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低渗透油藏

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渗透 油藏
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一.低渗透致密气藏的定义关于低渗透气田的定义,大多根据储层物性来划分,但是目前国内外尚没有统一的低渗透气田划分标准。以前关于低渗透气田的定义多参考低渗透油田标准,由于气体分子直径要比油分子小得多,气体熟度(o.01也远远小于原油,使气体具有吸附、渗透和扩散的特性,在地层条件下其流动应该较原油容易得多,因此相应的气体可流动的物性下限应较原油低得多。采用袖藏物性划分标准,往往使得气田的流动物性界限偏高,而忽略了许多有开采价值的储层,因此有必要对气藏的可流动物性界限做相应的研究。根据我国气田开发多年的经验,借鉴国外相关研究成果已形成了以下比较一致的观点。一.低渗透气藏地质特征美国在低渗透致密储层方面已经作过了不少的研究工作,其中最主要的研究成果有下列的几项:(1985) 简要讨论了落基山地区的低渗透致密储层的地质现状,984)总结了有代表性的毯状( 层状)致密储层的地质及工程特征 s 。和 986)以美国石油地质学家协会名义发表了致密气藏的地质研究;M 踢比船(1984) 描述了加拿大致密气藏的重要现状,(1989) 总结了美国西部的低渗透致密储层特征等。由于我国在低渗透气藏方面尚未进行全面的系统研究,因此下列基本特征是在美国所总结的资料基础上,参考我国低渗透油气田实际情况进行总结得到的。(一) 沉积特征和成因分娄我国低渗透储层和其他中高渗透层一样,大部分生成于中、新生代陆相盆地之中,具有陆相碎屑岩储层共有的一些基本沉积特征——多物源、近物源、矿物及其结构成熟度低和沉积相带变化快等。从具体沉积环境分析,低渗透储层有以下几种成因类型和特点。1.近源沉积储层离物源区较近,未经长距离搬运就沉积下来,碎屑物质颗粒大小相差悬殊,分选差,不同粒径颗粒及泥块充填在不同的孔隙中,使储层总孔隙显连通孔隙都大幅度减小,形成低渗透储集层。冲积扇相沉积属于这类型,冲积扇沉积是山地河流一出山口,坡度变缓,宽度扩大,加上地层滤失,水量减少,流速急速更小,河水携带的碎屑物快速堆积成扇体沉积。2.远源沉积储层沉积时离物源区较远,水流所携带的碎屑经长距离的搬运,颗粒变细,悬浮部分增多。沉积成岩后,形成粒级细、孔隙半径、泥质(或钙质) 含量高的低渗透储层。此类储层在助陷型大型盆地沉积中心广泛发育。3 成岩作用碎屑岩的形成从渗透储层的原因来说,除沉积成因以外,沉积后的成岩作用及后生作用对储层物性也起着十分重要的作用。储层在压实作用、胶结作用和溶蚀作用下,储层的孔隙度、渗透率不断发生变化。成岩过程中的压实作用和胶结作用使岩石原生孔隙减小,特别是成熟度低的岩石,由于孔隙度大量减小,容易变为低渗透储层,甚至变为极致密的非储集层。溶蚀作用可产生次生孔隙,使致密层孔隙度增加,重新变为低渗透储层。一般该类储层主要表现为低孔、低渗储层。(二) 储层特征低渗透砂岩气藏主要有以下特征:含水饱和度。1.非均质性低渗透砂岩储层一般具有严重的非均质性,储层物性在纵、横向上各向异性明显,产层厚度和岩性都很不稳定,在短距离内就会出现岩相变化或岩性尖灭,以致井问无法对比。 2.孔隙度及孔隙结构根据美国学者 985)提出的观点,低渗透储层孔隙度变化范围较大,并不像人们所认为的低渗透储层孔隙度一定较低,有的可高达 30%,而有的气田只有 5%左右,例如我国文中沙四气藏孔隙度介于 8.86%一 13.86%,美国奥卓拉气田孔隙度介于 5%一15%,平均值 11.2%;美国特尔特贝尤气田 度平均值高达 23%,西德雷登气田孔隙度介于 5%一 8%。卧根据储层孔隙度与渗透率的特点把低渗透致密储层划分为两大类:高孔低渗和低 7L 低渗。高孔低渗储层的岩石主要为粉砂岩、极细被砂岩及白空土,埋藏深度较浅。对于粉砂岩及很细粒的砂岩,其孔隙度一般介于 10%一 3D%;对于白空土,孔隙度介于 25%一40%,大部分孔隙为原生孔隙。