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华庆油田长4 5低阻油藏成因分析.pdf
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1、收稿日期:2 0 2 2-1 2-2 3作者简介:王明瑜(1 9 7 5-),男,山东省成武市人,本科,高级工程师,从事油田开发工作。华庆油田长4+5低阻油藏成因分析王明瑜,刘明明,于浩然,阳 波(长庆油田分公司 第十采油厂,甘肃 庆阳 7 4 5 0 0 0)摘要:华庆油田长4+5油藏发育低阻油藏,常规测井解释图版法无法有效识别油水层,复杂油水关系成因机理不清,为探明低阻油藏富集区并进行优质高效开发,必须查明低阻油藏的成因。为此利用研究区分析化验、生产动态等资料,从束缚水饱和度、地层水矿化度及构造幅度等角度出发,深入剖析了低阻油藏的成因。研究表明:岩石结构成熟度低、高放射性砂岩、岩石颗粒粒径
2、小、水化粘土矿物含量高、地层水矿化度高、油水分异不彻底是形成低阻油藏的主要因素,该研究成果可为低阻油藏测井识别提供理论依据。关键词:华庆油田;长4+5;低阻油藏;成因中图分类号:P 6 1 8.1 3 0.2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 7-0 0 9 2-0 41 引言华庆油田近年在长4+5段相继发现多个有利建产区,但试油成果显示,长4+5油藏存在低阻油层,与油水同层、水层的电性差异非常小或无差别,常规测井解释图版法无法有效识别油水层。且长4+5油藏普遍存在高放射性砂岩段,导致测井解释容易漏失油层。为此,本文结合前人研究成果,系统分析了地层水
3、矿化度、束缚水饱和度、矿物成分及油藏高度等低阻油藏成因,查明了研究区低阻油藏的主控因素,以期为油藏测井识别提供理论依据。2 研究区地质概况华庆油田长4+5油藏构造表现为东北高西南低,各油层组顶面发育多个低幅鼻状隆起,断层不发育。长4+5油藏主要发育三角洲前缘亚相沉积,水下分流河道是油藏富集的主要微相。长4+5油藏孔隙 度 在7.2%1 4.8%之 间,平 均 孔 隙 度 为1 1.6%;渗透率在0.4 21 0-31.4 31 0-3m2之间,平均渗透率为0.8 51 0-3m2,该段储层为低孔特低渗储层。3 油藏低阻成因分析3.1 束缚水饱和度的影响储层岩石本身的性质影响束缚水饱和度,包括岩
4、石组成、岩石颗粒粒径、粘土矿物、泥质含量及孔隙结构等1,下面针对岩石不同特征对束缚水饱和度的影响,判断其对电阻率的影响程度。3.1.1 岩石组成的影响华庆油田长4+5油藏岩石组分(图1)中石英含量偏低,长石含量较高,以细粒-极细粒岩屑长石砂岩为主。表明该区砂岩成分成熟度较低,岩石比表面积大,易形成大量微毛细管孔隙。微毛细管孔隙中的原生水易形成束缚水,原生地层水矿化度较高,大量高矿化度束缚水易导致油层电阻率较低2。图1 华庆油田长4+5储层砂岩组分柱状图3.1.2 高放射性砂岩的影响长4+5油藏岩石组分中岩浆岩占比1 6%,为高放射性砂岩。火山岩碎屑颗粒蚀变-次生孔隙(图2 a),后期被方解石交
5、代(图2 b),非均质性增强,使得油层粒间孔隙更为复杂。凝灰岩蚀变为粘土矿物(图2 c),形成更多的晶间微孔隙及细小喉道,束缚水含量增高,降低了储层电阻率。3.1.3 岩石颗粒粒径的影响多数低阻油层的岩性是粉砂岩或泥质粉砂岩,其特点是粒度细或极细,平均粒径普遍较小3。华庆油田长4+5油藏岩石粒径主要介于0.1 00.2 5 mm,颗29 内蒙古石油化工2 0 2 3年第7期 粒之间多为线接触。由于岩石颗粒细,导致地层难以出现大孔隙、大孔洞、大裂缝,而是微孔隙发育。微孔隙发育使岩层中束缚水含量增高,形成以束缚水为主要成分的导电网络,使油层电阻率降低。a.粒间孔、岩屑溶蚀孔 b.方解石充填交代、长
