作用的喉道大于0.5 μm,滲流能力相對較強,開發(fā)難度相對較?。籄區(qū)喉道分布范圍最寬,滲流能力較強,開發(fā)難度較小,是HY構(gòu)造帶低滲氣藏有利開發(fā)區(qū)。 (1)常規(guī)壓汞和恒速壓汞實驗表明,對于西湖凹陷HY構(gòu)造帶低滲氣藏儲層,喉道分布特征是決定其滲流能力的主控因素,主流喉道半徑對滲透率起主要控制作用,二者存在較好的相關(guān)關(guān)系;利用主流喉道半徑可以評價儲層優(yōu)劣。 (2)HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)低滲儲層主流喉道半徑差異明顯,其中C區(qū)喉道分布范圍最窄,滲流能力最弱,儲層的開發(fā)難度較大;B區(qū)喉道分布范圍較C區(qū)寬,滲流能力相對較強,開發(fā)難度相對較??;A區(qū)喉道分布范圍最寬,滲流能力較強,開發(fā)難度較小,是HY構(gòu)造帶低滲氣藏有利開發(fā)區(qū)。 [1]潘繼平,周東升,劉洪林. 我國非常規(guī)天然氣資源與發(fā)展前景[J].中國能源,2010, 32(11):37-41. [2]雷群,李熙喆,萬玉金,等. 中國低滲透砂巖氣藏開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].天然氣工業(yè),2009, 29(6):1-3. 圖5 不同區(qū)塊孔道半徑和喉道半徑分布頻率 [3]邱中建,趙文智,鄧松濤. 我國致密砂巖氣和頁巖氣的發(fā)展前景和戰(zhàn)略意義[J].中國工程科學,2012, 14(6):4-8. [4]劉金水,唐健程. 西湖凹陷低滲儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)與滲流特征及其地質(zhì)意義[J].中國海上油氣,2013, 25(2):18-23. [5]何順利,焦春艷,王建國,等. 恒速壓汞與常規(guī)壓汞的異同[J].斷塊油氣田,2011, 18(2):235-237. [6]王翊超,王懷忠,李煉民,等. 恒速壓汞技術(shù)在大港油田孔南儲層流動單元微觀孔隙特征研究中的應用[J].天然氣地球科學,2011, 22(2):335-339. [7]魏虎,任大忠,高飛,等.低滲透砂巖儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征及對物性影響——以下寺灣油田柳洛峪區(qū)塊長2油藏為例[J].石油地質(zhì)與工程,2013,27(2):26-29. 編輯:趙川喜 1673-8217(2016)05-0097-04 2016-03-01 嚴申斌,工程師,碩士,1982年生,2008年畢業(yè)于長江大學礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè),主要從事開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。 中國海洋石油總公司“十二五”科技重大專項“東海低孔低滲氣藏勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究與實踐”(CNOOC-KJ 125 ZDXM 07 LTD 04 SH 2011)。 TE311 A2 儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征
3 結(jié)論