通常砂粒直径小于 60v m,孔隙直径小于 10 p m,孔吼直径小于 1H m。低孔低渗储层具有极低的孔隙度(3%一 12%) ,储层主要由分散在储层岩石中的微溶孔组成,大量孔隙是由于沉积后矿物颗粒,岩石碎屑及基质胶结物等经过溶解或部分溶解后形成的,也就是说,次生孔隙发育,这种 7L 隙常称为微溶孔,也可能还有少量的原生孔隙。孔隙是由短到相对长而扁平的或带状扭曲的毛细管所连通,这种结构称为“箱状孔隙系统” ,连通吼道小于 2v m,甚至小于 lp m(见图 1—2—1)。在美国西部地区,低孔低渗储层含有大量的致密气资源。我国所发现的低渗透气藏大部分属于低孔低渗类型。储层的孔隙结构是微观物理研究的中心,它能揭示储层内部结构,是影响渗流特性的直接因素。低渗透砂岩储层孔隙结构主要特征表现在:孔隙类型分布多样,孔喉半径小,泥质含量高。砂岩孔隙可分为四个基本类型,即粒间孔隙、次生孔隙、微孔隙和裂缝,这四种孔隙在低渗透砂岩储层中均可见到。研究表明,渗透率的高低与孔隙类型及每种类型的孔隙所占的比例有关。一般来说,粒间孔隙越少,微孔隙所占比例就越大,则渗透率越低。与渗透率较高的砂岩相比,低渗透砂岩受的成岩作用的影响比较明显,多数岩样以次生孔隙为主,并往往伴随大量的微孔隙。无论其成因如何,性质有何差异,低渗透砂岩都具有孔隙连迈吼道细小的特点。一般来说,低渗透砂岩储气层的喉道都小于 2v m。983)研究了落基山地区白呈纪及第三纪的致密气层,认为岩石致密的原因有二:一是颗粒过细,孔隙小于 lo u m,孔喉小于 1p m,孔隙面积与孔隙体积之比大,二是由于胶结过紧,孔隙连通性差。一般是沉积后矿物颗粒、岩石碎片和基质胶结物溶解形成的次生孔隙,有大量不连通的微孔存在,孔隙之间呈弯曲的席状毛纫管连通,毛细管宽度很小,一般小于 2P m,甚至小于 1u m。毛细管小一方面限制了气体的流动:另一方面导致了高的毛细管压力,容易引起钻井和完井过程中泥浆的侵入。研究储层孔隙结构的主要方法是测定毛细管压力,绘制毛细管压力与饱和度的关系曲线,用来确定储层孔隙和吼道的定量特征,与其他方法(如铸体、岩矿薄片,扫描电镜等)相配合,构成一个完整的研究系统。3.扼质音量高泥质含量高,并伴随大量自生新土是低渗透砂岩储层的又一显著特征。砂岩中的就土矿物可分为两大类;碎屑熟土(随砂粒一起沉积) 和自生教土 (成岩过程中从地层水中沉淀或碎屑新土蚀变形成)。大多数低渗透砂岩的碎屑愁土成分高,且都含自生熟土,有的含量可超过 25%。与渗透率较高的砂岩相比,除了憨土数量较多之外,低渗透砂岩所含的自生茹土多以水敏熟土(蒙脱石、伊利石 )以及酸敏性矿物(绿泥石,遇富气流体生成氧化铁沉淀)为主,撤土形态又以膜状或桥状为主,因此,鼓土微粒的释放、迁移、堵塞和膨胀是造成低渗透储层伤害的主要原因。4.渗透率渗透率是储层渗滤能力的决定因素.由于低渗透储层的孔喉很小,微孔隙比重大,致使渗透率很低。在气藏类型方面,所谓常规储层通常指气体地下渗透率大于 1.o 层孔隙度介于 14%一 30%,而且主要是原生孔隙;非常规储层主要是气体地下渗透率小于(o.1—1.O)储层。我国开发的低渗透气藏其渗透率一般都低于 o.1照国外划分标准己属于特低渗透气藏。低渗透致密储层具有强烈的应力敏感特征,即当增加围眼压力时渗透率要随之而降低(见图 1—2—2)所示。岩心渗透率在有负荷应力时,要降低 2—。根据980)的研究结论,岩石渗透串越低,随压力增加的渗透率降低程度越大。其具体影响机理将在后面章节详细介绍。常规实验室测定的气体渗透率与储层条件下的实际情况差别很大,不能完全代表储层的渗流情况,对渗透砂岩气藏尤为突出。净封曰 5 女( “。 。 。 ”图 1—2—2 渗透率与封闭压力关系曲线因此应该尽量采用能够模拟地层条件下流体渗流过程的实验手段,采用先进的设备,直接测量储层的渗透卒。此外,地层条件下渗透率的降低不仅与围压有关,还与地层水饱和度有关。
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