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鄂尔多斯盆地延长组低渗油藏地质研究现状与思路

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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鄂尔多斯盆地延长组低渗透油藏地质研究现状与思路主 要 内 容一 、 三叠系延长组地质开发概况二 、 延长组低渗透油藏地质研究现状三 、 延长组低渗透油藏地质精细研究思路一、三叠系延长组地质开发概况鄂尔多斯作为一个独立的沉积盆地 , 是从三叠系开始形成的 。① 三叠系延长组沉积期 , 在盆地内形成了一个大型生油气凹陷 。 盆地内发育了从东北向西南方向的湖泊三角洲和由西南向东北方向的扇三角洲 ② 由于湖盆在形成 、 发展和萎缩 、 消亡过程中 , 湖岸线的多次进退变化 , 进而在三叠系形成了多个良好的生储盖组合 , 对形成三角洲油藏大面积复合连片创造了良好的物质条件 。 背 景鄂尔多斯盆地构造区划图三叠系延长组油层是盆地内最早在盆地东部浅油层区进行石油钻探开采的含油层系 。 由于延长组油层致密 , 渗透率低 , 属于典型的低渗油藏 , 勘探开发周期长 。① 1966年在盆地西部马探 5井第一次采用压裂改造措施获自喷工业油流 , 使马家滩低渗砂岩油藏具备了工业开采价值 。② 1970年长庆油田大会战 , 确定了 “ 压开延长组 、 改造低渗透 ” 的开发延长组油层的思路 。③ 20世纪 80年代中后期 , 随着对低渗油藏认识的不断加深和配套技术的逐步完善创新 , 才陆续成功的勘探开发了安塞 、 靖安等大油田 ,④ 直到 21世纪初才在陇东发现了亿吨级西峰大油田 。一、三叠系延长组地质开发概况 0个油层组 。 其中 长 6与长 2是目前开发的主要油层 , 长 8是陇东西峰油田开发的主要层位 。 前人研究认为延长组油层的主要地质开发特征是:① 油层具一大 ( 平面上含油气层大面积分布 ) 、 二多( 纵向上多含油气层段 ) 、 三低 ( 油层的渗透率 、 压力和产量均低 ) 的特点;② 油层具非均质性强 , 孔吼细微 , 物性差 , 特低渗较普遍的特点 ( 如安塞 、 靖安长 6油层平均渗透率: 1~ 2北地区长 2油层平均渗透率: ;③ 油层含天然裂缝 , 但在地层条件下呈闭合状态 , 对油气渗流影响不大 ( 美国 ;一、三叠系延长组地质开发概况 油层中的胶结物以酸敏矿物 (如绿泥石 、 浊沸石和方解石等 )为主 , 水敏矿物较少 , 主要是自生水云母及伊蒙混层;⑤ 油层压裂投产和早期注水开发效果较好;⑥ 油层启动压差及驱替压力梯度大;⑦ 油层含天然裂缝 , 易沿砂体轴向形成裂缝水串 , 增加了注水开发的难度;⑧ 油井见水后 , 采液 、 采油指数下降 , 导致油田中后期稳产难度加大 。一、三叠系延长组地质开发概况 长组低渗透油藏地质研究现状碎屑岩含油储层孔隙度、渗透率评价标准( 6285层分类 孔隙度( % ) 渗透率( × 10- 3μ 特高孔特高渗储层 ≥ 30 ≥ 2 00 0 高孔高渗储层 30 ~ 25 20 0 0 ~ 5 00 中孔中渗储层 25 ~ 1 5 5 0 0 ~ 5 0 低孔低渗储层 15 ~ 10 5 0 ~ 10 特低孔特低渗储层 10 ~ 5 10 ~ 1 超 低孔 超 低渗储层 < 5 1 ~ 0 . 1 曾大乾 ( 1994)根据低渗透储层的基本成因将其分为三大类:原生低渗透储层 、 次生低渗透储层和裂缝性低渗透储层 。① 原生低渗透储层:沉积物成熟度低 , 其矿物和粒度组成十分混杂 , 泥质含量高 , 无效孔隙数量多 。② 次生低渗透储层和 ③ 裂缝性低渗透储层:成岩成熟度高 , 压实强烈 , 胶结致密 , 自生粘土矿物增加 , 使孔喉变小 , 迂曲度增加 。因此 , 低渗透储层在钻井 , 完井及开采中极易产生地层伤害 。 