1、黃沙坨油田火山巖裂縫油氣藏儲層評價馬強(qiáng) 1(中油遼河金馬油田開發(fā)公司,遼寧 盤錦 124010摘要:根據(jù)火山粗面巖的低滲透特點,從巖性特征、油層分布、孔隙和裂縫、孔道半徑和相滲曲線等方面,揭 示了開發(fā)生產(chǎn)中的間歇自噴和含水突進(jìn)等現(xiàn)象,探討了油藏埋深和油水界面的關(guān)系,建立了黃沙坨油田火山巖裂縫 油氣藏的儲層評價指標(biāo);以壓裂措施對裂縫寬度和滲透率的改善為依據(jù),指出了改善流動系數(shù),是中孔低滲透油 氣藏,解決開發(fā)中、后期,壓力和井溫下降、油氣比上升、產(chǎn)量遞減、油層返吐壓裂砂和滲透率降低等生產(chǎn)矛盾的 有效途徑。關(guān)鍵詞:黃沙坨油田 火山粗面巖 儲層物性評價 裂縫寬度 相滲曲線1 引言黃沙坨油田位于遼河?xùn)|部

2、凹陷中段,儲層為沙三下段火山噴發(fā)巖,自下而上鉆遇的地層為:S3粗安巖; S3粗面巖和 S3玄武巖。儲層為火山粗面巖;主要有灰綠色粗面巖和角礫狀粗面巖,礦物的主要成分堿性斜長石具定向 排列,蝕變較深,裂紋和溶孔發(fā)育在 0.2mm 至 4.0mm 。巖石具斑狀和聚斑狀結(jié)構(gòu),具塊狀、角礫狀 和氣孔狀構(gòu)造,角礫間的孔隙和裂縫主要被沸石填充,少量為綠泥石和泥質(zhì) 1,油田開發(fā)中的泥巖 膨脹等污染問題較少,多數(shù)油井下泵投產(chǎn)一段時間后,都能夠自行解除鉆井時的泥漿污染,轉(zhuǎn)為連 抽帶噴或間歇性自噴生產(chǎn)。2 油層特征油層平均中深 3145m ,厚度 125m ;主要發(fā)育在 S3和 S3。其中:S3油層組自下而上又可

3、細(xì) 分為 S3 1, S3 2和 S3 3等小油層;測井解釋的主力油層在 S3 1和 S3 2。油藏的原始油水界 面為 3240m ,在 S3 1附近;由于油層巖石的強(qiáng)親水性,導(dǎo)致油田開發(fā)中的含水上升速度快,含水 上升率高(4.3%以上 ;初期產(chǎn)量遞減較大,高達(dá) 20%以上。原始的 S3油層組經(jīng)過試油和開發(fā)驗證,多數(shù)為油水同層或水層,導(dǎo)致后續(xù)的油井生產(chǎn)中,多 采用避射水層或遠(yuǎn)離油水界面等措施,使 S3油層組沒有形成主力油層的開發(fā)規(guī)模。從平面分布上看:黃沙坨油田屬于火山巖裂縫性復(fù)雜斷塊氣頂邊底水稀油氣藏,受界西一級 正斷層和小 22二級逆斷層的影響,油田內(nèi)部發(fā)育了十多條三、四級斷層;構(gòu)造呈 NE

4、 WS 向展部, 自北向南發(fā)育了小 24、小 22、小 23、小 28、小 25、小 29和小 33等復(fù)雜斷塊,油藏埋深由北向南 有逐漸變淺的趨勢(表 1 。表 1 主力斷塊小層埋深對比表 油藏厚度由油田的中心部位向北部和南部有逐漸變薄的趨勢。 構(gòu)造中心部位是小 23斷塊, 厚度 125m ;北部的小 24斷塊,油層厚度減小到 20m ;南部的小 29斷塊,厚度減小到 30m (表 2 。1作者簡介:馬強(qiáng)(1980-今,男,助理工程師, 2003年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程系,現(xiàn)在遼河金馬油田開發(fā) 公司生產(chǎn)技術(shù)科,從事生產(chǎn)管理工作。電話 E-mail :starmq

5、。表 2 黃沙坨油田油層厚度參數(shù)表 3 儲層特征火山粗面巖的儲集空間主要有孔隙和裂縫兩大類,且以孔隙為主;孔隙類型主要有:氣孔和杏 仁體中的殘留孔、礫(粒間孔、晶間孔、溶蝕孔和微裂縫等,粗面巖儲層的平均孔隙度為 8.8%, 屬于中孔低滲 2,孔徑 0.2mm 8.1mm ,面孔率 10.9%,平均孔喉 1.78mm ,最大 24.7mm ,孔喉比 1: 2。裂縫具有良好的儲集性和連通性,主要類型有:構(gòu)造裂縫、冷凝收縮裂縫和斑晶節(jié)理縫等,粗 面巖儲層的平均裂縫寬度 0.3mm 3.5mm ;宏觀的裂縫間距以小于 20mm 為主,占 61.5%;裂縫間距在 20mm 70mm 的,占 32.7%;

