中拐凸起598断块上乌尔禾组气藏低产因素分析

2019-03-14丁心鲁徐伟红

石油地质与工程 2019年1期

刘慧，杨振，封猛，丁心鲁，徐伟红

（1．中国石油西部钻探工程有限公司试油公司，新疆克拉玛依 834000；2．中国石油新疆油田分公司开发公司，新疆克拉玛依 834000）

近年来，准噶尔盆地西北缘中拐凸起多口井在二叠系上乌尔禾组勘探获得突破，显示了该地层具有勘探潜力。中拐凸起上乌尔禾组为超覆于中、下二叠统区域不整合面之上的一套大型浅水退积型扇三角洲沉积[1-2]，平面上岩相变化快。储层主要发育细-中砾岩、砂砾岩和细-粗砂岩，含有泥质杂基，经受较强成岩作用，呈现低孔低渗的特征[3]。受长期继承性构造活动及复杂油气成藏过程影响，上乌尔禾组发育的圈闭受断层和地层共同控制[4]，相邻断块或砂体间成藏特征差异大，呈现“一块一藏”的特征，储层质量成为单井产能的关键因素[5]。

598断块上乌尔禾组储层改造前试油均为干层。金龙26井是2017年在598断块部署的一口重点探井，在上乌尔禾组目的层取获油迹级岩心，岩心出筒时表面连续冒气，个别表断面外渗褐色原油。钻遇目的层时气测见明显异常，后效显示活跃。经常规胍胶压裂液压裂改造后，求产初期最高产气量 6 540 m3/d，后期产量迅速下降，气举后仍然不出产量，压裂液返排率 70.7%。由于对该井试产前含油气性的认识与实际产出差异较大，且试产前、后产能存在差异，因此，本文从储层岩性、物性、孔隙结构和敏感性等方面出发，通过与邻近同层系高产井对比，分析造成598断块低产的因素，为后期试油选层及储层改造提供技术指导。

1 储层特征

1.1 岩石学特征

598断块上乌尔禾组岩性主要为灰色含砾粗砂岩、砂砾岩、夹薄层绿灰色和灰色泥岩，整体呈块状结构。金龙26井岩心薄片资料分析显示，碎屑颗粒以凝灰岩（约72.7%）、英安岩（约8.3%）、花岗岩（约4.3%）等火成岩岩屑为主，长石（约5.7%）、石英（约5.7%）矿屑次之。泥质杂基含量2%～10%，平均含量4.7%，呈分散质点式或沿碎屑颗粒边缘呈薄膜式分布，主要为伊/蒙混层（约48.8%），其次为绿泥石（约22.0%）及高岭石（约19.7%）。碎屑颗粒整体分选较差，呈半棱-半圆状，成分成熟度低，局部方解石胶结。

1.2 储层物性及储集空间特征

金龙26井测井曲线在目的层段呈现伽马低值、自然电位正异常的储层特征；除少数井段冲洗带电阻率呈现低值，冲洗带深侧向、浅侧向电阻率曲线基本重合，反映储层较为致密；测井密度及声波时差在目的层段曲线较为平滑，测井密度为2.47 g/cm3，声波时差为262.5 μs/m；补偿中子值在目的层段波动较大，反映储层不同的含气性。

23块岩心常规孔渗分析表明，孔隙度为4.0%～14.1%，平均10.0%；渗透率为0.06×10-3～3.28×10-3μm2，平均0.67×10-3μm2。12块饱和盐水岩心核磁共振分析测得，孔隙度为 2.9%～8.5%，平均 6.1%；渗透率为 0.01×10-3～0.42×10-3μm2，平均 0.13×10-3μm2，反映储层内存在死孔隙。综合分析认为，目的层属于低孔、低渗性差储层。

通过对岩石镜下薄片分析，目的层储集空间类型主要为粒内溶孔、剩余粒间孔泥质杂基收缩孔和微裂缝等，粒内溶孔局部为自生矿物充填-半充填，孔隙间连通性较差。

1.3 孔隙结构特征

孔隙结构特征是砂砾岩储层评价和预测的基础[6]。岩石学分析表明，目的储层碎屑颗粒中凝灰岩成分达72.7%，测井解释杨氏模量为20 213 MPa，泊松比为0.294，反映岩石具有较强塑性。从显微薄片中可以看出，在经历机械压实、胶结、溶蚀等复杂成岩作用影响后，凝灰岩岩屑挤压变形占据原始粒间孔隙，仅残留少量粒间孔隙。碎屑颗粒之间主要呈线性接触、压嵌式胶结。

