巴肯致密油地质特征及开发技术研究

何 接，黄贵花，唐 康

（西安石油大学，陕西西安 710065）

巴肯致密油地质特征及开发技术研究

何 接，黄贵花，唐 康

（西安石油大学，陕西西安 710065）

近年来，致密油已经成为继页岩气之后全球非常规石油勘探的又一新亮点，首先鉴于致密油和页岩油在概念上比较相近，通过调研国内外大量相关文献，分析和整理出国内外研究机构对于致密油术语的不同定义，确定出主流概念；其次，以北美致密油开发较为成功的地区－美国致密油主要作业区Bakken（巴肯）为研究对象，对其地质概况，所采取的开发方案以及所取得的开发效果进行分析，以期对我国致密油开发提供借鉴和参考。

Bakken；致密油；地质特征；开发技术

1 致密油的概念

致密油（tight oil）早期在国外用于描述含油的致密砂岩，国内外研究机构对致密油的认识[1]（见表1）。

目前对于致密油的认识，是指以吸附或游离状态赋存于生油岩，或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储层，未经过大规模长距离运移的石油聚集。强调了源储直接接触或紧邻，且将储集岩限定为砂岩和碳酸盐岩，不包含页岩油储层（见图1）。

表1 国内外对致密油的定义

图1 致密油源储配置关系图

2 北美地区巴肯致密油地质特征

威利斯顿盆地Bakken组可分为3段。上段为半深海黑色富含有机质的页岩；中段是一套浅海相灰色贫有机质砂泥岩；下段也为半深海黑色页岩[2]（见图2）。

图2 Bakken组地层剖面图

Bakken组页岩的干酪根类型以Ⅰ、Ⅱ型为主，其中上段和下段含有大量Ⅱ型干酪根，以生油为主。Bakken油层厚度较小，但有机碳含量较高。在剖面上，Bakken组上段和下段的TOC含量分别为12.1%和11.5%[3]。在平面上，Bakken组下段的TOC含量平均值为8%，最大可达20%；Bakken组上段和下段累计厚度分别为2 m～8 m和0～15 m，是主要烃源岩发育层段，镜质体反射率为0.6%～0.9%，生烃强度大，有机质成熟度属于热催化生油气成熟阶段，故均为优质有效烃源岩。

Bakken组储集层为中段的白云质－泥质粉砂岩，其上下段页岩由于裂缝发育，也可作为储集空间。在物性特征方面，Bakken组上下段的孔隙度分别为3%～9%和2.5%～5.0%；中段的孔隙度为5%～10%，渗透率范围为0.01 mD～0.10 mD，Bakken组储集层的喉道半径为0.01 μm～0.10 μm。孔隙类型主要有粒间孔、晶间孔、半径小于0.5 μm的微孔以及局部发育的垂直裂缝和水平裂缝[2]。

图3 生产水处理流程

3 开发技术分析

3.1 CO2气水交替驱WAG

致密油藏常见的开发方式是衰竭式开发，但随着开采的延续，地层压力快速下降，单井产量递减快；而水驱只适用于部分油藏，采收率依然较低；气驱容易造成气体前缘向前突进。因此采用CO2气水交替驱可以提高原油采出程度[4，5]。

3.2 纳米流体和气体混相驱NAG

在注入水里面加入比表面积较高的纳米颗粒，不会增加流体的密度，反而改变储层岩石的润湿性，降低油水的表面张力。当纳米颗粒浓度为0.05%，便可以将接触角降低一半，油滴就会从膜状形成球状，更容易被驱替出来[6]。

3.3 表面活性剂驱

使用阴离子表面活性剂中的磺酸盐型时，乙基数量越多，溶液的稳定性越好。非离子表面活性剂在地层条件下的稳定性不随烯烃数目的不同而改变。实验数据显示，加入表面活性剂的原油采收率在40%以上。

