高温高压强侵入储层饱和度非电法精细评价——以南海莺歌海盆地X气田为例.pdf
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1、收稿日期:;修订日期:。作者简介:杨冬(),男,工程师,现从事油田测井评价技术研究及应用工作。:。文章编号:()高温高压强侵入储层饱和度非电法精细评价 以南海莺歌海盆地 气田为例杨冬,胡向阳,张恒荣,杨毅,袁伟(中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 ;中海石油(中国)有限公司海南分公司,海南海口 )摘要:南海莺歌海盆地 气田普遍发育高温高压气藏,钻井液比重大、储层段暴露时间长,电阻率测井受钻井液侵入影响较大,基于电阻率测井资料的储层饱和度评价精度明显降低;同时,气田储层成岩作用差异大,孔隙结构复杂,导致地层岩电参数变化较大。针对电法测井难以准确反映高温高压强侵入储层段饱和度的难题,开展
2、三轴应力条件下毛管压力实验,基于温压条件下毛管压力资料分析处理,并考虑温压条件对界面张力等关键参数的影响,构建强侵入储层非电法饱和度精细评价方法。现场应用表明,相比于常规电阻率测井评价方法,毛管压力资料能够更加真实地反映强侵入段地层孔隙结构及饱和度分布,从而更准确地评价储层饱和度。关键词:高温高压;强侵入;毛管压力;非电法;饱和度评价中图分类号:文献标识码:,(),;(),):,:;南海西部莺歌海盆地是一个新生代沉积盆地,盆地形成晚期快速沉降并沉积,形成巨厚的欠压实 年 月石 油 地 质 与 工 程 第 卷第 期泥岩,从而产生异常高压 。莺歌海盆地发育大量高温高压气藏,以 气田为例,地层温度高
3、于 、地层压力系数高于 ,实际钻井泥浆密度比重范围 ,部分层段出现泥浆强侵入,使电阻率降低而出现“假低阻”现象,导致流体性质误判。业内经典的阿尔奇饱和度公式是建立在岩电实验基础的电法评价模型,而在电法资料失真的情况下,计算饱和度的精度降低,影响气田勘探及开发评价。目前,国内外对于类似储层的饱和度评价方法大致有三类:应用油基泥浆或密闭取心资料确定;基于岩电实验的相关电法模型及部分高端饱和度测井方法;通过实验室毛管压力资料计算求取。由于研究区高温高压井作业难度大、作业成本高,资料录取受制约,且研究区未开展密度取心作业,针对饱和度评价的高端测井系列(例如介电测井及核磁测井等)录取也较少;常规录取的电
4、阻率测井资料受泥浆侵入影响较大,导致电阻率失真;此外,高温高压地层岩电参数规律复杂,无法通过和的方法开展饱和度评价。研究区岩心压汞实验数据较丰富,可以通过 函数平均化处理毛细管压力资料,建立非电法含水饱和度模型 ,从非电法的角度入手,评价泥浆强侵导致的电阻率失真层段的含水饱和度。油气水分布的现状是驱动力和毛管压力相对平衡的结果,油藏内不同位置处的含水饱和度受油藏高度(自由水界面以上的高度)、孔隙结构以及油水密度差(流体性质)等因素控制 ,其含水饱和度与油藏高度的关系具有毛管压力曲线的分布特征。借助毛管压力数据建立饱和度模型的主要步骤为:通过实验获取实验室条件下的毛管压力数据;假设地面与地层条件
5、下孔喉半径不变(即)时,将实验室获得的毛管压力转换为油藏条件下的毛管压力;建模。莺歌海盆地 气田属于高温高压储层,直接借助常温常压毛管压力资料建立饱和度模型的精度存在较大的不确定性,因此,需要开展模拟地层环境下的高温高压毛管压力实验。高温高压毛管压力束缚水饱和度评价?针对研究区 块岩心开展实验室正常温压条件下(室温、轴围压 、孔隙压力为 )的毛管压力测量,并依据物性分布特征(部分甜点储层类、主要气层段类及干层类)选出 块岩心,开展模拟实际温压条件下(温度 、轴围压 、孔隙压力 )的半渗隔板毛管压力测量(表 )。表 气田 块岩心实验样品设计测量项目实验条件温度 轴围压 孔隙压力 样品数驱替方式半
6、渗透驱替 半渗隔板 从单颗岩心常温常压与高温高压毛管压力实验曲线可以看出,毛管压力形态存在明显差异,在高温高压实验条件下,毛管压力曲线的启动压力门槛更高,平台段更短(图 )。对多个实验样品数据对比分析发现,在相同毛管压力条件下,高温高压下的含水饱和度比常温常压下的高,在低毛管压力及较高毛管压力阶段差异也较大,高温高压条件下岩心的孔隙结构特征较常温常压条件下更差(图 )。从储层地质成因角度考虑,高温高压储层成岩作用复杂,可能导致储层孔隙结构的复杂化。因此,利用模拟地层温压条件下的毛管压力资料能够反映储层真实的孔隙结构特征,而基于毛管压力资料建立的饱和度评价结果更符合实际气藏岩石物理特征。图 单颗
7、岩心常温常压与高温高压毛管压力实验曲线图 不同岩心常温常压与高温高压毛管压力实验曲线杨冬等高温高压强侵入储层饱和度非电法精细评价?针对研究区类储层岩心做 函数分析,并利用 函数对 块岩心高温高压条件毛管压力数据进行处理,函数的定义为:()槡()式中:为含水饱和度,;为毛管压力,;为界面张力,;为渗透率,;为孔隙度,。从 气田含水饱和度与 函数关系可以看出,块岩心的含水饱和度与 函数具有较好的相关性(图),其表达式见公式(),拟合得到模型参数 ,。()()图 莺歌海盆地 气田含水饱和度与 函数关系在原始气(油)藏条件下,气(油)水密度差所产生的浮力与毛细管压力相平衡:()式中:为自由水界面以上高
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