（油气井工程专业论文）钻井完井液对靖边气田碳酸岩储层伤害及保护技术研究.pdf

英文摘要 s u b j e c t ：as t u d yo nw e l ld r i l l i n gc o m p l e t i o nf l u i do fj i n g b i a nc a r b o n a t er e s e r v o i r d a m a g ea n dp r o t e c t i o nt e c h n o l o g y s p e c i a l i t y ： o i la n dg a sw e l le n g i n e e r i n g n a m e ：l i u w e i ( s i g n a t u r e ) 红近 i n s t r u c t 。r ：q u z h a n ( s i g n a t u r e ) ! 三兰兰兰 a b s 。l r a c i t h i st h e s i st a k e st h ec l a ym i n e r a l o g y , r e s e r v o i rg e o l o g y , o i ll a y e rp h y s i c s ，r o c km e c h a n i c s ， p e t r o l o g y , m i n e r a l o g y , o i la n dg a sp r o t e c t i o nt e c h n o l o g ya st h ef o u n d a t i o n ，u s e st h em o d e m a n a l y s i st e s ta n dt h eq u a l i t ys y n t h e t i ce v a l u a t i o nm e t h o d ，w i t ht h ee x p e r i m e n t a ls t u d y , h a s a p p r a i s e dt h ej i n g b i a ng a sf i e l ds e n s i t i v i t ya n dt h ed r i v i n gf l u i dd a m a g e e n r i c h e dt h e u n d e r s t a n d i n g o fc a r b o n a t e g a s r e s e r v o i rg e o l o g i c a l f e a t u r e ，d e e p e dt h e w e l l d r i l l i n g c o m p l e t i o nf l u i do ft h ec a r b o n a t eg a sr e s e r v o i rd a m a g em e c h a n i s ma n dt h ep r o t e c t i o n t e c h n o l o g yr e s e a r c h , p r o v i d e st h eb a s i sf o rt h ep r o t e c t i o nw o r ko fc a r b o n a t eg a sr e s e r v o i rw e l l c o m p l e t i o np r o c e s s j i n g b i a ng a sf i e l di sl o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r ，t h em a i nr e s e r v o i rr o c ki sd o l o m i t ea n d c a l c a r e o u sr o c k ，t h er e s e r v o i rp h y s i c a lp r o p e r t yd i s p l a y st h ei n t e n s ea e o l o t r o p i s m , e x i s t e n c e i l l i t e ，k a o l i n i t ea n ds oo n , t h es o l i d , l i q u i dp h a s ei n v a s i o ni nd r i l l i n ga n dw e l lc o m p l e t i o n p r o c e s sw h i c hc r e a t e st h er e s e r v o i ri n j u r yi st h ep r i m a r yf a c t o rt h a ta f f e c t st h ep e r m e a b i l i t y 砀ed a m a g eo fc a r b o n a t eg a sr e s e r v o i ri s s y s t e m a t i c a l l yd e s c r i