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孤岛油田孤北1地区稠油油藏特征及储层敏感性分析

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孤岛 油田 地区 油油 特征 敏感性 分析
资源描述:
孤 岛 油 田 孤 北 1地 区 稠 油 油 藏 特 征 及储 层 敏 感 性 分 析李   琴(中 国 石 油 大 学 图 书 馆 ,东 营 )摘   要   孤 岛 油 田 孤 北 1地 区 馆 陶 组 组 原 油 为 重 质 稠 油 ,原 油 具 有 高 密度 、 高 粘 度 、 高 含 硫 的 特 点 ,且 分 布 规 律 受 断 层 影 响 ,具 有 越 靠 近 断 层 原 油 更 粘 稠 和 上 轻 下 重 的特 点 。 造 成 原 油 性 质 差 异 的 主 要 原 因 是 断 层 附 近 地 层 水 的 氧 化 作 用 和 重 力 分 异 作 用 。 研 究 区储 层 主 要 为 河 流 相 胶 结 疏 松 的 砂 岩 储 层 ,储 层 具 有 强 速 敏 性 和 碱 敏 性 ,这 是 造 成 储 层 伤 害 ,引起 注 汽 效 果 不 佳 ,造 成 采 收 率 不 高 的 主 要 因 素 。关 键 词   稠 油 油 藏   馆 陶 组   储 层 敏 感 性   孤 岛 油 田1  地 质 概 况孤 北 1地 区 位 于 孤 岛 油 田 披 覆 背 斜 构 造 北翼 ,南 部 以 孤 北 1断 层 为 界 与 该 油 田 中 一 开 发 区相 邻 ,是 一 个 被 断 层 复 杂 化 的 断 块 区 。 本 区 主 含油 层 段 是 馆 陶 组 第 三 至 第 五 砂 层 组 (,储 层 为 河 流 相 沉 积 ,砂 体 时 空 分 布 复 杂 ,储 层 非 均质 性 严 重 。 研 究 区 油 藏 具 有 原 油 密 度 高 、 粘 度 高 ,油 水 分 布 关 系 复 杂 的 特 点 。与 相 邻 的 孤 岛 油 田 中 一 开 发 区 相 比 ,研 究 区构 造 相 对 复 杂 ,区 内 主 要 发 育 4条 断 裂 ,按 照 断 层规 模 分 别 命 名 为 孤 北 1号 断 层 、 孤 北 2号 断 层 、 孤北 3号 断 层 和 孤 北 4号 断 层 (见 图 1)。 其 中 ,孤北 1号 和 2号 断 层 是 本 区 的 主 干 断 层 ,断 距 大 ,延伸 远 。 孤 北 3号 和 4号 断 层 是 伴 生 断 层 ,发 育 在由 孤 北 1号 和 2号 断 层 所 夹 持 的 断 块 内 部 ,使 得断 块 的 构 造 复 杂 化 。 3孤 北 1号 断 层 是 中 一 区 与 孤 北 地 区 的 分 界 断层 ,自 东 西 向 北 东 呈 弧 形 发 育 ,是 孤 岛 披 覆 背 斜 构造 顶 部 与 翼 部 的 分 界 断 层 。 孤 北 2号 断 层 在 很 大程 度 上 控 制 本 区 的 油 水 分 布 ,研 究 区 两 大 断 块 和 构 造 上 具 有 非 常 强 的 继 承性 ,两 断 块 之 间 构 造 特 征 差 异 显 著 。 油 气 主 要 富集 在 两 个 断 块 上 。 圈 闭 受 断 层 和 储 层 沉 积 微 相 两大 因 素 控 制 ,主 要 的 油 藏 类 型 包 括 构 造 油 藏 、 岩 性油 藏 、 构 造 油 藏 。图 1  孤 北 1地 区 断 裂 平 面 展 布2  储 层 特 征孤 北 1地 区 砂 体 自 下 向 上 表现 为 由 细 砂 岩 、 粉 砂 岩 、 泥 质 粉 砂 岩 及 泥 岩 构 成 的正 韵 律 组 合 。 储 层 以 长 石 砂 岩 为 主 ,石 英 含 量34% ~ 43% ,长 石 占 36% ~ 43% ,岩 屑 占 15% ~25% ;长 石 风 化 程 度 中 等 ,表 面 新 鲜 ,节 理 清 晰 ,反映 砂 岩 成 熟 度 较 低 。 砂 岩 颗 粒 多 为 次 棱 角 状 ,分82断 块 油 气 田2005年 7月                                                               第 12卷 第 4期3 收 稿 日 期   2005 - 01 - 03作 者 简 介   李 琴 ,女 , 1975年 生 , 2001年 毕 业 于 石 油 大学 资 源 系 ,构 造 地 质 学 硕 士 ,主 要 从 事 地 质 学 和 情 报 学 研 究 ,地 址(257061) :山 东 省 东 营 市 , E - 中 等 ,磨 圆 度 较 差 。 