（石油与天然气工程专业论文）延长油田郑庄区注水开发工程技术研究.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 延长油田郑庄区注水开发工程技术研究 石油 杨 蒲春 摘要 低渗透油气藏是指渗透率小于f o x l 0 - 3 t t m 2 的油气田。低渗透油气藏开发技术是一个 世界性的难题。据统计，我国每年约有三分之二的探明原油地质储量为低渗透储量，到 1 9 9 8 年底，在探明未动用的石油地质储量中，小于5 0 x 】o o ”m 2 的低渗透储量占6 0 以 上，可见，低渗透油田在国内已开发油田的构成中占有重要位置。 作为低渗透油田的典型延长油田长期以来采用自然能量开发，增产措施以油层压裂 改造为主要手段，虽然压裂之后增产效果明显，但地层压力下降过快，产量下降明显。 因此很有必要对延长油田实施注水开发研究。本文针对这一现象，以延长油田郑庄区为 研究对象，对其地质、开发特征进行了深入、细致的研究，并提出了适应于该区的合理 的注水开发方案。它的提出无疑会对延长油田高效开发起到重要的指导意义。 关键词：低渗透郑庄区油田注水方案设计 论文类型：应用研究 英文摘要 s u h j i a ：s m d i n go fw a t e r i n ge x p l o s i v et e c h n i q u eo fz h e n gz h u a n ga r e ao fy a n c h a n go i lf i e l d s p e c i a l i t y ： n a m e ： l n s t r u c t o r ： a b s t r a c t l o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o i ra r ed i f i n ea sf o r m a t i o n 、i t l ll e s st h a n1 0m i l l i d a r c y p e r m e a b i l i t y t h ee x p l o i t i v et e c h n i q u eo fl o wp e r m e a b i l i t y r e s e r v i o ri sac o s m o p o l i t a n p r o b l e m a e o r d i n g t o s a t e , t h e r ea r ea b o u tt w o - p a r tp r o v e no i l r e s e r v e s b e l o n g t ol o w p e r m e a b i l i t yr e s e r v e s t ob o t t o mo f1 9 9 8 ，i np r o v e du n d e v e l o p e dp r o d u c i n go i lr e s e r v e s , t h e r e s e r v e sw h i c hl e s st h a n5 0m i l i d a r c yp e r m e a b i l i t yo c c u p a n c ya b o v e6 0p e r c e n t i ti sa b o v e t h a tl o wp e r m e a b i l 时r e s e r v o i ro c c u p a n c yi m p o r t a n tp o s i t i o ni nd e v e l o p e dr e s e r v i o r y a hc h a n go i lf i e l dw h i c hi st h eo n eo ft y p eo fl o wp e r m e a b i l i t yr e s e v i o rd e v e l o p e dw i t l l n a t u r ee n e r g yi nal o n gt i m e f r a c t u r ei sam a i ns t i m u l a t i o n ，i n c r e m e n t a le f f e c ti so b v i o u s l y a f t e rf r a c t u r i n g ，b u tf o r m a t i o np r e s s u r ed r o pq u i c k l y , p r o d u c t i o nd r o po b v i o u s s oi ti s n e c e s s a r yt os t u d yw a t e r i n ge x p l o i t a t i o na ty a nc h a n go i lf i e l d a i ma tt h i sp h e n o m e n o n ，t h e t e x ts t u d yt h eg e o l o g i ca n de x p l o i t i v ec h a r a c t e ro ft h ez o n eo fz h e n gz h u a n go fy a nc h a n g r e s e v i o ra n dr a i s el o g i c a lw a t e r i n ge x p o l o i t i v es c h e m e sw h i c hc a nf i tf o rt h