b e db yl o t so fl a b o r a t o r y e x p e r i m e n t sa n db yu s i n gc o r ea n a l y s i sa n dt e s tm e a s u r ei na d v a n c e ，f r o mg e o l o g y , r e s e r v o i r s e n s i t i v i t ya n dc a p i l l a r yi m b i b i t i o n t h i st h e s i sp r e s e n t ss o m en e wv i e w p o i n t s ，w h i c hd e e p e n s t h er e s e a r c ho fd a m a g em e c h a n i s ma n d p r o t e c tt e c h n o l o g yo fc a r b o n a t eg a sr e s e r v o i r t h r o u g ht h el a b o r a t o r ye x p e r i m e n t ，t h er e s e a r c ha r e ar e s e r v o i rs e n s i t i v ed e g r e ep r e s e n t s m o d e r a t et os t r o n gt e n d e n c y , s u c ha sm o d e r a t et os t r o n gw a t e ra n ds a l ts e n s i t i v e ，m e d i u m v e l o c i t ya n ds t r e s ss e n s i t i v e ，m o d e r a t et ow e a ka l k a l is e n s i t i v e ，w a t e rl o c k , w a t e r ( s a l t ) s e n s i t i v eo c c u r sb yt h el i q u i dp h a s ei n v a s i o n , a n ds t r e s ss e n s i t i v i t yw h i c hc a u s e sb yt h e r e s e r v o i rr o c kp l a s t i cd e f o r m a t i o n , i st h ep r i m a r yi n j u r yi nj i n g b i a ng a sf i e l d t h et e m p o r a r ys h i e l d i n ge x p e r i m e n t sh a v e b e e nd o n ei no r d e rt op r o v i d et h er e a s o n a b l e b a s i so ft e m p o r a r y a n di nt h eg r a n u l ee x p e r i m e n t a ls t u d yf o u n d a t i o n ，i n c r e a s e st h en e w s h i e l d t ot h eo r i g i n a lc o m p l e t i o nf l u i d ，a f t e rt h ei m p r o v e m e n t ，c o m p l e t i o nf l u i ds y s t e mc a np r e v e n t t h el i q u i dp h a s e e f f e c t i v e l y , a n dm e tt h ep r o t e c t i o nr e s e r v o i rr e q u i r e m e n t s k e y w o r d s ：w e l lc o m p l e t i o nf l u i d ，j i n g b i a ng a sf i e l d ，c a r b o n a t er o c k , r e s e r v o i r p r o t e c t i o n i i i 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：碰日期：地垒! 乏q 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录 到中国学位论文全文数据库并通过网络向社会公众提供信息服务。本人离校后发表 或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大 学。 