6、平均巖心的裂縫密度為 18條 /m(表 3 。表 3 黃沙坨油田裂縫類型統(tǒng)計表 構(gòu)造裂縫是主要的儲集和連通裂縫,它的發(fā)育密度大、延伸長;主要受界西等一、二級大斷層 地影響,呈條帶狀平行分布在斷層附近。斑晶節(jié)理縫主要發(fā)生在重力滲流帶和水平溶蝕帶,它的影 響深度相對有限。由于小 24斷塊,以水平裂縫為主,占 79.6%,導(dǎo)致它的產(chǎn)能低,措施效果不理想;小 22斷塊 以垂直裂縫為主,占 66.7%,生產(chǎn)中見水較快也較突然,反映出水竄嚴(yán)重,治理較難;小 25斷塊的 網(wǎng)狀和垂直裂縫都高于小 23斷塊, 使小 25斷塊的產(chǎn)能較高, 井間干擾試驗的效果也好于小 23斷塊; 小 23斷塊的裂縫類型比較勻稱,開

7、發(fā)中油井的產(chǎn)能差異較大,北部的油井以水平裂縫為主,低產(chǎn)井 比較集中;西部的油井以垂直裂縫為主,生產(chǎn)中含水高,含水上升速度快;只有斷塊中部,以網(wǎng)狀 裂縫為主的油井,產(chǎn)量較高,自噴生產(chǎn)時間較長,效益較好,反映出它們與裂縫性質(zhì)的密切關(guān)系。4 儲層物性評價4.1 孔道半徑根據(jù)黃沙坨油田 102塊巖樣的常規(guī)分析可知:粗面巖儲層屬于中孔低滲性裂縫組合,最大孔 隙為 18.4%, 最小 2.3%, 平均孔隙度 8.8%; 分析滲透率平均為 1.0×10-3m 2; 碳酸巖含量平均為 1.2%; 所以,油田的酸化措施效果較差,壓裂措施效果較好。S3 1油層的孔隙度分布在 2.3%18.4%, 平均為

8、 8.2%; S3 2油層的孔隙度分布在 5.2%11.5%, 平均為 8.3%; S3 3油層的孔隙度分布在 7.1%12.9%,油田平均孔隙度為 8.8%。孔隙和裂縫交織的形態(tài)變化多樣;有孔洞、有線狀和片狀、有細(xì)長和短粗、有開啟縫和閉合縫、 有垂直裂縫和交叉裂縫等,但是主力油層的孔隙度分布相對均勻,屬于中孔范圍,峰值出現(xiàn)在 8% 10%(圖 1 。 圖 1 黃沙坨油田孔隙度分布頻率圖孔道半徑是表征低滲透儲層巖心孔隙結(jié)構(gòu)的重要因素,它影響低滲透油田的滲流能力 3,應(yīng)用 孔道半徑評價儲層,是火山巖儲層與砂巖儲層的區(qū)別之一。孔道半徑越大,滲流阻力越小,儲層流 體的開發(fā)潛力就越大;實驗室采用恒速壓

9、汞儀來測定低滲透儲層的孔道半徑,確定黃沙坨油田的平 均孔道半徑為 0.2mm 8.1mm ,峰值出現(xiàn)在 1.0mm 2.4mm (圖 2 。 圖 2 黃沙坨油田孔道半徑分布頻率圖4.2 裂縫寬度裂縫寬度是表征火山粗面巖儲層,裂縫流體儲集和連通特征的一個重要參數(shù),是不同于砂巖儲 層的特征參數(shù)之一。對于火山巖儲層而言,不同的裂縫類型,不僅反映了成巖過程中的應(yīng)力拉伸或 剪切等性質(zhì),還反映了儲集空間的不同類型,也就決定了油藏的不同產(chǎn)能和開發(fā)特點。在建立物模的基礎(chǔ)上, 利用 Midland 公司的 3D-Move 和 3D-Stress 軟件進(jìn)行動態(tài)和非動態(tài)恢復(fù), 應(yīng)變分析和曲率分析,對裂縫系統(tǒng)的滑動趨

10、勢、滲漏趨勢和擴(kuò)張趨勢進(jìn)行分析,判斷裂縫的開啟和 閉合性;在 131.7m 長的巖心上分析裂縫寬度平均為 0.3mm 3.5mm ,裂縫密度為 18條 /m。根據(jù)羅什金油田 蘇 阿布納長耶沃區(qū)泄油半徑 4與滲透率的經(jīng)驗公式 (Re=171.8+0.53K,推測 黃沙坨油田火山巖裂縫儲層的泄油半徑為 171m 左右。探邊測試結(jié)果表明:黃沙坨油田多數(shù)井的實測探邊半徑平均在 175m 左右(表 4 ,單井控制儲 量平均為 34.5×104t ,與經(jīng)驗公式比較吻合。表 4 黃沙坨油田探邊測試表 均為 30.7%,平均無水期采收率預(yù)測最高為 21%;以小 10-16井的低滲透(8.3×

