碳酸盐岩油藏注水开发影响因素分析_王志超.pdf
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1、2023 年 第 1 期 化学工程与装备 2023 年 1 月 Chemical Engineering&Equipment 99 碳酸盐岩油藏注水开发影响因素分析碳酸盐岩油藏注水开发影响因素分析 王志超(大庆油田第一采油厂采油工艺研究所,黑龙江 大庆 163000)摘摘 要要:油田开发的主要目的就是尽可能多地让储层中的油气渗流出来,因此所有影响储层流体流动能力、流动速度的因素都会对油藏开发造成影响。碳酸盐岩中的孔隙结构是储层油气的主要聚集场所和流动通道,因此孔隙结构可以说是碳酸盐岩油藏注水开发的控制因素;碳酸盐岩储层的岩石物性和成分,影响注水压力传递、影响注水后的储层渗透能力,也会对注水效果
2、影响明显;油藏的构造以及边水和底水的分布,会对油田开发的能量和后期含水变化造成影响,影响最终的开发效果和采收率;储层在平面上和纵向上的联通状况、不均质性决定了注水开发中的水驱控制程度和波及体积等关键指标,影响开发效果。本文逐个分析这些因素对注水开发效果的影响及应对措施。关键词关键词:碳酸盐岩油藏;注水开发;孔隙结构;岩石物性;储层非均质性 1 1 碳酸盐岩孔隙结构形成及其对油藏注水开发效果的影碳酸盐岩孔隙结构形成及其对油藏注水开发效果的影响响 碳酸盐岩的孔隙分布和结构是碳酸盐岩储集层的孔隙度、渗透率、原始储量等关键开发指标的决定因素。只有详细了解和分析了碳酸盐岩的孔隙结构才能对储层的生产开发潜
3、力做出合理的判断,为后期的各类开发方案的制定提供依据。1.1 碳酸盐岩孔隙成因和类型 孔隙及喉道的定义:岩石中未被矿物颗粒、胶结物或其他固体物质填充的空间成为岩石的孔隙空间。岩石颗粒包围着的较大空间称为孔隙,连接两个孔隙的中间狭窄部分称为喉道。图图 1 1 储集层中孔隙和喉道分布示意图储集层中孔隙和喉道分布示意图 碳酸盐岩储集层的孔隙类型:碳酸盐岩中孔隙的形成是极其复杂的过程。孔隙的形成贯穿于沉积过程和成岩过程的始终。不同的沉积环境可以造成原生孔隙的结构、大小、分布产生很大差异。同样后期成岩过程中由于压实作用、地下水溶蚀作用、构造应力、重结晶作用等各类因素都会对孔隙的大小、连通关系、分布等造成
4、影响。此外由于碳酸盐岩的易溶解性和不稳定性,孔隙结构在平面和纵向上类型多样、变化复杂。总的来说从成因和结构上可以将孔隙分为三大类:孔隙、洞穴和裂缝。同时根据孔隙的原生或次生等成因又可以细分为 20 多中类型,详见下表 1。根据碳酸盐岩孔隙的位置形状也可将孔隙类型分为以下几类:(1)粒间空隙:主要由原生粒间空隙、生物碎屑孔隙和粒间溶孔组成;(2)粒内孔隙:主要由粒内溶蚀孔、晶间溶蚀孔、晶洞等孔隙类型组成;(3)基质内孔,所谓基质是指有些碳酸盐岩岩石颗粒大小悬殊,在地质学上我们把大颗粒矿物叫晶斑,小颗粒矿物叫基质,基质内孔主要由灰泥内孔和胶结物内孔组成;(4)晶间孔隙,是碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙
5、,主要由白云岩岩化作用形成;(5)裂缝,主要由构造力和成岩作用形成;(6)通道孔隙,指横向连通好且程扁平状或板状的通道孔隙,为溶解性成因;(7)晶内溶孔和晶体铸模孔,晶粒部分溶蚀的叫晶内溶孔,晶粒全部溶蚀后形成的孔隙称为晶体铸模孔;(8)溶洞,指不受岩石组构控制,溶蚀作用形成的较大的储集空间。DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.026100 王志超:碳酸盐岩油藏注水开发影响因素分析 1.2 碳酸盐岩孔-喉道结构及其对储层注水驱替效果的影响 在砂岩和砾岩油藏中由于岩石中的孔隙之间连通通道多,连通性好,因此多数油藏可以根据孔隙度大小判断油藏的渗流能力大小,进而制定合理的
6、注水开发方案。但在碳酸盐岩油藏中由于孔隙结构变化多样,孔隙度大小与储层渗透率相关性差。所以需要在了解孔隙度大小的基础上进一步分析各个孔隙间的连通性,进而分析储层渗流能力、储量、开发潜力,针对不同特点的油藏提出合理的注水开发方案。按照孔-喉组合结构特点以及对储层开发效果的影响可以将孔-喉组合结构分为以下四类(按吴元燕孔隙结构分类法,本文为了区分孔隙类型和孔隙与喉道组合结构,在名称上将吴博士的孔隙结构改为了孔-喉组合结构):大缝洞型孔-喉组合结构、微缝孔-喉组合结构、裂缝型孔-喉组合结构、复合型孔-喉组合结构。大缝洞型孔-喉组合结构:是指以宽度大于 0.1mm 的裂缝为喉道,连通大、中型溶洞所组成
7、的孔-喉组合结构。总体来说改结构渗透率高,驱油效果好。也可以细分为三种类型如下图:1、宽喉均质型:孔洞周围被宽度大致相等的裂缝型喉道连通。喉道宽、连通好。该结构水驱效果好,水驱效率高;2、下洞上喉型:孔洞上面有裂缝型喉道连通,下面无喉道,该类型水驱驱油效果差;3、上洞下喉型:孔洞上部无连通喉道,下面有喉道与之连通,孔洞中油气不易驱替。图图 2 2 大缝洞型孔大缝洞型孔-喉组合结构喉组合结构 表表 1 1 碳酸盐岩储集层孔隙类型分类表碳酸盐岩储集层孔隙类型分类表 王志超:碳酸盐岩油藏注水开发影响因素分析 101 微缝孔-喉组合结构是指以微裂缝和晶间缝为喉道,连通各种小的孔隙和溶洞的孔-喉组合结构
8、。可细分为短喉型、网格型和细长型三类。短喉型:储集空间多为晶间孔、粒间孔和小的溶蚀孔隙;吼道短、宽、多而平直;吼道比较小,连通性好,对油气储集有利。在注水开发过程中,孔渗相关性好,渗透率高,驱替效果好。网格型:喉道呈网格状,连接各种晶间孔隙和溶蚀孔隙,储渗能力不如短喉型结构。在注水驱替过程中,需要控制注入速度和强度,保证驱油效果。细长型:吼道细长而曲折,孔隙不发育,连通性不好,储集能力差。该类结构,水驱效果差,在水驱开发前一般需要采取酸化、压裂等储层改造措施。短喉型 网格状 细长型 图图 3 3 微缝孔微缝孔-喉组合结构喉组合结构 裂缝型孔-喉组合结构:储集空间和吼道均为裂缝,储集性能取决于缝
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