论文作者签名： 导师签名： 日期：知i o 6 ， 日期：删、参， 注：如本论文涉密，请存使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 馥胜 第一章绪论 1 1 研究目的及意义 第一章绪论 世界上有3 0 的油气田是碳酸盐岩油气田，其油气储量占世界总储量的6 0 。我国 的碳酸盐岩气藏约占总沉积面积的5 5 ，其中渤海、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、四川 笳地等碳酸盐岩储量和产量较高。 鄂尔多斯盆地古生界沉积岩分布面积2 5 万平方公里，经过第二次油气资源评价，天 然气总资源量为4 1 7 8 8 x1 0 8 m 3 。其中上古1 8 6 5 7 1 0 8 m 3 ，下古2 3 1 3 1x1 0 8 m 3 。1 9 8 9 年 中国石油天然气总公司和长庆油田勘探局在陕西省榆林地区靖边区块部署实施科学探索 井一陕参l 井，在埋深3 4 4 2 - - 3 4 7 2 m 的奥陶系风化壳马五l 、2 层获得日产天然气2 8 3 x1 0 4 m 3 的高产工业气流。这一发现，展示了下古生界具备形成大中型气藏的地质背景， 同年9 月，在距陕参1 井4 0 公里的榆3 井于相同层位又获得日产1 3 8x1 0 4 m 3 的工业气 流，标志着鄂尔多斯盆地天然气的勘探获得重大发现；随着榆3 井、陕8 井的完钻试气 和靖边气田中区天然气探明地质储量的提交，靖边气田取得了重大突破，截止2 0 0 6 年底 提交探明储量达4 6 9 9 9 6 1 0 8 m 3 ，成为目前国内下古生界最大的气田。 按中国石油天然气集团股份公司的部署，长庆油田公司天然气作为京津地区丰力气 源，将于2 0 1 0 年达到2 0 0 x1 0 8 m 3 a 供气能力，根据产量目标及产能建设需求，考虑2 0 1 0 年后长庆气区的持续发展及靖边气田稳产5 5 1 0 8 m 3 a 的产能建设目标，必须加快靖边 下古气藏天然气滚动勘探开发步伐。面对靖边下古气藏地质情况复杂和生产情况的紧迫， 适时地研究靖边下古气藏储量规模和建产能力，预测单井及滚动开发区块的产能，确定 合理的产能建设目标；同时加深靖边下古气藏地质认识及伤害因素、对策的研究，对综 合分析气藏开发潜力是十分必要的。 综上所述，由于碳酸盐岩储层存在一定的裂缝、溶蚀孔洞，以及一些敏感性矿物， 在钻井完井过程中会产生一系列问题，这些都会在今后油气井的生产、增产过程中造成 严重损害。因此，我们需要进行碳酸盐岩储层的损害机理及保护技术的研究。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 碳酸盐岩油气层损害机理 存钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象统 西安石油大学硕士学位论文 称为油气层损害。油气层损害的实质包括绝对渗透率下降和相对渗透率下降n 1 。 从碳酸盐岩储层本身来说，其损害主要受孔隙和裂缝两个因素的控制，与砂岩相比 其储集空间比较复杂，次牛变化非常明显。碳酸盐岩储集层由于缝缝洞洞的存存，特别 是缝洞发育的无规则性，对整个储集层来说其均质性大，资料对比的可比性和准确性差。 一般认为，碳酸盐岩油气层的损害主要是固相颗粒侵入、外来流体侵入、应力敏感 等。固相颗粒及工作滤液侵入是造成裂缝型碳酸盐岩储层损害的主要因素，水相圈闭和 粘土矿物损害是造成孔隙型碳酸盐岩油气层损害的主要因素。 国内外在碳酸盐岩损害机理方面取得了长足的进步，主要有以下方面： ( 1 ) 固相颗粒侵入 固相侵入即在钻、完井、增产等各生产环节中进入储层的固相颗粒堵塞孔隙喉道。 固相颗粒的侵入深度一般可达1 0 c m 左右，侵入的深度越深，对储层的损害就越大。外 来固相颗粒侵入储层主要是在泥饼尚未形成之前，并与储层本身的孔缝大小，特别是与 孔喉特征有关乜1 。 2 0 0 0 年张沛元认为钻井完井液中的固相颗粒侵入储层而引起的储层损害，其机理不 是岩石本身渗透率的降低，而是储层孔喉和裂缝被阻塞1 。 对碳酸盐岩储层，特别是在缝洞发育的情况下，外来固相颗粒的侵入则更容易，损 害也更为严重。如果储层层段发生井漏等情况时，往往会对储层造成严重的损害。 ( 2 ) 储层流体敏感性 在钻、完井及开发过程中，工作液与储层岩石和流体发生物理化学作用，引起储层 渗透率的变化，称之为储层的流体敏感性。 1 9 4 5 年j o h n o n 和b e e o n 发现岩心渗透率的蒸馏水测量结果与盐水测量结果不一致。 1 9 5 9 年m o n a g h a n 等在文章中明确提出了“地层损害”的概念，这一阶段对损害机 理的认识主要是验证砂岩的水敏性，并提出了评价试验程序h 1 。 1 9 6 5 年l a n d 和b a p t i s t 通过研究得出结论，当储层含蒙脱石或膨胀性矿物时，其水 敏伤害并不一定是由储层粘土矿物体积增大造成的，主要问题是粘土矿物分散运移堵塞 孔喉哺。 1 9 6 5 年m u n g a n 研究了流体p h 值和矿化度的变化对渗透率的影响，认为高p h 值盐 水会降低储层渗透率1 。 