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北部山前带柯柯亚地区致密砂岩气藏特征分析

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北部 山前 带柯柯亚 地区 致密 砂岩 特征 分析
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第15卷第2期 2010年6月 吐哈油气 0I.15. 010 北部山前带柯柯亚地区致密砂岩气藏特征分析 郑玉萍,张治民,贾国强,季卫华,万剑英 (中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院,新疆哈密839009) 摘 要:北部山前带柯柯亚致密砂岩气藏是油田增储建产的重点勘探区带。文章介绍了柯柯亚 致密砂岩气藏的类型、沉积相等特点,从微观上分析了气藏的特征。指出该区致密砂岩气藏为“先 致密、后成藏”成藏模式,致密砂岩气藏高产富集的主要控制因素是储层物性,构造部位的高低在 一定程度上控制气藏的产量,由此提出了下一步的勘探方向。 关键词:致密砂岩;物性;气藏特征;富集高产 1概况 柯柯亚地区位于北部山前冲断带前缘,整体是 一个晚燕山期的古构造,发育有多套储盖组合,在中 侏罗统共探明石油地质储量1 570×104 t,在下侏罗 统控制、预测天然气地质储量335.85×10。m ,是目前 吐哈油田下侏罗统气藏扩展勘探的重点区带之一。 该油田最初勘探是以中侏罗统为目的层系,随 着研究的深入,认为该区在燕山、喜山期一直处在较 高部位,河道砂体发育,储层厚度大,是多套烃源岩 油气运聚的优势指向区,2007年9月在研究区构造 高部位上钻探的柯19井在3 393.8~3 410.0 裂测试,8 6×104m 、油19.76 开了山前带水西沟群致密砂岩 气藏勘探的序幕,此后相继钻探柯2O、柯21井等都 获得了工业油气流(图1)。 图1柯柯亚构造带下侏罗统一气藏构造示意 2地层发育情况 研究区侏罗系中统西山窑组和下侏罗统为含煤 的碎屑岩沉积,泥岩以深灰色为主,发育煤层,为潮 湿环境下的沼泽一湖泛沉积。 岩性纵向为砂泥岩与煤层互层,砂岩百分比在 50%~60%之间,为“砂包泥”特征,砂岩类型有粉砂 岩、细砂岩、含砾砂岩、中砂岩和粗砂岩。其中,粗砂 岩、含砾砂岩等较粗岩类集中在八道湾组,单层厚度 大,为高能环境,属辫状河三角洲沉积;三工河组、西 山窑组为三角洲沉积。 从砂岩横向对比分析,八道湾组砂岩厚度大,横 向连续性好,为快速堆积的粗碎屑辫状河三角洲沉 积。而三工河组、西山窑组为粉砂岩和细砂岩等沉积, 岩性细,横向上变化大,属三角洲沉积(图2)。 图2核3—柯21一柯2O—柯19—2—柯19井 下侏罗统小层对比 3沉积相分析 沉积构造,特别是物理成因的原生沉积构造,最 能反映沉积物形成过程中的水动力条件,兼之它们 在成岩阶段受影响小,所以一直被视为分析和判断 沉积环境的重要标志。从研究区中的柯19、柯20、柯 21等井岩心观察到的沉积构造分析认为,河道迁移 形成的冲刷构造及底部滞留泥砾,层理多为反映三 收稿日期:2010—04—13 作者简介:郑玉萍(1967一),男,甘肃金塔人,油工程。联系电话:0902—2764216 第15卷第2期 郑玉萍,等:北部山前带柯柯亚地区致密砂岩气藏特征分析 225 角洲前缘分流河道沉积的槽状交错层理以 及河口坝沉积的块状层理(图3)。 在研究区中的柯19、20、21和核3井 等下侏罗取心段概率累积统计中发现,出 现了代表水下分流河道的典型缓跳跃、高 悬浮三段式曲线,一般不存在滚动次总体, 跳跃次总体含量占80%~90%;悬浮次总 体含量较少,含量占10%一20%,代表了 一种较强的牵引流水动力条件;同时出现 了代表砂坝高悬浮二段式的曲线,跳跃次 总体含量也占80%~90%,但斜度较大, 分选较好,总体代表一种较弱的牵引流水 动力条件,沉积环境一般是河道末端或滨 浅湖环境。 