低渗透砂岩油田开发 》 (1997)一书的第三章第六节 “ 低渗透储集层综合分类评价 ”中 , 将低渗透储层分为 6种类型:① 一般低渗透储层 ( 渗透率 (50一 10) ② 特低渗透储层 ( 渗透率 (10一 1) ③ 超低渗透储层 ( 渗透率 (1一 ④ 致密层 ( 渗透率 ((;⑤ 非常规致密层和超致密层 ( 渗透率分别为((、 (⑥ 裂隙 渗透率变化大或 <10二、 渗透率 是最重要的因素 ,其次是 天然能量 (油藏原始压力系统往往能反映出油藏天然能量 ), 第三是 油藏埋藏深 度 (决定其开发效益 )。 综合上 述 3方 面因素 , 选择渗透率 、油藏原始压力和油藏 埋藏深度 3个指标 , 中国石化研究院将低渗透油藏初步细分为 10种 。中国石化主要存在 深层高压特低渗透 、 中深层常压特低渗透 、浅层低压特低渗透 、 深层高压低渗透 、 中深层常压低渗透 和 浅层常压低渗透 6种低 渗透油藏类型 。二、延长组低渗透油藏地质研究现状仅有鄂尔多斯盆地坪北油田延长组油藏 , 其动用石油地质储量占中国石化低渗透油藏的 5%。 尤其是还未形成一套统一的针对低渗透储层的分类和评价标准 。目前我国碎屑岩储层分类研究尽管在低渗透储层的上限方面已基本达成共识 , 即普遍将渗透率 50 且大的分类框架也已初步形成 ,但仍然存在一些明显的不足 。 突出的有两方面 :一是 现行的石油天然气行业标准对于低渗透储层的分类仍然偏粗 , 不能满足象鄂尔多斯盆地这种典型低渗透油气田勘探开发的需要 , 且已有的一些低渗透储层分类虽然比较详细 , 但却不够统一;二是 对于各级低渗透储层的孔隙度划分界限还有待探讨 。二、延长组低渗透油藏地质研究现状低渗透含油砂岩储集层分类评价标准(赵靖舟, 2007) 优质油气田的储量和产量逐年减少 , 低渗透等低品位油气田的储量和产量所占比例则逐年增大 , 已成为当前以及今后我国油气增储上产的主要资源 。据统计 中国石油 探明储量中低渗透石油资源的比例 1995年前为 23%,1996年至 2001年达 56%,2001年以来 已达到 69%。据第二次全国油气资源评价结果 , 中国重稠油和低渗透石油资源量高达 108t, 约占全国石油总资源量的 根据中国石油集团公司第三次油气资源评价结果 , 中国陆上主要盆地可探明的重稠油 、 低渗透 、 108t, 占可探明石油资源量的 108t, 低渗透和特低渗透石油 108t。二、延长组低渗透油藏地质研究现状低渗透油藏在 中国石化 油田开发中的地位越来越突出 , 主要表现在 :① 新增探明储量中低渗透油藏储量占较大比例 。 19950%, 其中 2003年达到 29%。 ② 低渗透油藏的原油产量比例越来越高 。 中国石化 1995年低渗透油藏原油产量比例为 ,2003年上升到 。 ③ 低渗透油藏开发潜力大 。 截至 2003年 , 20%。二、003年底 , 中国累计探明低渗透油和稠油等低品位石油地质储量约 120 × 108t, 占总探明石油地质储量的 , 其中低渗透储量为 108t, 108 t, 主要分布于松辽 、 渤海湾 、 鄂尔多斯和准噶尔等盆地 。 特别是在鄂尔多斯盆地 , 已发现的油气田除侏罗系外 , 主力油层三叠系延长组以及主力气层石炭系和二叠系儿乎均为低渗透 、 特低渗透乃至超低渗透 (渗透率<1.0 层 , 是我国最典型的低渗透含油气盆地 。二、长组低渗透油藏地质研究现状( 1) 成岩作用及储层研究方面:① 黄思静等 ( 2003) 以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例 , 进行了大气水在碎屑岩次生孔隙形成中的作用研究;② 张金亮等 ( 2004) 研究了安塞油田长 2油层成岩作用及其对储层物性的影响问题;③ 王建民 ( 2006) 进行了陕北顺宁油田长 21低渗透砂岩储层综合分类评价研究;④ 郭艳琴等 ( 2007) 研究了安塞油田长 2、 长 3浅油层成岩作用及孔隙结构特征;⑤ 黄思静等 ( 2007) 以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例 , 研究了胶结作用在深埋藏砂岩孔隙保存中的意义;⑥ 赵靖舟等 ( 2007) 以鄂尔多斯盆地为例 , 研究低渗透储层的分类与评价标准问题;⑦ 王瑞飞等 ( 2008) 对鄂尔多斯盆地延长组超低渗透砂岩储层微观孔隙结构特征进行研究 。大气水成岩作用和大气水埋藏成岩作用越来越受到人们的重视;低渗储层的分类评价标准更趋合理 。