1 9 9 7 年康毅力等指出，碱性环境下粘土矿物更容易分散、运移，从而造成渗透率的 降低，并提出了储层碱敏损害的概念h 1 。 ( 3 ) 应力敏感性 2 第一章绪论 应力敏感性是指在施加一定的有效应力时，岩石的孔隙度、渗透率等物性参数随着 应力变化而改变的性质。 1 9 7 1 年a b g r a l l 通过对地层条件下的裂缝孔隙度值进行研究，得出了石灰岩的有效 应力与孔隙度之间的关系。 1 9 8 2 年z d v a ng o l f - r a c h t 提出了砂岩储层裂缝孔隙度与地层压力的关系式。 1 9 9 8 年y u t i n gd u a n 对大量的自然裂缝和人造裂缝表面的拓扑特性进行了深入的分 析，并在此基础上进行了自然裂缝应力敏感性的数值模拟，建立了裂缝一孔隙型储层应 力损害的分析和评价方法阳1 。 2 0 0 3 年a y o u b 研究了有效应力与碳酸盐岩渗透率之间的关系。即随着有效应力的增 加，渗透率呈现出( 1 ) 岩样含有粒间孔时，渗透率平缓下降：( 2 ) 岩样含有溶蚀孔时， 渗透率先是急剧下降，然后平缓的降低；( 3 ) 岩样中粘土矿物反抗净压力而导致渗透率 升高阳1 。 2 0 0 5 年何健和康毅力等通过实验得出，裂缝一孔隙型碳酸盐岩储层应力敏感性中等 偏强，孔隙型储层应力敏感程度为弱n 叫。 对于模拟地层温度、地层上覆压力、地层孔隙压力、地层含水饱和度的全直径岩心 的应力敏感性分析实验，目前在国内外尚属空白，由于该实验对设备要求高，危险、技 术难度大，至今无人问津n 。 ( 4 ) 水相圈闭 水相圈闭是致密气藏最主要的损害因素，严重制约着致密碳酸盐岩气藏的开发。国 内外许多学者己经对水相圈闭( 或水锁) 进行了一些研究，主要包括水相圈闭的成因、 影响因素和消除方法。b e n n i o n 发表了多篇探讨水相圈闭的形成机理、影响因素和损害 消除方法的文章，并与c i m o i a i 等研究得出水相圈闭是由于储层初始含水饱和度远远低 于束缚水饱和度引起的n 引。1 9 9 9 年贺承祖根据毛细管束模型，从理论上分析指出决定水 锁效应的主要是毛细管力，而表面张力只是影响毛细管力的一个因素，此外还必须考虑 接触角和毛细管的有效半径影响n 副。1 9 9 9 年李振铎指出厄尔多斯盆地上古生界7 0 以上 的气井压裂后产量仍达不到工业生产标准，是由于钻井完井和压裂过程中产生了水锁( 或 水相圈闭) 损害n 制。2 0 0 2 年何汉平指出想要解除水相圈闭( 或水锁) 需要很高的反派压 力15 | 。 1 2 2 碳酸盐岩储层保护关键技术 屏蔽暂堵技术是根据在正压差( a p 0 ) 下钻井液中的固相粒子损害油气层的必然 西安石油大学硕士学位论文 性和这种损害可达1 0 0 ( 即完全堵死所有喉道) 的事实，利用其损害机理，人为控制 这种损害使之达到在打开油气层的几分钟内，在井壁内形成一个致密有效( k ：= o ) 的薄 堵塞带，以防i ：钻井、固井过程对油气层的进一步损害，完井时用射孔酸溶、油溶或返 排的办法完全解堵。显然该技术的关键是很快形成薄的致密堵塞带，由于它很薄，很容 易被射孔弹射穿，因而属于暂堵性质陉1 。 当储层中存在裂缝时时，钻井、完井液的固相和滤液更容易进入此类油气层。钻井、 完井液中应该存在数量足够的能在油气层孔喉和裂缝中稳定“架桥”的固相颗粒，如果 没有适当的桥堵固相颗粒存在，钻井液的侵入深度将达到1 0 m 以上，储层会受到严重损 害，若固相颗粒没有堵塞裂缝，侵入裂缝的钻井完井液滤液一般可以返排出来，所以对 裂缝性油气层来说，固相损害及钻井液的漏失是主要损害因素。 1 3 问题的提出 靖边气田属于低渗储层，储层岩石丰要为白云岩和灰岩，储层物性表现出强烈的非 均质性，孔隙度的最大值为9 1 0 - 1 5 9 ，最小值为0 1 ，渗透率的最大值为5 5 3 3 5 1 0 。3 p m 2 ，最小值为0 0 5 1 0 。3 “m 2 ，存在伊利石、伊蒙混层及高岭石等敏感性矿物，在钻、 完井过程中固相、液相的侵入对储层造成的伤害是影响渗透率的主要因素，因此正确评 价靖边气田储层的敏感性，进行伤害机理研究，选择优质的钻井完井液，有效地保护储 层就成为靖边气田钻采过程中急需解决的问题。 1 4 研究内容 1 ) 国内外水平及现状分析 2 ) 靖边气田潜在伤害因素分析 ( 1 ) 储层毛管压力曲线分析 ( 2 ) 储层潜在伤害因素分析( 包括敏感性矿物对储层的伤害分析等) 3 ) 靖边气田钻井气层敏感性及伤害机理研究 ( 1 ) 储层五种敏感性研究( 包括流速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏) ( 2 ) 储层压力敏感性研究 ( 3 ) 储层水锁伤害评价研究 ( 4 ) 完井液对储层的损害评价研究 ( 5 ) 确定储层伤害类型 4 ) 靖边气田储层保护技术和对策研究 ( 1 ) 暂堵效果评价实验( 屏蔽暂堵粒子筛选) 4 第一章绪论 ( 2 ) 钻井完井液体系和配方优选( 包括岩样污染评价实验及最优配方的筛选等) 1 5 技术思路 论文的理论依据是建立在粘土矿物学、储层地质学、油层物理学、岩石力学、岩石 学、矿物学、油气层保护理论与技术等学科的基础上，采用现代分析测试和综合评价手 段，通过实验研究，评价了靖边气田储层敏感性和工作液损害。