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致密砂岩储层含气性影响因素分析—以苏里格气田某区块山1段储层为例

2016-04-28朱亚军张恒屹曹雪刚徐慧子刘思瑶

石油化工应用 2016年2期
关键词:影响因素

杨 鹏,朱亚军,张恒屹,王 博,曹雪刚,徐慧子,刘思瑶

(1.西安石油大学地球科学与工程学院,陕西西安 710065;2.中国石油长庆油田分公司苏里格气田地质研究所,陕西西安 710018)



致密砂岩储层含气性影响因素分析—以苏里格气田某区块山1段储层为例

杨鹏1,朱亚军2,张恒屹1,王博1,曹雪刚1,徐慧子1,刘思瑶1

(1.西安石油大学地球科学与工程学院,陕西西安710065;2.中国石油长庆油田分公司苏里格气田地质研究所,陕西西安710018)

摘要:苏里格气田作为国内少有的大气田,能够在致密砂岩储层中实现天然气的大规模开采,有必要对其储层含气性影响因素进行分析。本文收集了苏里格气田中部某区块的测井、试气和砂地比数据资料,主要从沉积相、物性、构造等方面,综合分析其对研究区致密砂岩储层含气性的影响。研究排除了微构造对含气性的影响,证实了沉积相、物性对含气性的影响。

关键词:山1段;致密砂岩;含气性;影响因素

随着全球常规油气资源的逐渐减少,非常规油气资源的研究热度越来越高[1-3]。苏里格气田致密砂岩气潜力巨大,是我国近年来致密砂岩气发展的重点大气区之一[4]。由于苏里格气田的致密砂岩储层的地质条件复杂,具有低渗透率、低压力、低丰度、薄储层、强非均质性等特点[5],储层中的含气量变化大,影响了开发效果。本研究以苏里格气田中部某区块为例,利用测井、试气和砂地比数据资料,分析沉积相、构造、物性、储层厚度等因素对含气性的影响。为苏里格气田进一步的勘探开发提供依据。

1 研究区地质背景

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部,广覆式分布的烃源岩,大面积的致密砂岩储层与区域性的盖层组成了气田良好的成藏地质条件[6]。苏里格气田上古生界地层自下而上包括上石炭统本溪组、下二叠统太原组、下二叠统山西组、中二叠统下石盒子组、中二叠统上石盒子组、上二叠统石千峰组,总沉积厚度在700 m左右,其主力含气层段为二叠系下石盒子组的盒8段和山西组的山1段,其中山1段又可以根据沉积旋回和岩性序列划分为山11、山12和山13亚段。研究区位于苏里格气田中区,本次研究的目的层段为山1段。

2 沉积相影响

据前人研究[7,8],苏里格气田山1段沉积时期以曲流河沉积为主,通过统计研究区的砂地比数据,绘制沉积相图。将砂地比数据大于0.2的条带划为河道亚相,小于0.2的划为河漫滩亚相,小于2.0并大于1.0且井位临近河道的划为堤岸亚相。其中,河道亚相内砂地比数据大于0.3的划为边滩微相,小于0.3的划为河底滞留微相,河漫滩亚相中砂地比数据大于0.3的划为废弃河道微相,小于0.3并大于0.2且井位接近河道的划为决口扇亚相。这样的划分方式呈现出了曲流河条带状分布,河道弯曲的地质特征,并细分到微相,边滩的形状参照废弃河道的新月形状[9],边滩仍然是河道的主要砂体成因微相。

可以看出研究区主要发育7条主河道,河道弯度不大,河道宽度大约为2 km。在平面分布上可细分为河漫滩、河底滞留、废弃河道、边滩、天然堤、决口扇等沉积微相。对比不同微相下山1段43口井的试气资料,发现无阻流量与日产气量和沉积微相有一定的关系(见表1)。

