西湖凹陷HY构造带低渗储层微观孔隙结构特征

2016-10-27严申斌伍锐东

石油地质与工程 2016年5期

关键词：恒速压汞喉道

严申斌，伍锐东

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

西湖凹陷HY构造带低渗储层微观孔隙结构特征

严申斌，伍锐东

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

在恒速压汞实验的基础上，对西湖凹陷HY构造带低渗砂岩气藏储层孔隙结构特征进行了研究，明确了储层微观孔隙和喉道半径大小及分布情况，对不同渗透率级别的低渗储层微观孔隙结构进行了分析。研究结果表明：喉道分布特征是HY构造带低渗储层渗流能力的主控因素，主流喉道半径对渗透率起主要控制作用，二者存在较好的相关关系；HY构造带A区、B区和C区低渗储层主流喉道半径差异明显，其中C区储层喉道分布范围窄，渗流能力弱，开发难度大；A区喉道分布范围宽，渗流能力强，开发难度较小；B区次之。

西湖凹陷；低渗储层；微观孔隙结构；喉道半径；渗流能力

近年来我国天然气探明储量中低渗透气藏储量所占的比例逐年增加，而且随着开发技术的突破，低渗气藏产量也持续较快增长，预计2030年低渗气藏产量将达到1 000×108m3，在全国天然气总产量中的占比超过1/4[1-3]。因此，低渗气藏的开发将会越来越受到行业的重视。

西湖凹陷位于我国近海海域，近几年随着勘探工作的深入，在西湖凹陷发现了大规模的低渗天然气储量，HY构造带即为其中之一。据最新的估算结果，西湖凹陷低渗气藏资源潜力巨大，约占凹陷内天然气总资源量的80%[4]。低渗气藏储层物性差、储量丰度低、储层容易受到伤害，开发难度大。本文针对低渗气藏自身特征，在恒速压汞实验手段基础上，分析HY构造带低渗储层微观孔隙结构特征，探寻影响低渗储层渗流能力的主控因素，为HY构造带低渗气藏开发有利区指明方向。

1　储层物性特征

HY构造带位于西湖凹陷西次凹，是一个大型洼中隆背斜圈闭，低渗气藏主要发育于古近系渐新统花港组下段和始新统平湖组。储层埋藏深，渗透率小于1×10-3μm2的低渗气藏埋深一般大于3 200 m，处于成岩B+C期，压实作用强。砂岩成分成熟度、结构成熟度均中等，石英含量平均62%，岩性以长石石英砂岩和岩屑石英砂岩为主，分选中-好，磨圆次棱-次圆状。低渗储层孔隙度为6%～12%，平均8.8%；渗透率为主要为(0.1～0.5)×10-3μm2，平均0.4×10-3μm2。根据西湖凹陷低孔渗气藏所取岩心孔渗特点，将储层分为4类，Ⅰ类：K>1×10-3μm2、φ> 11%，Ⅱ类：0.5×10-3μm2

2　储层微观孔隙结构特征

研究表明，储层微观孔隙结构特征是影响西湖凹陷低渗储层渗透性的关键因素[4]，因此弄清HY构造带低渗储层微观孔隙结构特征是该区低渗气藏有效开发的首要任务。常规压汞和恒速压汞是研究储层孔隙结构的两种主要手段。常规压汞是以恒定进汞压力作为进汞方式，其获取的是某一级别孔喉所控制的体积，可根据孔喉半径的饱和度给出孔喉分布，由于该饱和度分布既包括孔隙空间又包括喉道空间，因此难以给出准确的喉道信息。而恒速压汞采用恒定低速的进汞方式，由于其实验过程是准静态过程，可以将孔隙与喉道区别开来，测量值更接近静态毛细管压力，得到的喉道半径结果更接近真实情况，因此恒速压汞在研究储层微观孔隙结构方面更有优势[5-7]。

表1　西湖凹陷HY构造带低孔渗气藏储层分类

恒速压汞实验研究样品来自HY构造带A区、B区和C区共计3个区块5个层位的14块岩样，表2为测得的主要孔喉特征参数。基于这些特征参数，先对不同渗透率岩样的微观孔隙结构进行了剖析，然后对不同区块岩样的微观孔隙结构进行对比。

表2　恒速压汞岩心基础参数

2.1不同渗透率岩心测试结果分析

图1为HY构造带低渗储层孔道半径和喉道半径分布频率图，由图可知：不同渗透率岩心的孔道半径分布相差不大，而喉道半径却相差很大，说明喉道分布特征是决定储层渗流性质的主要因素。如果储层渗透率主要由较大的喉道所贡献，那么流体的渗流通道大，渗流阻力小，渗流能力强，储层的开发潜力大。反之，如果储层渗透率主要由细小的喉道所贡献，那么流体的渗流阻力就大，渗流能力弱，储层的开发难度加大。

图1　孔道半径、喉道半径分布频率

从渗透率贡献率与喉道半径的关系来看，曲线峰值出现右移趋势，说明渗透率贡献主要来自于储层中的大喉道(图2)。渗透率小于0.1×10-3μm2时，喉道分布主要以小喉道为主，很少有半径大于0.5 μm的喉道，开发难度较大；渗透率为(0.1～0.5)×10-3μm2时，虽然存在0.5 μm以下的喉道，但0.5～1.0 μm的喉道数目占有相当大的比例，渗流能力明显提高；渗透率大于0.5×10-3μm2时，喉道半径小于1 μm的喉道所占比例很少，大于1 μm的喉道起主导作用，开发难度相对较小(图3)。

图2　喉道半径对渗透率的贡献率

图3　不同渗透率岩心喉道半径分布频率

2.2不同区块岩心测试结果对比

岩石中喉道的大小决定着储层的渗流能力，从主流喉道半径与渗透率关系来看，主流喉道半径随渗透率的增加而增加，二者近似对数关系；HY构造带A区、B区和C区渗透率差异较大，主流喉道半径差异明显(图4)。

图4　主流喉道半径与渗透率关系

图5为HY构造带不同区块的岩心孔道半径和喉道半径分布频率，不同区块孔道半径分布范围相差不大，而喉道半径却相差较大，说明喉道分布特征不同是导致各区储层渗流能力差异的主要原因。HY构造带C区喉道分布范围最窄，渗流能力最弱，开发难度较大；B区喉道分布范围较C区宽，对渗透率贡献占主导作用的喉道大于0.5 μm，渗流能力相对较强，开发难度相对较小；A区喉道分布范围最宽，渗流能力较强，开发难度较小，是HY构造带低渗气藏有利开发区。