11、;10-3m 2巖樣相滲 曲線為例:低含水(小于 20%開發(fā)階段的水相滲透率僅增加 5%,油相滲透率就下降了 90%以上(見 圖 3 ,說明了巖石的強(qiáng)親水性和含水上升速度加快的原因。 圖 3 小 10-16井相滲曲線對比分析高產(chǎn)井的裂縫類型都以網(wǎng)狀縫為主,而且壓裂后的有效滲透率可提高到 21×10-3m 2以上,最高達(dá) 49.2×10-3m 2;裂縫寬度平均可提高 20%以上,達(dá)到 20mm 以上(見圖 4 ,可見:孔 道半徑和裂縫寬度是評價火山巖裂縫油氣藏的重要指標(biāo),其中的裂縫寬度指標(biāo),揭示了油井產(chǎn)能和 措施效果之間的因果關(guān)系。 圖 4 黃沙坨油田裂縫寬度分布頻率圖5 開

12、發(fā)中后期的滲透率變化隨著開發(fā)時間地延長,黃沙坨油田的地層壓力和溫度不斷下降,油層開始脫氣,油氣比上升, 結(jié)蠟程度日益嚴(yán)重;采出程度增加,上覆巖層的重力持續(xù)作用,導(dǎo)致裂縫寬度不斷減小,滲透率不 斷降低(圖 5 ,油層返吐壓裂砂,使卡泵檢修等現(xiàn)象頻繁發(fā)生,經(jīng)濟(jì)效益有所下降。 圖 5 黃沙坨油田滲透率下降曲線在油相滲透率下降的同時,水相滲透率急劇上升,束縛水飽和度增加,油田的綜合含水上升, 采油速度下降,天然能量開發(fā)的采收率預(yù)測在 18%左右(圖 6 。 圖 6 黃沙坨油田平均相滲曲線火山巖裂縫性油氣藏開發(fā)的關(guān)鍵是:充分利用儲層的特點,及時保持充足的地層能量,改善流 動系數(shù),不斷提高裂縫寬度和油相滲

13、透率,防止油層嚴(yán)重脫氣和返吐壓裂砂,采取有效措施,抑制 含水上升速度加快和遞減加大,使油田保持長期穩(wěn)產(chǎn)。6 結(jié)論(1火山巖裂縫性油氣藏不同于砂巖儲層,必須建立新的儲層評價指標(biāo);粗面巖儲層是孔隙和 裂縫交織發(fā)展的特殊油氣藏,必須用孔道半徑和裂縫寬度等指標(biāo)來評價儲層的好壞,揭示油井生產(chǎn) 中的各種矛盾。(2黃沙坨油田中孔低滲性裂縫油氣藏,巖石的親水性較強(qiáng),油相滲透率下降較快,油井含 水上升速度快,天然能量開發(fā)的采出程度低,儲層的有效滲透率不斷降低,裂縫寬度不斷減小,油 田遞減加大;應(yīng)盡量保持地層的能量,采取有效措施提高流動系數(shù)。參考文獻(xiàn) :1 伍友佳,李治平,李建 . 黃沙坨油田儲層特征及注水開發(fā)適

14、應(yīng)性研究 M.西南石油學(xué)院, 2002:2331。 2 張瑩、穆艷梅 . 火山巖油氣藏特征及勘探技術(shù)信息調(diào)研 M.中油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院科技信息所, 2000:93101。3 楊正明,張英芝,郝明強(qiáng),劉先貴,單文文 . 低滲透油田儲層綜合評價方法 J.石油學(xué)報, 2006, 27(2 6467。4 張琪,萬仁溥 . 采油工程方案設(shè)計 M. 北京:石油工業(yè)出版社, 2002:445446。5 王峭梅， 荊玲， 趙泳， 張傲霜. 文留地區(qū)泥巖裂縫油氣地球化學(xué)特征分析J. 斷塊油氣田， 2007:14(4 4 6。 6 李娟， 李琦， 孫松領(lǐng)， 趙先進(jìn)， 蘇月琦. 低滲透砂巖油氣藏裂縫綜合預(yù)

15、測J. 斷塊油氣田， 2007:14(4 37 39。 Reservoir Evaluation of Volcanic Fractured Oil and Gas Reservoir in Huangshatuo Oilfield Ma Qiang PetroChina Liaohe Jinma Oifield Develop Co., Panjin, Liaoning,124010 Abstract: Based on the low permeable features of volcanic trachyte, from the aspects of lithologic charac

16、ter, oil layer distribution, pores and fractures, pore radius and relative permeability curve, the phenomena like intermittent flow and water breakthrough in the process of production are showed, the relation between depth of reservoir and oil/water contact is investigated, the reservoir evaluation

17、indexes for volcanic fractured oil and gas reservoir in Huangshatuo oilfield are established. Relying on principle that fracturing stimulation can improve width of fracture and permeability, it is pointed out in the paper that the improvement of flow coefficient is an effective method to resolve suc

18、h problems as decrease of pressure and well temperature, increase of gas/oil ratio, declining of production rate, production of fracture sand and decrease of permeability in the late development phase of medium porouslow pearmeability oil and gas reservoir. Keywords: Huangshatuo oilfield, volcanic trachyte, reservoir evaluation, width of fracture, relative permeability curve Bio: Ma Qiang(1980, male,