表1 研究区不同沉积微相气井试气日产气量与无阻流量(平均值)对比表

研究表明,边滩的无阻流量是6.226 5×104m3/d,河底滞留的无阻流量是2.248 2×104m3/d,决口扇的无阻流量是5.090 7×104m3/d,废弃河道的无阻流量是6.424 9×104m3/d,天然堤的无阻流量是4.314 1×104m3/d,河漫滩的无阻流量是2.311 7×104m3/d,可见边滩和废弃河道沉积微相的砂体含气性最好。边滩的日产气量是2.434 0×104m3,河底滞留的日产气量是1.033 6× 104m3,决口扇的日产气量是1.165 0×104m3,废弃河道的日产气量是1.495 0×104m3,天然堤的日产气量是1.554 6×104m3,河漫滩的日产气量是0.841×104m3,可见边滩沉积微相的砂体产气性最好。

3 物性影响

研究区平均孔隙度为5.76 %,渗透率一般小于1× 10-3μm2,平均为0.32×10-3μm2,属于典型致密气藏。

本次研究,通过在单井测井曲线上识别单一微相下的砂体,收集51个单砂体的含气饱和度,平均孔隙度与平均渗透率数据,绘制三者的交汇图。可以看出,孔隙度与渗透率和含气饱和度有一定的正相关关系(见图1)。

其中,孔隙度与含气饱和度呈线性关系:

y=6.620 2x-2.106 7

渗透率与含气饱和度呈指数关系:y=21.393e2.171 6x。

研究表明,物性是研究区储层含气性影响因素之一。

致密砂岩气的物性影响因素有沉积微相、砂岩的岩矿组成、成岩作用[10]。沉积微相对物性的影响是先天性的,决定了岩石原始孔渗性的好坏。砂岩的岩矿组成影响着储层原始的储集和渗流性能,并且是储层成岩改造的物质基础。后期成岩作用对储层的改造通过压实作用和胶结作用使储层致密,形成了先进的储层微观结构格局。构造稳定地带的断裂和褶皱不发育,流体活动少,有利于成岩作用的进行[11]。

图1 研究区山1段储层物性与含气饱和度交汇图

4 构造影响

4.1构造特征

鄂尔多斯盆地位于华北地块的西缘,总体具有构造稳定、斜坡宽缓、变形微弱的特点,是一个大型多旋回克拉通盆地。本研究区位于伊陕斜坡,总体构造平缓,起伏不大,呈现“东高西低,北高南低”的特点。区内北边高,南边降低,但下降幅度很小,坡降约为0.5 m/km~ 1 m/km,相比之下,区内的东高西底的趋势更为明显,由东向西,坡降约为4 m/km~5.5 m/km。在平缓的单斜背景下,在以5 m为等高距的构造图上(见图2),可以看出区内自北向南,发育多个近东西向的鼻隆和鼻坳构造。

图2 研究区某井组盒8下基面构造图

4.2构造对储层含气性的影响

从本区的气藏剖面图可以看出,各井中盒8下发育多个气层、含气层,从东至西,东边构造高部位井桃2-1-27井,盒8下有2个气层,1个含气层,向西方向至桃2-1-25井和桃2-1-23井,气层和含气层依然很发育,沿该剖面至桃38井,盒8下的砂体发育,气层有1层,含气层有2层。由此看出,构造对气层的影响较小,气层在构造低部位仍有发育。另外,从试气结果看,构造位置相对低的桃2-1-23井,日产气量8.2×104m3,无阻流量18.8×104m3,而东边构造位置相对较高的桃2-1-27井日产气量3.0×104m3,无阻流量7.9×104m3,与构造低部位的井相比,构造高部位的井产量并不高,由此看来,构造可能对产量的影响不大。

统计分析本区位于鼻坳、构造翼部和鼻隆部位的井的试气结果(见表2),由表2可以看出,翼部井的日产气量和无阻流量高于鼻坳和鼻隆的井,位于鼻坳的井的试气日产量和无阻流量高于鼻隆的井。由此反映出构造对气藏的控制作用不明显。

表2 研究区不同构造部位井试气日产气量与无阻流量(平均值)对比表

但是对于研究区微构造的成因仍需进一步研究,若砂体差异是主要成因,微构造走向应该与河道延伸方向基本一致,实际情况并非如此,所以排除。笔者认为微构造的形成可能与陕北地区特有的沟沟壑壑地形有关,但仍需证实。

