鄂尔多斯盆地延长组低渗油藏地质研究现状与思路.ppt

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。 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-湖底扇两大沉积体系。 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。 1.地 质 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。 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。 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。 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， 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 2.勘探开发历程 鄂尔多斯盆地三叠系延长组纵向上自下而上划分为10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： 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； 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：12md;陕北 地区长2油层平均渗透率：14.76md）； 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CER公司和NIPER研究所研究成果）； 一、三叠系延长组地质开发概况 3.油层地质开发特征 陕北地区上三叠统延长组地层划分简表 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； 油层压裂投产和早期注水开发效果较好； 油层启动压差及驱替压力梯度大； 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； 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 3.油层地质开发特征 二、延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（SY/T 6285-1997） 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。 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。 次生低渗透储层和裂缝性低渗透储层：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。 1.低渗透含油储层分类 李道品等在所著的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： 一般低渗透储层(I类，渗透率(50一10) md)； 特低渗透储层(II类，渗透率(10一1) md)； 超低渗透储层(III类，渗透率(1一0.1) md)； 致密层(IV类，渗透率(0.1一0.01) md) ； 非常规致密层和超致密层(V类，渗透率分别为 (0.01一0.001md）、(0.001一0.0001)md)； 裂隙-孔隙层(VI类，渗透率变化大或10md)。 二、延长组低渗透油藏地质研究现状 1.低渗透含油储层分类 1.低渗透含油储层分类 影响低渗透油藏开发效果的主要因素中，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%。 1.低渗透含油储层分类 二、延长组低渗透油藏地质研究现状 1.低渗透含油储层分类 目前对于低渗透储层概念的认识还不完全一致，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50md作为低渗透 碎屑岩储层的物性上限，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） 2.低渗透油气储量状况 随着我国油气勘探开发程度的不断提高，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409.4108t，约占全国石油总资源量的43.55%。 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、特低渗透石油资源量约 215.9108t，占可探明石油资源量的49.8%，其中重油 31.1108t，低渗透和特低渗透石油184.8108t。 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:新增探明储量中低渗透油藏储量占较大 比例。1995-2003年平均年新增探明低渗透油藏石油地质 储量占年新增总探明石油地质储量的20%，其中2003年达 到29%。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9.6% ,2003年上升 到13.8 %。低渗透油藏开发潜力大。截至2003年，中 国石化累积动用低渗透油藏的石油地质储量和剩余可采 储量分别占中国石化石油地质储量和剩余可采储量的 15.6%和20%。 二、延长组低渗透油藏地质研究现状 2.低渗透油气储量状况 截至2003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 50.9 %，其中低渗透储量为72.3108t，重稠油储量为 46.7108 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 md)储层，是我国最典型的低渗透含油气盆地。 二、延长组低渗透油藏地质研究现状 2.低渗透油气储量状况 3.研究现状 二、延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： 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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、延长组低渗透油藏地质研究现状 3.研究现状 （2）油藏特征及油气富集规律研究方面： 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； 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； 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； 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； 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； 洪德明等（2003）进行了化子坪长2储层及油藏控制因素分析 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； 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； 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； 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。 三、延长组低渗透油藏地质精细研究思路 1.研究思路 地层 对比 划分 流动 单元 研究 沉积 微相 精细 研究 微构造 研究 动态监测资料测井资料 建立低渗透油藏储层三维地质模型 地质资料生产动态资料 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、延长组低渗透油藏地质精细研究思路 1.研究思路 前人研究成果岩心、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、延长组低渗透油藏地质精细研究思路 1.研究思路 单井微相分析 仅有测井资料井微相分析 有取心、岩屑、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 沉积相类型现代沉积理论 微相类型及理论特征 工区标准微相模式 工区沉 积微相 知识库 地质信息库 分析化验库 测井信息库 前人研究成果 沉积微相精细研究的技术路线图 2.储层建模 三、延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7080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。 2.储层建模 三、延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Windows环境下中文 界面的条件模拟法储层建模软件。 2.储层建模 三、延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。 国内地质模型的研究进展 2.储层建模 三、延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、分型随机域 等 2.储层建模 三、延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。 2.储层建模-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,