丰富了对碳酸盐岩气藏 地质特征的认识，深化了钻井完井液对碳酸盐岩气藏损害机理及保护技术的研究，为碳 酸盐岩气藏完井过程中的保护工作提供依据。本文采取的工作路线如图1 1 所示。 1 6 研究取得的认识及创新点 本论文以靖边气团碳酸盐岩气藏为研究对象，开展了一些室内实验研究，从储层地 质特征、储层敏感性、毛管自吸、气藏损害机理和保护技术等方面展开研究，通过实验 分析和研究取得的丰要认识有： ( 1 ) 研究区储层敏感程度总体呈现中等偏强的趋势，水敏和盐敏损害程度为中等偏 强，速敏损害程度中等，碱敏损害程度为中等偏弱。 ( 2 ) 储层岩石渗透率应力敏感性实验研究表明，应力敏感损害程度总体为中等。随 着有效应力的增加，岩石的渗透率降低。 ( 3 ) 水基工作液会在毛管力的作用下自吸进入气层，造成水相圈闭损害。毛管自吸 表现为岩样渗透率越高，其自吸速率越快，毛管自吸损害严重。 ( 4 ) 完井液对储层岩心损害程度中等，表明完井液中的固相颗粒和滤液较容易侵入 储层，对储层造成伤害，也表明了完井液中的固相颗粒与储层裂缝、孔喉大小分布不匹 配，暂堵效果不理想，反排困难。 ( 5 ) 开展了优选不同屏蔽暂堵粒子的实验研究，为有效地应用屏蔽暂堵保护技术提 供合理依据。并在屏蔽暂堵粒子实验研究基础上，对原有完井液添加新屏蔽暂堵粒子进 行完善，改良后的完井液体系能有效地阻止液相的侵入，达到了保护储层的要求。 西安石油大学硕士学位论文 图1 - 1 技术路线 6 第二章靖边气田储层地质特征分析 第二章靖边气田储层地质特征分析 2 1 研究区域概况 靖边气田位于鄂尔多斯盆地中部，北起内蒙古自治区鸟审旗以南，南至陕西省安塞 县，东至陕西省横山县、西起陕西省靖边县城以西，呈南北狭长条状分布。气田探明含 气面积4 0 9 3 4 k m 2 ，探明地质储量2 8 7 0 7 8 1 0 5 m 。 靖边气田原始地层压力在3 0 9 9 3 1 9 2 m p a 之间，平均3 1 4 3 m p a ；压力分布总趋势 为西部高、东部低，南部高、北部低，压力系数普遍小于l ：压力分布特征与气层深度 关系密切，经对测压准确井的压力和深度进行线性回归，相关系数为0 7 1 7 ，压力梯度为 0 1 9 3 m p a m 。储层平均有效厚度5 7 m ，孔隙度5 7 6 ，渗透率3 8 6 9 5 1 0 弓岬2 。气层 温度分柱范围为8 8 4 1 0 7 3 ，平均9 8 2 ；温度分布总特征与气藏压力分布总特征 一致，温度梯度为2 5 4 l o o m 。 靖边气田气藏类型为岩性地层圈闭孔隙裂缝型气藏，天然气中甲烷含量平均大于 9 5 ，气藏属于微含硫或不含硫干气气藏。气田地质条件复杂，气藏埋藏深，侵蚀沟谷 分布复杂，气层薄、低孔、低渗、非均质性强，开发难度大。 图卜1 靖边气田构造位置图 7 西安石油大学硕士学位论文 2 2 储层特征 2 2 1 储层岩石学特征 1 ) 岩石矿物成分特征( 据x 射线全岩分析) 通过x 射线全岩分析，对靖边气田( 3 2 5 1 6 、g 2 4 1 8 、g 5 0 - 6 、陕9 4 、陕1 2 6 、陕 1 9 0 井的7 0 个样品进行了分析，结果见表2 1 。 表2 - 1x 射线全岩分析结果表 序号 井号样号岩心号 石英白云石方解石 高岭石黄铁矿 未检出 1g 2 5 - 1 6l 2 ( 4 1 5 9 )| 9 9 | 1 2g 2 5 - 1 62 2 ( 3 1 5 9 ) l9 8|ll 3 g 2 5 一j 6 3 2 ( 7 1 5 9 )| 9 9 f|j l 4g 2 5 - 1 64 2 ( 7 1 5 9 )| 9 8 f| 1l 5g 2 5 - 1 65 2 ( 8 1 5 9 ) |9 9 | l 6g 2 5 - 1 66 2 ( 9 1 5 9 )| 9 8 | l1 7g 2 5 - 1 67 2 ( 1 2 1 5 9 )| 9 9 | l 8g 2 5 - 1 68 2 ( 1 2 1 5 9 ) |9 9|1 9 陕1 2 6 9 l ( 1 6 4 1 ) 29 4l 2 l 1 0 陕1 2 6 1 0 1 ( 1 3 4 1 ) l9 8 | l 1 1 陕1 2 6 l l 1 ( 2 2 4 1 ) l 9 8 |1 1 2 陕1 2 6 1 2 1 ( 1 1 4 1 ) l9 8 |j 1 1 3 陕1 2 6 1 3 1 ( 1 0 4 1 ) l9 62 | |l 1 4 陕1 2 6 1 4 1 ( 1 8 4 1 ) 1 9 3 5| 1 1 5 陕1 2 6 1 5 1 ( 6 4 1 ) 19 l43 | 1 1 6 陕1 2 6 1 6 1 ( 2 6 4 1 ) 49 0311l 1 7陕1 2 6 1 7 l ( 2 2 4 1 )1 9 0 44|1 1 8 陕1 2 6 1 8 1 ( 2 1 4 1 ) l7 81 64 | 1 1 9 陕1 2 6 1 9 l ( 2 0 4 1 ) 29 5 | 2|1 2 0陕1 2 6 2 0 1 ( 1 7 4 1 ) 39 41l | 1 2 16 2 4 - 1 82 1 1 ( 5 1 3 0 ) 39 6 | |1 2 26 2 4 - 1 82 2 l ( 6 1 3 0 ) 49 5|1 2 3g 2 4 - 1 8 2 3 1 ( 7 1 3 0 ) 19 6 l| l1 2 4g 2 4 - 1 82 4 1 ( 8 1 3 0 ) 19 8 | |1 2 6g 2 4 - 1 8 2 6 1 ( 1 1 1 3 0 )19 7。