6、石溶蚀孔 c.火山灰蚀变产物绿泥图2 高放射性砂岩铸体薄片和扫描电镜图3.1.4 粘土矿物的影响长4+5油藏粘土矿物以伊蒙混层和绿泥石为主(表1)。伊蒙混层易于在黏土颗粒表面吸附大量的地层水,进而导致束缚水饱和度高;而绿泥石的比表面积相对较大,在储层孔隙中多以孔桥形式存在,相比于蒙皂石,其束缚水饱和度较低4。3.1.5 高泥质含量的影响长4+5油藏泥质含量主要分布在1 6%2 5%之间,均值为1 9.1%。低电阻率油层一般出现在泥岩电阻率低的层段5,因为泥质含量高会导致岩石内比面的增大,薄膜滞水增多,含水饱和度增加,使油层电阻率降低6,但高阻油层对应的泥质含量均值在1 8%左右,说明泥质含量不
7、是形成低阻油藏的主要影响因素。表1 华庆油田长4+5储层粘土矿物相对含量占比表层位样品数(块)粘土矿物相对含量(%)伊/蒙混层伊利石绿泥石长4+565 6.51.24 2.33.1.6 复杂孔隙结构的影响根据长4+5油藏恒速压汞资料(表2)可知,吼道进汞饱和度接近孔隙进汞饱和度的7 2倍,说明有效孔隙体积较少,油气运移通道主要为喉道。但排驱压力低,分选系数小,储集性能以及渗透性能均较好,说明复杂孔隙结构不是形成低阻油藏的主要影响因素。表2 华庆油田长4+5恒速压汞毛管压力曲线层位样品数(块)喉道半径平均值(m)孔隙半径平均值(m)孔喉半径比平均值总孔隙进汞饱和度(%)总喉道进汞饱和度(%)均质
8、系数(%)分选系数(%)排驱压力(MP a)长4+526.7 41 7 4.7 12 0 1.2 10.4 73 4.1 12.0 21.6 50.2 5 通过岩石特征分析,岩石组分、岩石颗粒粒径和粘土矿物不同程度上使华庆油田长4+5油藏的束缚水含量升高,导致储层导电能力增强,电阻率降低,2个岩心实验样品相对渗透率基础数据分析,平均束缚水饱和度为4 0.4%,分析认为本区高束缚水饱和度对低阻油层的形成有重要影响。3.2 高地层水矿化度的影响碎屑岩储层以离子导电为主,孔隙中地层水的离子质量浓度严重影响着储层的电阻率7,8。对相同岩性、相同润湿性、物性相近的储层,地层水矿化度越高,则储层导电性越好
9、,电阻率越低。研究区平均地层水矿化度集中分布在9 01 2 0 g/L,地层水矿化度对测井曲线电阻测试影响强烈,导致测试显示多为低阻油藏,是低阻油藏形成的主要因素之一。图3 华庆油田长4+5油藏地层水矿化度柱状图3.3 构造幅度低、油水分异不彻底的影响3.3.1 油水分异的阻力石油运移时优先选择进入渗透性好、排替压力低的部位,随着油的不断注入,在驱动力的作用下,逐渐向更小的孔隙部分扩展,孔隙中的水不断被排出,从39 2 0 2 3年第7期王明瑜等 华庆油田长4+5低阻油藏成因分析而形成油气聚集。地层中油气运聚成藏过程中,多以游离相态进行,其受到的阻力主要为毛细管力。毛细管力是由毛细管中的液面的
10、曲面附加压力产生,其大小取决于流体的表面张力和毛管半径,同时也与岩石本身的润湿性有关,其数学表达式为:PC=2 c o s r(1)式中:PC毛管压力,MP a;界面张力,mN/m;润湿角度,o;r毛细管半径。不同流体的表面张力不同,导致试验测得的毛管压力与地下油藏的毛管压力有一定的差别。公式1分别代入不同的参数,可以求得两种毛管压力的表达式。在油藏条件下,毛细管压力表达式为:PC R=2 o c o s o r(2)压汞分析获得的毛细管力表达式为:PC H g=2 H gc o s H gr(3)对同一岩样,由于毛细管半径r相同,这样即可建立两种条件下毛细管力关系式:PC RPC H g=o
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