泥 岩 呈 块 状 ,颜 色 以 灰 绿 色和 紫 红 色 为 主 ,反 映 氧 化 环 境 下 的 沉 积 。 砂 体 底部 见 河 床 滞 留 沉 积 ,含 泥 砾 ,为 河 流 冲 刷 河 床 或 侧蚀 岸 边 垮 塌 后 形 成 。 在 砂 体 的 中 下 部 见 有 槽 状 、板 状 交 错 层 理 ,砂 体 上 部 粉 砂 岩 中 可 见 波 状 交 错层 理 ,顶 部 见 水 平 层 理 。概 率 累 积 曲 线 显 示 砂 层 下 部 样 品 为 三 段 式 ,砂 岩 上 部 样 品 的 曲 线 均 为 二 段 式 ,即 跳 跃 、 悬 浮 组分 ,缺 乏 滚 动 组 分 。 砂 层 组 C - M 图点 子 多 集 中 在 即 以 递 变 悬 浮 和 均 匀 悬浮 搬 运 为 主 ,悬 浮 组 分 多 ; 砂 层 组 则 以 主 ,缺 少 反 映 河 流 的 搬 运 能 力自 下 而 上 逐 渐 减 弱 的 趋 势 。3  原 油 特 征311  原 油 性 质孤 北 1地 区 油 藏 为 过 饱 和 重 质 稠 油 油 藏 ,原油 具 有 高 密 度 、 高 粘 度 、 高 含 硫 的 “ 三 高 特点 ” [ 1, 2 ]。 据 全 区 原 油 性 质 资 料 统 计 , 组 地 面 原 油 密 度 平 均 值 为 01994 8 g/50℃ 时 地 面 原 油 动 力 粘 度 为 13 769 s,含 硫量 平 均 2122% (见 表 1)。 密 度 和 粘 度 的 高 值 区往 往 分 布 在 断 层 附 近 ,越 靠 近 断 层 ,其 数 值 越 高 。垂 向 上 原 油 密 度 和 粘 度 随 深 度 埋 深 的 增 加 而 呈 增高 的 趋 势 。表 1  原 油 性 质 统 计层 位 分 析 次 数 密 度 /( g/ 粘 度 / 量 , %次 数 平 均0 01988 8 7 979 22 21104 01994 0 11 913 38 2152 11001 6 21 416 2 210603 01994 8 13 769 62 2122312  稠 油 形 成 机 理研 究 认 为 ,该 断 块 区 形 成 稠 油 油 藏 的 主 要 原因 有 2个 。一 是 断 层 的 影 响 ,在 断 层 附 近 地 层 水 比 较 活跃 ,孤 岛 地 区 在 下 第 三 系 基 本 上 都 属 于 氧 化 型 地层 水 , - 含 量 一 般 大 于 10 ,甚 至 达 到 150以 上 ,导 致 断 层 附 近 的 原 油 次 生 氧 化 作 用 大大 增 强 ,原 油 性 质 变 差 。 孤 北 1地 区 的 地 层 水 矿化 度 具 有 越 靠 近 断 层 矿 化 度 越 高 的 规 律 ,其 总 体变 化 的 趋 势 正 好 与 原 油 密 度 、 粘 度 的 变 化 趋 势 近似 ,这 充 分 证 明 了 断 层 对 原 油 性 质 的 影 响 。二 是 重 力 分 异 作 用 ,孤 岛 油 田 原 油 来 自 下 第三 系 地 层 ,在 氧 化 型 地 层 水 作 用 下 ,理 论 上 从 下 往上 运 移 距 离 越 长 ,氧 化 程 度 应 该 越 高 。 事 实 上 ,本区 的 原 油 性 质 比 处 在 相 邻 构 造 高 部 位 的 中 一 区 的原 油 性 质 还 要 差 。 笔 者 认 为 ,造 成 这 种 差 异 的 原因 除 了 断 层 作 用 外 ,重 力 分 异 作 用 的 影 响 是 最 主要 的 。 在 区 块 内 部 , 组 内 ,由 于 运移 的 距 离 相 差 不 大 ,氧 化 作 用 差 异 不 明 显 ,而 重 力分 异 作 用 造 成 上 、 下 各 砂 层 组 之 间 原 油 呈 现 上 轻下 重 趋 势 (见 表 1)。 由 于 孤 北 1断 层 存 在 ,使 得孤 北 1地 区 的 油 藏 比 中 一 区 相 当 层 的 油 藏 低 50~ 80 m,在 重 力 分 异 作 用 下 ,深 度 增 加 ,原 油 性 质也 变 差 。