3.4 注水（生产水）吞吐

与前几种开发方案相比，水驱成本最低，但是某些地区水源短缺，因此可以将生产水作为注入流体。

ANDNIR/HUAFU公司开发了一套水处理装置，流程（见图3），生产水依次经过撇油罐，气浮分离装置，多重介质过滤装置，聚合物薄膜便可以达到国际注入水的标准。按照吞吐方式注入地层，流体先充满高孔裂缝等有利部位，关井憋压，在毛细管力的作用下，流体将低渗孔道中的原油排到高渗孔道，部分流体留在低渗孔道内，焖井一段时间，油水重新分布，开井降压，使注入流体和被置换出的原油同时开采出来。对于异常低压油藏，也可提高地层压力[7]。

3.5 重复压裂

致密油藏在开采一段时间之后，地层能量就会降低，投产前形成的人工裂缝会由开启状态转向为闭合状态，而重复压裂会形成一个应力区带，它会使连续裂缝改变方向，从而增加井眼与油藏的有效接触面积。同时压裂后也可补充地层能量，有效提高单井产量。

4 目前致密油开发面临的问题

致密储层孔隙结构复杂，相渗曲线上存在较宽范围的“渗透率枷锁”，同时，储层不同程度地发育裂缝，提高了游离相油气运移的输导能力。此外，由于构造-沉积-成岩“三位一体”式的综合作用，造成储层的非均质性严重，这些影响了对致密油广度和深度的研究。

5 结论与认识

近年来我国在常规油气开采中稳中有升，但面临产量递减、品质变差等问题制约，增储上产形势严峻，因此需要加大对致密油的勘探开发。在储集层类型、源储关系、甜点主控因素认识的基础上，探索形成适合我国致密油藏的开发方案尤为重要。

［1］张威，刘新，张玉玮.世界致密油及勘探开发现状［J］.石油科技论坛，2013，32（1）：41－44.

［2］张妮妮，刘洛夫，苏天喜，等.鄂尔多斯盆地延长组长7段与威利斯顿盆地bakken组致密油形成条件的对比［J］.现代地质，2013，27（5）：1121－1130.

［3］Smith M G，Bustin R M.Production and preservation of organic matter during deposition of the Bakken Formation（Late Devonian and Early Mississippian）［J］.Paleogeography，Paleoclimatology，Paleoecology，1998，（142）：185－200.

［4］Steve H，Luis B，Solange A，et al.From source to trap：A review of the Bakken Petroleum system，upper Devonian Mississip pian，Southeastern Saskatchewan ［J］.Saskatchewan Geological Survey，2007，（1）：1－6.

［5］卢雪梅.美国致密油称为开发新热点［N］.中国石化报，2011-12-30.

［6］K.zhang，Y.Li，A.Hong，et al.Nano-fluid Alternating Gas for tight oil exploration［C］.SPE176241，2015：1－17.

［7］Chen yong，oliver wu，jon H xiao，et al.Re-injecting produced water into tight oil reservoir［C］.SPE-162863，2012：1－7.

Tight oil geological characteristics and development technology research in Bakken

HE Jie，HUANG Guihua，TANG Kang
（Xi＇an Shiyou University，Xi＇an Shanxi 710065，China）

Recently,tight oil has been become anther debut in worldwide non-conventional oil exploration after shale gas.Firstly,researching a large number of relevant literatures both at home and abroad,because tight oil and shale oil is similar in concept.Putting forward the concept of the mainstream through analyzing different opinions about the definition of tight oil that some researches institutions at home and abroad held.Secondly,some areas of tight oil development more successful in north America are taken as the research example-Bakken.Analyzing foreign oil reserves,development plan and development effect of tight oil in development is to provide some references about tight oil development and production for our country.

Bakken；tight oil；geological characteristics；development technique

TE122.2

A

1673-5285（2017）08-0082-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.019

2017－07-10

何接，硕士研究生，邮箱：1256601143@qq.com。