| l 1 2 7g 2 4 - 1 8 2 7 1 ( 5 2 1 3 0 ) l9 8 l| 1 2 8 6 2 4 - 1 82 8 1 ( 7 3 1 3 0 ) 29 5 | 2|1 2 96 2 4 - 1 8 2 9 l ( 1 5 1 3 0 )l9 7|l|1 3 0g 2 4 - 1 8 3 0 1 ( 1 7 1 3 0 ) 19 8 |1 3 l6 2 4 - 1 83 l 1 ( 1 9 1 3 0 ) l9 8 | ll 3 26 2 4 - 1 83 21 ( 2 5 1 3 0 )29 7|l 3 4陕1 9 0 3 4 2 ( 1 9 1 1 9 ) 99 0 l|1 3 5 陕1 9 0 3 5 2 ( 2 0 1 1 9 ) |8 71 2|l 3 6 陕1 9 0 3 6 2 ( 2 2 1 1 9 )|9 72|l 第二章靖边气田储层地质特征分析 表2 - 1x 射线全岩分析结果表( 续) 序号井号样号岩心弓石英白云石方解石高岭石黄铁矿未检出 3 7 陕1 9 0 3 7 2 ( 2 3 t 1 9 ) 28 41 3 |l 3 8 陕1 9 0 3 8 2 ( 2 0 1 1 9 )| 8 71 2 |1 3 9 陕1 9 03 92 ( 3 3 11 9 ) 一：4 9 4 j|2 4 l 陕1 9 0 4 l 2 ( 2 7 1 1 9 )| 9 81 f|1 4 2 陕1 9 0 4 2 2 ( 2 9 1 1 9 )| 9 7 1|1l 4 4 陕1 9 0 4 4 2 ( 3 4 1 1 9 )。| 9 71 |11 4 7g 5 0 - 6 4 7 4 ( 1 6 0 )1 9 8 f|1 4 86 5 0 - 64 8 4 ( 2 ，6 0 )l 9 7 j1 | 1 4 9 g 5 0 - - 64 9 4 ( 6 6 0 ) 1 ， 9 62| | l 5 16 5 0 - 65 1 4 ( 9 6 0 )19 8| 1 5 2 g 5 0 - 65 2 4 ( 1 2 6 0 ) 29 7 一f| | 1 5 3g 5 0 - 6 5 34 ( 1 3 6 0 )l9 8|1 5 5 g 5 0 - 65 5 4 ( 1 4 6 0 ) 19 8|ff1 5 6 陕9 4 5 62 ( 4 7 9 1 )18 11 7i1 5 7 陕9 4 5 72 ( 4 7 9 1 )|8 41 5| | l 5 8 陕9 4 5 82 ( 5 1 9 1 )19 81| | l 5 9 陕9 4 5 92 ( 5 5 9 1 )19 53 l| 1 6 0 陕9 4 6 0 2 ( 6 0 9 i l9 25i f l 6 1 陕9 4 6 12 ( 6 2 9 1 )29 7 | 1 6 2 陕9 4 6 2 2 ( 6 2 9 1 ) 19 8 lf 1 6 4 陕9 4 6 4 2 ( 6 4 9 1 ) l8 l4l 6 5 陕9 4 6 52 ( 7 5 9 1 )l9 8 | 1 3l 6 6 陕9 4 6 6 2 ( 7 8 9 1 )l 9 8 。|l| 1 6 7 陕9 4 6 7 2 ( 8 0 9 1 ) 39 l4l ll 6 8 陕9 4 6 82 ( 8 1 ，9 1 )1 08 71 1 1 6 9 陕9 4 6 9 2 ( 5 9 9 1 ) 1 28 7|11 7 0 陕9 4 7 0 2 ( 8 3 9 1 )28 21 5 。t f|l 最大值 1 29 81 5 1 3ll 特征值最小值 8 ll 平均值 39 24 7 5l1 从表2 1 中可见储层岩石几乎全由白云石组成，含少量方解石及其它矿物。 2 岩石镜下特征 储层岩石丰要为白云岩和灰岩，白云岩、灰岩丰要以泥晶结构为丰，见粉晶、细晶 结构。 ( 1 ) 泥晶云岩 粘土质含量较低的泥晶云岩岩石呈多孔状，以溶蚀孔隙和晶间孔隙为主，溶蚀孔隙 内分布大量六方片状的高岭石和粗晶方解石，孔隙边缘为自形自云石晶体( 图2 2 ) 。 9 西安石油大学硕士学位论文 ( 2 ) 岩 具非均 ( 3 ) 岩 或粗晶 圈2 - 4 刚3 _ 5 井3 ( 6 4 1 10 ) 电镜扫描照片 雷圈_ 第_ 二章靖边气田储层地质特征分析 ( 4 ) 灰质云岩搜娃余鲕粒云岩 显徽镜下显鲕粒结构，方解石交代强烈。