二、2) 油藏特征及油气富集规律研究方面:① 杨新生等 ( 2000) 探讨了鄂尔多斯盆地陕北地区三叠系延长组油气富集规律;② 李一伟等 ( 2001) 对安塞浅层油藏 ( 长 2、 长 3油藏 ) 的富集规律进行了研究;③ 刘建平等 ( 2001) 对杨米涧地区的储层特征及成藏条件进行了分析 ;④韩永林等( 2001) 鄂对尔多斯盆地三叠系延长组油田成藏地质特征及油藏类型进行了研究;⑤ 赵文智等 ( 2003) 分析了鄂尔多斯盆地基底断裂在上三叠统延长组石油聚集中的控制作用;⑥ 洪德明等 ( 2003) 进行了化子坪长 2储层及油藏控制因素分析⑦ 王道富等 ( 2003) 主编的 《 鄂尔多斯盆地低渗透油气田开发技术 》 出版;⑧ 程启贵等 ( 2008) 对特低渗透砂岩油藏水平井井网形式进行了研究;⑨ 席胜利等 ( 2004) 研究了鄂尔多斯盆地中生界石油运移特征分析;⑩ 赵继勇等 ( 2005 ) 进行了靖安油田大路沟一区综合治理的研究;李健等 ( 2007) 进行了安塞油田补偿成藏现象探讨;杨华等 ( 2007) 对鄂尔多斯盆地三叠系延长组低渗透岩性油藏主控因素及其 分布规律进行了分析 。该区延长组油藏以岩性油藏主 ,构造对油藏的控制作用不明显 。湖泊三角洲复合砂体为有利的储集体 , 后期建设性成岩作用及构造作用改善了低渗透储层的物性 。○ 11 ○ 12 三、产动态资料储层综合研究油藏特征研究低渗透油藏地质精细研究总体技术路线图三、心、岩屑资料区域地质背景确定地层序列 选定分层用测井曲线进行层序划分绘制层序连井剖面剔除异常点 调整层序界面生成分层数据地层划分与对比的技术路线图三、屑、测井资料井微相分析砂体平面分布图微相平面展布研究及特征分析连井剖面相研究多井 组合平面地震相区域沉积背景沉积相类型 长组低渗透油藏地质精细研究思路国外地质模型的研究进展1) 初步认识阶段 (20世纪 70 年代以前 )由于受勘探开发技术 (特别是钻井 、 测井 、 地震技术 ) 的限制 ,可利用的数据较少 , 因此所建立的地质变量空间分布的确定模型是不现实的 , 对地下储层的面貌只能作很简单的推测 。2) 认识快速发展阶段 (20世纪 70~ 80年代 )这一阶段 , 对于地质模型及其模拟的认识有大幅度提高 , 主要表现在以下几个方面 :静态 (确定 ) 地质模型认识与研究;模型的结构性认识与研究;预测地质模型认识与研究;流动单元的认识与研究 。3) 认识成熟阶段 (20世纪 90 年代至今 )对地质建模认识的成熟 , 不仅表现在实践上 , 而且表现在理论与研究方法上 。 主要有以下几个方面:地质模型认识的系统化;高分辨率层序地层学兴起;地质建模方法的逐步完善;裂缝分析方法的不断改进;流动单元的不断完善;随机模拟软件的迅速发展 。长组低渗透油藏地质精细研究思路国内地质模型的研究进展对地质模型建立的研究,国内起步较晚,直到 20 世纪 90年代初期才开始。在跟踪国外研究的同时,逐步探索并形成了适合于我国陆相储层的随 机建模体系。 裘怿楠 教授在这方面作过许多工作( 《 储层地质模型 》 , 1991)。 文健、裘怿楠( 1994) 论述了随机建模及其应用的必要性。穆龙新等( 1994)认为地质学原理和现代随机建模方法、计算机技术及开发应用紧密结合在一起,代表了储层建模向定量化发展的方向。 李元觉等( 2000) 利用假三维条件模拟法储层建模原理,提出了气藏几何形态和储渗体空间连续性的随机变量分布函数及总体结构的保持算法,开发了 长组低渗透油藏地质精细研究思路聂昌谋等 ( 1996) 应用随机建模技术中的顺序指示建模方法对胡 12断块沙三中油藏 7 油组的渗透率进行了预测模拟 , 结果表明 , 顺序指示建模方法比常用的插值方法更能反映储层参数的变化 。 张永贵等 ( 1997)讨论了储层随机精细建模中使用模拟退火组合优化算法的方法和步骤 ,指出在储层建模中使用模拟退火优化算法 , 易于综合多种类型的资料 ,可以客观地再现储层变量的空间结构 。 钟宝荣等 ( 1995) 对储层随机建模与条件模拟的计算机实现进行了讨论 。 张永贵 ( 1998) 论述了储层地质随机模拟的意义 、 方法和技术及其在油气勘探开发中的应用 。 