总的来说,对于致密砂岩储层而言,烃源岩的供气能力是含气性好坏的基础,沉积微相和后期成岩作用通过影响储层物性决定了对天然气的储集能力,以及后期开采难度,盖层质量和后期构造活动的强弱决定了对天然气的保存能力。当然这些因素只是一些大的方面,由于不同地区地质条件复杂多变,影响因素应该有所侧重并或有新的影响因素。

5 结论

(1)研究区山1段发育曲流河沉积,有7条主河道,河道弯度不大,河道宽度大约为2 km,边滩和废弃河道微相更有利于发育含气性更好的储层。目前对于边滩砂体的研究较多,笔者认为应加强对废弃河道砂体的研究。

(2)储层物性在一定程度上控制着含气饱和度的高低,孔隙度与含气饱和度呈线性关系,渗透率与含气饱和度呈指数关系。

(3)研究区总体构造平缓,构造起伏不大,呈现出“西高东低,北高南低”的特点,同时发育多个近东西向的鼻隆和鼻坳微构造,微构造对气藏的控制作用不明显。

(4)影响研究区致密砂岩储层含气性的因素主要有沉积相和物性,排除了构造对含气性的影响。对于致密砂岩储层而言,其含气性影响因素可以从供气能力、储集能力、保存能力等方面考虑。本文研究成果,对于致密砂岩气研究有重要借鉴作用。

参考文献:

[1]邹才能,朱如凯,吴松涛,等.常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望-以中国致密油和致密气为例[J].石油学报,2012,33(2):173-187.

[2]Law B E,Curtis J B.Introducttion to unconventional petroleum systems[J].AAPG Bulletin,2002,86(11):1851-1852.

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[4]杨华,付金华,魏新善.鄂尔多斯盆地天然气成藏特征[J].天然气工业,2005,25(4):1-8.

[5]卢涛,张吉,李跃刚,王继平,等.苏里格气田致密砂岩气藏水平井开发技术及展望[J].天然气工业,2013,(8):38-43.

[6]何自新,付金华,席胜利,等.苏里格大气田成藏特征[J].石油学报,2003,24(2):6-12.

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[8]沈玉林,郭英海,李壮福.鄂尔多斯盆地苏里格庙地区二叠系山西组及下石盒子组盒八段沉积相[J].古地理学报,2006,(1):53-62.

[9]岳大力.曲流河储层构型分析与剩余油分布模式研究[D].中国石油大学(北京),2006.

[10]唐海发,彭仕宓,赵彦超,李爱荣.致密砂岩储层物性的主控因素分析[J].西安石油大学学报(自然科学版),2007,(1):59-63+123.

[11]王朋岩,刘凤轩,马锋,等.致密砂岩气藏储层物性上限界定与分布特征[J].石油与天然气地质,2014,35(2):238-243.

Analysis of influencing factors on gas-bearing properties in tight sandstone reservoir

YANG Peng1,ZHU Yajun2,ZHANG Hengyi1,WANG Bo1,CAO Xuegang1,XU Huizi1,LIU Siyao1
(1.College of Earth Science and Engineering,Xi'an Shiyou University,Xi'an Shanxi 710065,China;2.Sulige Gas Geology,Research Institute of PeteroChina Changqing Oilfield Company,Xi'an Shanxi 710018,China)

Abstract:As one of the biggest gasfield in China, Sulige gasfield can realize large scale mining in tight sandstone reservoir, it is necessary to carry out influencing factors of the reservoir gas bearing properties.This paper collects logging date, gas testing and sand ratio date of one block in the middle of Sulige gasfield, mainly from the sedimentary facies, structure, physicalproperty, reservoirthickness, comprehensively analyze the gas -bearing tight sandstone reservoir in the studied area.Study excludes the micro structur's influence on gasbearing properties, confirms the sedimentary facies and reservoir physical property's influence on gas-bearing properties.It is conluced that the research on the influence factors of the gas bearing capacity of tight sandstone can be considered in terms of gas supply capacity, reservingcapacity and preservation potency.

Keywords:Shan1 member;tight sandstone;gas-bearing properties;influencing factors

作者简介:杨鹏,男(1991-),陕西汉中人,硕士研究生,从事油气田地质与勘探研究工作,邮箱:1209819063@qq.com。

*收稿日期:2015-12-01

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.017

中图分类号:TE122.23

文献标识码:A

文章编号:1673-5285(2016)02-0068-04

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