由 此 可 见 ,断 层 造 成 原 油 性 质 在 平 面 上 的 分布 变 化 ,而 重 力 分 异 作 用 造 成 原 油 性 质 垂 向 上 的变 化 。4  储 层 敏 感 性 分 析孤 北 1重 质 稠 油 油 藏 正 在 采 用 注 汽 热 采 ,开采 效 果 一 直 不 十 分 理 想 。 因 此 ,开 展 原 油 性 质 、 储层 敏 感 性 和 储 层 保 护 研 究 成 为 必 然 。 引 起 储 层 伤害 的 因 素 很 多 ,最 关 键 的 是 储 层 自 身 的 内 在 因 素 ,即 储 层 的 速 敏 性 、 酸 敏 性 、 碱 敏 性 、 水 敏 性 、 盐 敏 性等 敏 感 性 特 征 [ 3 ]。411  粘 土 矿 物 特 征 对 储 层 敏 感 性 的 影 响对 胶 结 疏 松 的 河 流 相 砂 岩 储 层 而 言 ,粘 土 矿物 的 成 分 和 含 量 是 影 响 储 层 敏 感 性 的 重 要 因 素 。本 区 储 层 中 的 粘 土 矿 物 主 要 有 3种 成 因 类 型 :(1)杂 基 成 因 的 粘 土 。 它 与 碎 屑 颗 粒 同 时 沉积 下 来 ,自 形 程 度 较 差 ,分 布 不 均 匀 ,由 于 泥 质 含量 不 同 可 构 成 不 同 的 沉 积 纹 层 。(2)自 生 粘 土 。 它 在 埋 藏 成 岩 作 用 过 程 中 形成 ,多 数 分 布 在 粒 间 、 粒 表 或 粒 内 微 孔 中 ,自 形 程度 高 。(3)具 颗 粒 结 构 的 粘 土 。 它 是 指 泥 岩 岩 屑 和少 量 泥 砾 。 具 颗 粒 外 形 ,和 其 它 碎 屑 颗 粒 同 时 沉积 下 来 ,常 被 挤 压 成 假 杂 基 堵 塞 粒 间 孔 隙 ,分 布 不均 。 其 含 量 不 同 也 可 构 成 不 同 的 纹 层 。杂 基 成 因 的 和 具 颗 粒 结 构 的 粘 土 在 堤 岸 亚相 、 边 滩 边 缘 和 凹 槽 微 相 中 孔 渗 性 较 差 的 储 层 中发 育 ,而 自 生 粘 土 在 滩 脊 附 近 孔 隙 性 较 好 的 储 层中 较 发 育 。92第 12卷 第 4期                   李   琴 1孤 岛 油 田 孤 北 1地 区 稠 油 油 藏 特 征 及 储 层 敏 感 性 分 析                   2005年 7月根 据 衍 射 分 析 所 得 粘 土 矿 物 (小 于 2μ m)的 相 对 含 量 见 表 2,渗 透 性 较 差 的 泥 质 粉 细砂 岩 中 ,伊 /蒙 混 层 粘 土 矿 物 相 对 含 量 最 高 ,混 层比 为 70%左 右 ,其 次 为 高 岭 石 和 伊 利 石 。 在 孔 渗性 好 的 油 层 中 ,高 岭 石 相 对 含 量 较 高 ,可 达 50%以 上 ,绿 泥 石 相 对 含 量 不 足 10%。表 2  衍 射 粘 土 矿 物 分 析 成 果井 号 层 位相 对 含 量 , %高 岭 石 伊 利 石 伊 /蒙 混 层 绿 泥 石含 量 ,% 岩 性7 - 407 0 12 29 9 2 细 砂 岩4 9 45 12 6 细 砂 岩11 - 0 15 67 8 泥 质 粉 砂 岩5 20 57 8 1 细 砂 岩13 - 3 14 66 7 20 泥 质 细 砂 岩13 - 7 10 65 8 4 细 砂 岩6 - 420 2 10 61 7 泥 质 粉 砂 岩412  储 层 敏 感 性 类 型 和 储 层 的 主 要 伤 害 因 素根 据 孤 北 1地 区 粘 土 矿 物 类型 和 相 对 含 量 ,胶 结 物 的 成 分 、 胶 结 方 式 和 分 布 状况 可 知 ,孤 北 地 区 不 同 物 性 储 层 潜 在 的 敏 感 性 略有 不 同 ,主 要 表 现 为 速 敏 性 和 水 敏 性 [ 4 ]。对 于 高 渗 透 性 储 层 而 言 ,碱 敏 性 是 造 成 储 层伤 害 的 主 要 原 因 。 根 据 碱 敏 性 试 验 ,蒸 汽 凝 析 液 7103升 至 8100,渗 透 率 从 01509 4 × 10 - 3μ 到 01261 6 × 10 - 3μ 表 明 储 层 碱 敏 性强 。对 中 低 渗 透 性 储 层 中 粘 土 矿 物 以 蒙 脱 石 和 伊蒙 混 层 粘 土 矿 物 为 主 ,速 敏 性 是 造 成 储 层 伤 害 的主 要 原 因 ,由 于 胶 结 疏 松 ,微 粒 容 易 发 生 迁 移 ,微粒 迁 移 可 能 堵 塞 孔 隙 和 喉 道 ,使 孔 渗 性 变 差 。 