吴胜和等 ( 1999) 介绍了储层地质模型的概念和类型 , 阐述了储层建模的原理和方法 。 吕晓光等 ( 2000) 研究了储层建模的意义和目前出现的主要随机建模方法 。 张团峰 、 王家华等 ( 2001) 系统地介绍了油气储层地质模型的类型 、 研究内容 、 建模步骤和建模方法 。 窦之林 ( 2000) 以胜利油田实际例子较系统地介绍了储层流动单元的研究内容 、 研究方法 。长组低渗透油藏地质精细研究思路储层地质建模是为了定量地表征各种储层的空间几何形态及物性特征 , 最终为计算机模拟提供一个客观的 、 切合实际的储层地质模型 。就技术层面而言 , 地质建模的本质就是通过分析各种可靠的原始资料 , 采用三维图形学的方法建立油气藏的 地层框架模型 和 层状实体模型 ,再依据地质统计学的数据插值和随机模拟方法 ,建立面向储层的 岩石物理属性模型 , 定量表征和刻画储集层各种尺度的非均质性 , 从而研究油气藏开发中的不确定性和投资风险 , 为油气藏的动态模拟提供数据 , 为开发提供决策依据 。地质建模构造建模 属性建模确定性建模 随机建模地质建模研究现状随机建模模型分类及其特征随机模型 特征 适用条件 代表方法离散型模型用于描述具有离散性质的地质特征砂体分布,隔层的分布,岩石类型的分布,裂缝和断层的分布、大小、方位等标点过程、截断高斯随机域、马尔柯夫随机域和二点直方图等连续型模型用来描述储层参数连续变化的特征孔隙度、渗透率、流体饱和度的空间分布高斯域、长组低渗透油藏地质精细研究思路( 1) 建立地层框架模型: 根据地层划分结果 , 采用计算几何的算法准确地描述空间曲面地质界面的拓扑关系 , 得到表达油气藏几何构型的地层框架模型 。( 2) 建立地层实体模型: 在地层框架模型基础上 , 进一步地细化 , 通过定义层间的沉积结构进行三维空间内地层网格的构建 , 从而表达地层实体模型 。( 3) 建立地质约束条件: 根据井中地质资料和区域性地质资料的综合分析 , 可以获得对研究区域内沉积环境和沉积相空间展布规律的认识 , 同时也可以获得不同地层中特殊地质体河道砂体和裂缝体的分布特征等地质信息 , 这些信息采用一定的数据表达方式可以作为属性建模过程中的地质约束条件 。三维可视化建模的流程三、延长组低渗透油藏地质精细研究思路( 4) 属性数据的变异函数分析: 油气藏地质建模中的属性建模技术以变异函数分析的地质统计方法为基础 。 变异函数分析目的是找出某个属性孔隙度 、 渗透率和流体饱和度等物性参数的区域变化规律 , 从而为确定性建模和不确定性建模提供数据内插和外推的控制条件 。( 5) 岩石物理属性建模: 地层实体模型将地层框架模型进行细化 , 建立三维地层网格 。 变异函数分析结果可以作为属性建模方法选择的依据 , 同时引入沉积相和岩相模型 ,采用确定性插值算法或随机模拟算法计算每个三维地层网格的属性值 , 最终得到油气藏岩石物理属性模型图 。三、长组低渗透油藏地质精细研究思路钻录井资料 测井资料 分析化验资料 生产资料岩性描述单井相分析地层对比划分测井相分析四性关系研究测井参数分析岩石特征分析物性分析成岩作用研究试油资料分析压力数据分析生产测试分析构造特征 沉积微相特征 储层综合特征构造模型属性模型三维可视化储层模型模型地质属性提取储层建模的技术路线图三、 成岩作用强 、 裂缝普遍发育 , 其储集层建模与中高渗透砂岩油藏不同 , 应包括结构模型 、参数模型及裂缝分布模型三部分 , 其中裂缝分布模型是建模的重点 。在结构模型的建立中 , 划分储集相带不仅要研究沉积相 、 微相 ,而且要研究成岩作用;在参数模型的建立中 , 应充分利用结构模型 、 储集相带的研究成果作为控制条件 , 应用随机建模方法建立储集层参数模型;在裂缝模型的建立中 , 应在岩心观察 、 测井识别的基础上 , 采用构造应力场模拟技术来预测裂缝的分布 , 建立储集层裂缝模型 。三者结合组成完整的储集层摸型 , 能较好地反映低渗透砂岩油藏储集层的空间非均质特征这种低渗透砂岩油藏的储层建模思路对于裂缝并不十分发育的鄂尔多斯盆地三叠系延长组低渗透油藏需要做调整 。汇报结束
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