电镜下仍见粒间溶孔和粒内溶孔，孔内见 自形白云石、自牛石英及伊利石，残余鲕粒云岩溶孔、溶缝发育( 图2 5 ) 。 ( 5 ) 细 ( 6 ) 囤2 - 74 9 - 1 4 井6 ( 5 3 5 6 ) 电镜扫描照片 一一一 西安石油大学硕士学位论文 2 2 2 储层物性特征 本次研究共收集了7 个区块共1 1 1 口井的测井物性解释资料。马五1 储层的平均孔 隙度为3 0 7 ；马五2 储层的平均孔隙度为1 7 5 ：马五l + 2 储层的平均孔隙度为2 5 9 。 在各小层的孔隙度分布统计来看，马五；小层不仅平均孔隙度最高，为4 4 3 ，有5 0 的 储层孔隙度超过4 。马五：、马五：、马五；三个小层孔隙度基本上都小于4 ，是较差的 储层。孔隙度分布频率直方图见图2 8 。 3 0 1 5 ，2 0 1 5 求 口1 0 5 o l 孔鼠度。x 图2 - 8 靖边气田典型气井孔隙度孔隙度频率分布 马五l + 2 储层的渗透率最大值高达5 5 3 3 5 1 0 。g m 2 ，平均渗透率为1 9 5x1 0 3 岬2 ： 马五l 储层的平均渗透率为3 0 6 1 0 刁岬2 ；马五2 储层的平均渗透率为o 0 3 1 0 弓r t m 2 。 由各小层的渗透率分布统计来看，马五：和马五；小层渗透率大于0 1 1 0 。岬2 的层段超 过了5 0 ；马五：小层的平均渗透率为6 3 3 x1 0 3 岬2 ，是各小层中最好的。马五：、马五 ：和马再；三个小层其渗透率大都小于0 1 1 0 3 岬2 ，是低渗透层。渗透率分布频率直方图 见图2 9 。 1 2 第二章靖边气田储层地质特征分析 ， 寐 扭 o d 1口a 口lo 口l0 111 口1 阳i1 0 0 d1 唧o 渗透率1 i l t | 1 1 1 z 图2 _ 9 靖边气田典型气并渗透率孔隙度频率分布 马五l + 2 储层含水饱和度的最大值为1 0 0 ，最小值为6 6 3 ，平均含水饱和度为 7 1 5 7 ，分布非常不均衡：马五1 平均含水饱和度为6 7 0 6 ：马百2 平均含水饱和度为 7 9 3 6 。由各小层的含水饱和度分布统计来看，全区最好的区段为马五；，含水饱和度主 要分布在2 0 一- 6 0 之间，马五：和马五；次之，最差的是马五2 1 和马五：。 通过对靖边气田孔隙度渗透率分析表明，孔隙度分布主要集中在2 8 之间，渗 透率分布主要集中在0 0 1 1 0 。3 岬2 o 1x1 0 。岬2 之间。从孔渗关系可以看出，靖边气 田下古气藏的孔隙度和渗透率没有明显的相关关系。孔隙度和渗透率之间的关系见图 2 1 0 。 05l o1 5 孔黻 图2 _ 1 0 靖边气田典型气井孔隙度与渗透率的关系 总体上各区块的物性都表现出强烈的非均质性，孔隙度的最大值为9 1 0 - - - 1 5 9 ， 最小值为o 1 ，渗透率的最大值为5 5 3 3 5x1 0 。3 岬2 ，最小值为0 0 5 1 0 。岬2 。各区块 的平均孔、渗值相差不大，根据测井解释各小层中，以马五m 、层的物性最好，十分明显， 1 3 驺 巧 柏 坫 5 o “ 瑚 ” l 叭 吼 姒 眦 o “ h辜鲁*蝌麓 西安石油大学硕士学位论文 马五：小层各区块的平均孔隙度分布在3 7 2 - 6 o 之间，平均为6 ，反映出这些区块的 缝洞相对发育。 2 2 3 孔隙类型 通过岩石扫描电镜分析和铸体薄片鉴定，认为靖边气田储层的孔隙类型主要为溶蚀 孔隙、晶间孔隙、裂缝和溶缝( 见附录靖边气田储层显微照片图版) 。 储层储集空间类型复杂、多样，特别是溶蚀作用产牛的次牛孔、洞构造非常发育， 对储层物性的好与差起决定性作用。然而，由于碳酸岩盐储层沉积具有小尺度多旋回性、 成岩作用多样、多期、多选择性等，使得储层非均质强烈，孔隙分布规律性差，即使同 - d , 层内相邻薄片也存在孔隙发育和不发育两种相反现象，相邻井之间孔隙特征也存在 很大差异( 见表2 2 ) 。 。 表2 - 2 靖边气田储层孔隙类型统计表 从图2 1 1 中可以更加直观的看到靖边气田储层孔隙类型的分布。 舅 | i 一 | |曩 | i l j i 曰 同 j j j 0 一 _口 r t 粒阅孔粒内孔阅孔闻溶孔溶孔胄谯孔徽裂昧 图2 - 11靖边气田储层孔隙类型分布直方图 1 ) 晶间孔、晶间溶孔、晶模孔 本区白云岩中大量分布有这种孔隙，泥粉晶结构的晶粒间往往存在晶间孔隙，晶间 孔隙细小，往往需借助扫描电镜才能观察。云岩晶体的自形程度较高，云岩晶间孔隙常 呈三角形或多边形，孔隙边缘平直。溶蚀孔隙和缝内充填的自形云石晶间同样见晶间孔 隙分布。 1 4 骆 始 加 坫 5 o 第二章靖边气田储层地质特征分析 囤2 - 1 2 白云岩兰问溶孔 2 ) 岩溶膏模孔 溶蚀孔隙是主要的孔隙类型，孔内被云石或其他a 生矿物不同程度充填，自形白云 打多为分布孔隙边缘，晶粒间分布自晶问孔隙，自生石英和粘上矿物在孔隙中充填程度 不高，往往保留有部分礼隙空间，商岭石充填的孔隙保留的空间较低。全充填孔隙的日 物多为方解石。这种孔隙与上述晶问孔、晶问溶孔同时存在，即相互伴生出现。 