而且 蒙 脱 石 水 敏 性 强 ,易 膨 胀 ,狭 窄 的 吼 道 易 发 生 膨胀 阻 塞 ,从 而 降 低 渗 透 率 。5  结 论稠 油 热 采 时 ,当 高 温 流 体 注 入 地 层 ,除 了 有 助于 稠 油 降 粘 、 提 高 流 动 能 力 外 ,这 些流 体 进 入 储 层 后 势 必 会 和 储 层 中 岩石 和 矿 物 发 生 作 用 ,使 储 层 发 生 一系 列 物 理 化 学 变 化 。 对 于 胶 结 疏 松的 河 流 相 砂 岩 储 层 而 言 ,控 制 粘 土矿 物 的 不 利 反 应 是 储 层 保 护 的 关键 ,其 中 注 汽 量 和 注 汽 速 度 、 蒸 汽 温度 和 影 响 热 采 条 件 下 矿 物反 应 和 转 化 的 最 主 要 的 因 素 。 考 虑到 速 敏 性 影 响 ,注 汽 量 和 注 汽 速 度不 宜 太 高 ,防 止 颗 粒 阻 塞 降 低 渗 透率 和 采 收 率 。 考 虑 到 反 应 以 及 给 储 层 加 热 ,蒸 汽温 度 和 高 或 过 低 都 不 利 于 稠 油 热 采 ,一般 最 佳 热 采 温 度 为 250~ 300 ℃ ,注 入 流 体 的 宜 太 高 ,以 免 造 成 储 层 伤 害 。参 考 文 献1  李 拥 安 ,刘 建 平 ,毛 为 荣 等 1断 块 油 藏 蒸 汽 驱 数 值 模 拟 优 化 研究 1油 气 田 地 面 工 程 , 2002, 21 (2) : 402  毛 卫 荣 ,高 莉 ,宋 书 君 等 1具 边 底 水 的 薄 层 疏 松 砂 岩 油 藏 蒸 汽吞 吐 开 采 1油 气 采 收 率 技 术 , 2000, 7 (4) : 9~ 123  孙 建 芳 ,邱 国 清 ,石 军 平 等 1孤 岛 中 二 中 东 区 稠 油 油 藏 提 高 注蒸 汽 开 发 效 果 研 究 1特 种 油 气 藏 , 2001, 8 (2) : 34~ 374  陈 辉 ,穆 建 邦 ,高 成 元 等 1孤 北 1断 块 蒸 汽 吞 吐 稠 油 油 藏 化 学解 堵 技 术 1油 田 化 学 , 2000, 17 (1) : 21~ 23, 27(编 辑   王 淑 玉 )032005年 7月                               断 块 油 气 田                                 第 12卷 第 4期U A t we of it in p W L of en i Q Ch n D Ch . Ga s F 2005, 12( 4) :28230H of of of by of of of is of V of of il a s 9 1 em in n en t, S 57001 , Ch , i u Q et a l. Ga s F 005, 12( 4) : 31233B 9 1 004. of s p in of or B 9 1, O il en t h ix J om Ch , L u Ga s F 2005, 12( 4) : 34236In of of in en i’ c ek n Be 00871, Ch iy i. Ga s F 2005, 12( 4) : 37238A of of ic It p s of no in no It be to it of of of W ic L im it of ta l of s iq i( X i’ h n X i’ 10065,Ch , in et a l. Ga s F 2005, 12( 4) : 39241V ia of in of of 1122 of 8. 3 of 3 of of in is up 0% - 70%. of of p in D ic ia l W tm en tW 10500, , Ga s 2005, 12( 4) :42244in p as of 12  4                                                                                2005
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