此外,从研究区柯19、20、21等井的岩 石薄片分析认为,八道湾组储层砂岩整体 具有低成分成熟度和结构成熟度、低泥质 充填、低胶结物含量的岩石学特点;砂岩淘 洗较充分,渗流杂基不发育,具有三角洲前 缘(包括水下分流河道、河口坝等微相类 型)沉积相的特点(图4)。 由上分析,认为研究区西山窑组主要 受北部物源控制,发育有辫状河三角洲相 和湖泊相。其中,西山窑组一段为滨浅湖 中的滩坝沼泽亚相,煤层发育。研究区在 此段砂岩厚度多为20~30 m,砂地比范围 为10%~30%。 三工河组受北部物源控制,发育有三 角洲相和湖泊相,尤其是在研究区发育有 三角洲前缘的水下分流河道沉积。研究区 在此段砂岩厚度多为40~80 地比多 在40%~60%,核2井区砂岩大于100 砂地比多在60%以上。 八道湾组一段(J b )受北部物源控制, 发育辫状河三角~l,I 体以辫 ~ 藿 ■ t 治 a ● f 一 = ■ ^ ● l · ■——■■ 、 E;{;: { 曾苗 ÷ 1 磕 ; - { , i 釜 ’ : £‘! :: ■ ■ ‘. I 收 ■ 鞲 T r ‘ I|lt,y ‘ = ■ 潮 《g 一 't I ‘ ’ “ 3柯21井下侏罗统单井相分析 ,3 491d.3%01.长石岩 鲁 , 34933%.88o.1.99m, 91X l 长石岩/ 屑砂岩O:5.4% :3. 1 u 膈 石 -q’j ^: I Iu 4柯2河三角洲前缘的水下分流河道为主(图5)。该地区 砂岩厚度多在70~120 间,砂地比多在40%~ 60%之间。 八道湾组二段(J b )受北部物源控制,发育辫状 河三角洲相和湖泊相,辫状河三角洲前缘的水下分 流河道、河口坝微相砂体占优势。核3井区砂岩厚度 多在100~200 地比多在60%~80%,研究 区在此段砂岩厚度多为70~140 地比范围 为40%~60%。 图5研究区八道湾组气藏特征分析 (1)含气储层分布稳定,厚度大,源、储呈“三明 治”结构。 本地区气藏从上至下发育四套主力气层,即J,x 气层、气层和几套气层的 单层平均厚度30 计厚度106~280 m,最大单层 厚度达75 m。气层具有厚度大、分布广的特点。 从源储配置来看,气藏储集砂体与其煤系源岩呈 相互叠置的“三明治”式结构。这样的储层特征和源储 226 吐哈油气 120.i 4O.O 2O.o 攀 。 20.0 辇l 00.。0 翌 120. 20.0 攀0.0 颦 00.。0 攀 2~4 4~8 6~8 8~10 2 巾(%) 0,0l~0.1 0.1~1 l~l0 00 100~1000 k‘×16柯19、柯20井下侏罗统岩心分析物性统计直方图 组合模式造就了气藏的大面积分布。 (2)储层较为致密,孔隙度普遍1×10 反映毛细管压力也大。 因此,油气在储层内流通需克服很大的阻力。 (3)气层含水饱合度高,气水分异不彻底,油气 水同出,但未见边底水。 先期产液含水高,后期逐渐降低,反映储层具有 较高的含水饱合度的特点。由毛管压力曲线特征可 知,含气饱和度要达到50%以上,需很高的气柱高 度,在气柱高度不大时,都含有较高的孔隙水。 开发井柯191井4月15 井总液量 356.9 自4月15日至20日压后排液253.73 月25日至5月14日进分离器计量,共排液157.612 至此累计排液411.342 m 。自5月15日起,该井 油、气产量比较稳定,水产量逐渐降低,含水率由 30%降到目前的4%左右,也说明地层产出的水是致 密砂岩中的孔隙水,不是边底水。 开发井柯19—6井(3 425~3 455 m)在经过4个 月的试采后,由4月份日产天然气53 278 析油 t、水5.17 m ,到7月份该井日产天然气 84 012 t、水0.48 水明显降低。