图2 一伯岩溶膏横孔 靖边气刚气藏的等力产层一马五层段的孔隙类型分布见表2 - 3 西安石油大学硕士学位论文 不同的孔隙对应的孔径的大小各不相同，从孔径统计表中可以看出，主要孔隙的孔 径大小依次为：溶孔 膏模孔 晶间溶孔 微裂隙 晶间孔( 见表芝- 4 ) 。 表2 4 靖边气田储层孔径统计表 从表2 _ 4 可以看出，溶孔的孔径最大，其面孔率也最大，单因素分析，溶孔发育的 层位中物性必然好。溶孔发育的层位有马五1 1 ，马五1 2 、马五1 3 、马五4 1 8 、马五4 t m , 从 测井解释结果看，马五1 1 、马五1 2 、马五1 3 小层的物性明显好于其它层位，马五4 t m 小层 的渗透性也较好，只有马五4 1 b 小层受其它因素的影响物性相对较差。靖边气田储层孔径 大小统计表见表2 5 。 表2 5 靖边气田储层孔径大小统计表 1 6 第二章靖边气田储层地质特征分析 r 一- jr 鼍 i lj l j ； i j l j i | i l j 一 j li： l ii r 1 k i 1 j 已一一0 l jl j jk 一一 粗孔中j f l细孔 徽乳 图2 _ 14 靖边气田储层孔径大小分布直方图 根据铸体薄片鉴定报告统计表明：根据孔径的分类标准，孔径主要以细孔和微孔为 丰，占7 9 ，粗孔和微孔只占2 1 ，反映靖边气田储层为低孔储层。 2 2 4 孔隙结构 根据压汞资料，统计目的层的压汞参数特征( 详见表2 - 6 ) ，可以看出：靖边气田储 层中值压力平均1 7 o m p a ，排驱压力平均1 5 5 v p a ，相对较高；中值喉道半径平均0 4 3 1 a m ， 说明储层以小喉为主；最大进汞饱和度平均7 2 6 ，退汞效率平均1 0 4 ，退汞效率极 低，说明岩样的喉道小，分选差，喉道分布不均匀。 表2 - 6 靖边气田储层压汞特征参数表 鹇，篙o - ，1 t m z ) 三舅量蓑篓凳均值歪度一数萋主訾麦霎 ( 1系数 效翠 l1 8 85 2 41 9 0 30 1 40 5 61 0 5 2- 0 4 03 6 10 3 77 0 5 l8 7 4 4 2 0 4 9 0 1 9 8 1 6 5 1 1 3 0 o l 1 2 8 2 4 9 6 4 5 6 2 3 6 1 7 2 6 2 3 9 3 3 1 9 4 6 1 5 9 0 1 2 7 80 4 60 5 71 0 0 80 4 73 1 9 1 2 6 40 6 6o 7 6l o 0 20 1 23 2 8 1 1 1 50 4 31 7 91 1 1 50 1 62 3 5 4 7 3 6o 0 33 9 41 2 0 8o 5l2 4 3 3 4 4 50 0 62 8 ll o 6 7加0 32 9 6 3 2 5 20 0 37 9 21 5 0 80 6 81 9 6 l o 6 70 0 90 5 41 1 3 8- 0 7 03 1 0 1 6 2 9o 1 0o 9 01 1 4 30 6 52 6 l 0 3 4 o 3 8 o 2 3 o 2 8 o 3 2 o 1 3 o 2 7 o 2 5 7 8 8 0 7 5 0 4 8 0 0 3 7 5 8 8 7 6 5 8 7 9 5 0 8 9 8 3 8 5 7 7 1 1 1 6 1 0 8 4 1 3 2 0 9 0 6 8 6 5 9 7 5 5 9 6 1 0 5 6 1 00 9 05 1 41 1 2 70 4 43 2 0l o 9 21 4 31 5 30 2 38 74 9 1 7 9 0 钙 幻 站 的 ：。 加 ” 加 s o 西安石油大学硕士学位论文 1 1 0 墨 1 、， 芷0 1 o 0 1 0 0 0 1 1 0 08 06 0柏2 00 1 0 08 06 0柏 2 00 s h g ( )s h g ( ) 图2 - 1 5 典型毛管压力曲线 陕2 2 8 井的毛管压力曲线是双台阶型，属双重介质的典型毛管压力曲线；陕2 3 0 井 为单台阶形，属于单一介质型的毛管压力曲线( 图2 1 5 ) 。 喉道直径大于l p m 的大喉比例为7 8 ，喉道直径在l o 3 1 a m 问的中喉比例为1 3 3 ， 喉道直径在o 3 o 0 3 p r o 间的细喉比例为3 0 ，喉道直径小于0 0 3 1 m a 的微喉比例为 4 8 9 。因此，靖边气田储层以微喉为主，其次为细喉，大喉和中喉的比例仅为2 1 1 ， 见表2 7 和图2 1 6 所示。 表2 - 7 靖边气田储层喉道大小分类表 大喉 2 l 中喉 0 3 l 细喉 o 0 3 旬3 徽喉 0 图2 - 16 靖边气田储层吼道大小分布直方图 马五l + 2 储层的储集空间和流体渗流通道包括了缝一洞一孔型、缝一孔型、微孔型和 1 8 1 ： 1 芝v 。 a 的 的 加 。 第二章靖边气田储屡地质特征分析 孔隙型等；其孔喉类型t 要包括大巾孔细喉型、大巾孔细一微喉穆、中小孔微喉型、中 孔细一微喉型以及人中扎细喉型。这些孔隙肉受沉秘和成岩作j 1 】的控制，帆而造成在储 层