5块岩心样品压汞实验数据表明，排驱压力为0.29～0.60 MPa，平均为 0.42 MPa；中值压力为 7.45～15.70 MPa，平均为11.65 MPa，对应中值半径为0.07 μm；储层孔喉半径偏小，偏态为-0.67～-1.05，平均为-0.90，偏细歪度，孔喉分选差；最大进汞饱和度为 57.1%～69.9%，平均 62.2%，反映储层内存在死孔隙；退汞效率为32.0%～37.6%，平均34.5%；均质系数为0.12～0.14，平均0.13，反映储层孔喉配置较差，非均质性强。

2 低产原因分析

克017井位于金龙26井北东向1.5 km处，两口井被一条近东西走向的断层分隔。对克017井目的层（与金龙26井相同层位）采用同等规模常规胍胶压裂液压裂改造，试获最高日产气量10.5×104m3，压裂液返排率46.3%。为分析598断块低产原因，对金龙26井与克017井目的储层岩性、电性、物性和含油气性等参数进行对比分析（表1）。可以看出，金龙 26井含油气性要稍优于克 017井。研究认为598断块低产主要原因为储层孔隙结构差、存在一定水敏性及存在水锁伤害。

2.1 储层孔隙结构差

塑性岩屑含量高低是影响储层储集性能最主要的参数。随着塑性岩屑含量的增加，储层渗透率急剧降低[5]。克017井目的储层岩性与金龙26井一致，都为一套厚层状灰色砂砾岩，碎屑颗粒以变质岩岩屑为主，火成岩岩屑、石英、长石矿屑次之。测井解释金龙26井泥质含量明显高于克017井，塑性成分较多，反映金龙26井储层岩石塑性较克017井大。经受压实、胶结等成岩作用后，金龙26井目的储层原生孔隙损失较克017井多，储层更致密，孔隙结构更复杂，使得金龙26井测井体积密度高于克017井。金龙26井关静压求得地层压力系数为1.21，在退液、试产过程中井口压力、产量衰减快，反映出孔隙结构差、渗透率低、地层供液不足的特征。

表1 金龙26井与克017井典型录测参数对比

2.2 储层存在水敏效应

前人通过实验及现场对水敏效应引起的储层伤害进行了研究。研究认为水敏伤害程度主要与外来流体跟储层配伍性、黏土矿物类型和产状相关；储层损害机理主要为水敏性矿物吸水膨胀和细微颗粒堵塞孔喉两种[7-8]。在压裂施工中，外来流体的大量注入在一定程度上会对储层造成影响[9]。金龙26井砂砾岩储层黏土杂基含量达10.0%，以伊/蒙混层（约48.8%）为主，其次为绿泥石（约22.0%）和高岭石（约19.8%）。伊/蒙混层比达75.0%，说明混层中以蒙脱石为主，而蒙脱石的膨胀能力最强，在与外来流体接触时极易膨胀。实验中金龙26井岩心用清水浸泡12 h后垮塌严重。金龙26井压裂施工时采用6%的 KCl防膨胍胶压裂液，但防膨率仅为 51.0%，同样可以说明压裂液进入地层后会引起敏感性矿物膨胀，使得储层物性变差。此外，储层内黏土矿物产状主要为分散质点式及薄膜式，在外来流体进入地层后，引起分散质点式分布的黏土颗粒从骨架剥离，在储层孔隙通道内迁移、聚集，堵塞喉道；薄膜式分布的黏土矿物吸水膨胀，占据大量有利渗流通道，使得储层渗透率大幅度降低。

2.3 水锁伤害大

对于低渗储层，水锁伤害是影响油气藏产能的重要因素[10-12]。水锁效应的本质是毛细管压力在油气层孔道的弯液面上产生了一个附加的表皮压降，其影响程度与储层润湿性、含水饱和度、驱替压力大小、侵入液体量、岩石孔道弯曲程度和粗糙程度等参数有关[13]。金龙26井目的层裂缝不发育，孔隙与喉道配置关系差，压汞实验数据表明，最大孔喉半径均值为1.91 μm，孔喉中值半径均值为0.07 μ m。液-固界面间相互作用力大，且储层高压低渗，近井筒地带天然气弹性能释放后，地层能量不足，不足以解除近井筒水锁，使得水锁现象尤为严重，这是造成单井产能低的重要原因。