说 表1 研究区气田八道湾组气藏试油成果数据 一 一 一豳 一 一方 一 一直 一 一布 ~ 一分 一 一度 ~ 一孔 一 ~组 一 ~湾 一 一道 ~ 一八 一 l ~ _ 一 一 一 一率 ~ ~ 一 ;囊 一 ~组 _- 道 ~ 一 ■■ ~ ~ =l 第15卷第2期 郑玉萍,等:北部山前带柯柯亚地区致密砂岩气藏特征分析 227 明早期产出水为孔隙水和裂缝中的少量水,而不是边 水或底水。即使是构造位置较低的柯20井(3 691~ 3 711 m)试产第一天产水19.6 m。,第五天水产量为 3.21 m 。现已测试的3口探井也都表现为这种特征。 (4)上气藏地层压力比较一致,压力系数在1.12 左右;下气藏压力系数则有一定差别(表1),表明上、 下气藏的砂体连通性差。这与砂体发育程度、叠置关 系和储层物性的非均质性密切相关,下气藏砂体之 间一般有厚度4~10 致彼此之 间的连通性更差。 5气藏模式研究 柯柯亚气藏八道湾组储层物性统计,孔隙度为 4%~8%,渗透率为(O.01~1.10 m ,为中等一 差致密储层气藏。与四川盆地须家河组气藏储层物 性接近,比鄂尔多斯盆地古生界气藏储层要差。 柯柯亚八道湾组气藏为“先致密、后成藏”型。构 造演化分析表明,圈闭雏形于中晚燕山期,定型于喜 山期,与凹陷的主要生排烃时期相匹配。在晚第三 纪一第四纪之前埋深很大,推测在4 500 较强的压实和压溶作用下,储层物性大大降低。晚第 三纪一第四纪,受博格达山向北的强烈推覆作用,侏 罗系地层被强烈抬升和挤压,致使储层变得更加致 密。而侏罗系水系沟群烃源岩,在晚第三纪一第四纪 进入大量生气期,由此形成水西沟群自生自储型气 藏,在柯柯亚构造带上,气藏在形成的同时也受到改 造。因此,该气藏属于改造的“先致密、后成藏”型致 密砂岩气藏(图7)。 6致密砂岩气富集关键要素分析 八道湾组气藏类型初步确定为致密砂岩气藏,柯 柯亚构造高部位及其周缘由于褶皱作用产生裂缝,为 “甜点”发育区。近山区的核3、核2井由于受到强烈 挤压作用,储层致密,为“酸点”区。目前柯柯亚构造带 因为没有探边井,现所有井都在构造高部位,所以准 确地判断气藏类型较难。该气藏在富集高产控藏要素 主要是: (1)储集砂体的物性好坏控制储层天然气产量或 丰度。 通过对本区6口井200多个样口的物性分析来 看,气层段和干层段样品在孔隙度特征方面存在以下 明显差别:①干层段孑5%, 而气层段峰值集中在3% 6%;②干层段孔隙度小于 2%的样口点相当比重,而气层段这类不存在;③孔隙 度大于8%的样品到干层段中几乎不存在,而在气层 段中孔隙度超过8%样品占相当比重。 干层段与气层段砂岩在渗透率特征上也有很大 差异,相比之下,气层段砂岩的渗透率主峰值更大,渗 透率值更大(>10×10 m )的样品也有较大比重存 在。由些来看,该气藏具备致密砂岩气藏的一般特性, 砂层及其物性都存在较强的非均质性,导致内部含气 性有差异,物性好的含气性相对较好 (2)构造部位的高、低在一定程度上控制储层天 然气产量或丰度。 构造带上发育多个断块或断背斜等类型圈闭,它 们富气程度可能具有相对的独立性。因此,这些圈闭 均是近期进一步扩大气藏规模的有利钻探目标。 图7柯19一核2井区致密砂岩气藏成藏模式 (3)山前冲断带前缘,煤岩 厚度中心和烃源岩生烃强度中 心叠合区,是下步有利的钻探 目标区。 参考文献: 【1]何维庄,等.低渗透油气田开发 译文集【M].北京:石油工业出 版社,1990. [2】王昌桂,程克明,等.吐哈盆地侏 罗系煤成烃地球化学[M].北京: 科学出版社,1998. 【3]赵靖舟,等.前陆盆地天然气成 藏理论及应用译【M】.北京:石油 工业出版社,2003. (英文摘要转236页) 236 吐哈油气 2010年 u u e~39009,of ,s is in is by in is by is of of by he I II ib 接227页英文摘要) i i 39009,in is a of of t is of of is“be be of of is of in a is
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