i sa r e a i th a s i m p o r t a n td i r e c t i o nm e a n i n gf o rh i g hv e l o c i t yd e v e l o py a hc h a n go i lf i e l d k e yw o r d s ：l o wp e r m e a b i l i t y z h e n gz h u a n go i lf i e l dw a t e r i n g s c h e m ed e s i g n i n g t h e s i s ：a p p l i c a t i o ns t u d y l l 】 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己在论文中做 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 日期 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。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：12 ：! 矿 吼! 型幽7 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 ，翌旦兰 拙瞥 第一章绪论 1 1 研究的目的意义 第一章绪论 低渗透油气藏是指渗透率小于l o x1 0 。i m 2 的油气田。特低渗透油气藏开发技术是一 个世界性的难题。据统计，我国每年有约有三分之二的探明原油地质储量为低渗透储量， 到1 9 9 8 年底，在探明未动用的石油地质储量中，小于5 0 x1 0 - 3 9 m 2 的低渗透储量占6 0 以上，而近几年，在当年探明的原油地质储量中，低渗透储量所占的比例高达6 0 一7 0 以上。可见，低渗透油田在国内已开发油田的构成中占有重要位置，系统研究和开发好 该类油田具有十分重要的意义。 延长油田长期以来采用自然能量开发，增产措施以油层压裂改造为主要手段，油井 压裂改造频繁，虽然压裂之后增产效果明显，但地层压力下降过快，产量下降明显。因 此很有必要对延长油田实施注水开发研究，这对于油田增产及合理的开发延长油田都将 具有重要的意义。 1 2 油田注水开发概述 油田注水是一项复杂的系统工程，它是以注入水的水质处理和水质稳定为手段，以 保护油层为基础，达到保持油层压力，实现油田稳产增产的目的。 水压驱动方式是各种驱动方式中采收率较高的一种驱动方式，为了高效率的从油层 中采出原油，我国油田大都采取了注水开发的方式。 向油层中注水除了可使油田成为水压驱动，从而提高原油采收率以外，还可以提高 油田的开发速度。当油田含油面积很大时，由于外排井的遮挡作用，一般边水影响到的 范围是2 3 排井，因此，油田内部井排的地层压力将逐渐减少，在保持井底压力一定时， 井的产量就减小，因而油田开发速度就低。为了得到较高的采油速度，必须在油藏腰部、 中心和边部进行注水。 向油层注水不仅能增加原油采收率，提高开发速度，而且还可以延长油并的自喷采 油期，因而也是降低原油成本的重要途径。 油田开采的当前和最终工艺和经济指标完全取决于开发和布井系统。从开采初期起 便制定和实施油田和油区全部原油生产时期全面综合配套工作长期最佳化的统一规划， 这是当前油田开发的主要特点。 在油田开发的不同阶段，随着油层物理特性、油水性质的交化，需根据耗水量、含 水率、驱油效率、注入水体积波及系统等参数指标对地面注水系统进行改造，从而保证 油田的开发速度和最终采收率。 殖安石油大学硕士学位论文 油田开发的全过程实际是一个动态系统优化过程，在这过程中常常采取一些措施或 手段对该系统进行控制或优化，以达到“动态平衡”。随在开发时间的延长，地层能量消 耗过大，此时除了对油藏实施一些控制外，最重要的是对该系统有一个合理的优化输入 ( 如注水井配注，以补充油藏能量最大) ，此输入量多大才能称之为合理，才能达到壤优 的目的，这就是优化配注要解决的问题。 这里所说的注水井合理配注就是指“以油气层渗流理论作为研究的基础理论，在定 的约束条件下应用最优化理论获得的一种全新的注水井注水量的定量化配置的理论分析 方法”，以保持地层能量为目的。 作为油田开采系统追求的优化目标是多种多样的，例如，对生产成本建立优化目标， 追求的是生产成本最低，投资最省，即目标函数豹极小值：对于产量建立优化目标，追求 的是产量越高越好，即目标函数的极大值；对于含水率越低越好，对于采油速度越快越好； 更重要的是最终采收率优化目的尽力达最大，等等因此，要想建立一个真正合理的优化 模型，就应该同时考虑各种优化目标：即建立一个多目标优化模型，而这些优化目标之间 甚至有对抗的成分，为消除其对抗成分，将其中一部分优化目标转化为约束条件。建立 单芳合理配注优化模型时，就应该考虑注承投资成本最低f 即最大程度减低无效注水) 、 产量最高、地层压力保持程度最大、含水上升率晟低、注水波及程度最大等优化目标， 而在平面矛盾、层间矛盾、层内矛盾加大的情况下，最大程度保持地层压力与最大程度 控制含水上升往往成为一个不易解决的问题。为了使问题得到简化，确定单井配注时， 只选择一种优化目标，即投资最小为目标，而把其它目标与约束联系起来作为约束条件， 这样将注水井的优化配注转化为一个有约束条件的动态优化数学问题。 建立合理配注优化模型之后，进步求解优化数学模型，获得区块单井的合理配注 量，从而进一步获得整个区块或整个油藏总的合理配注量。 1 3 注水开发研究现状 e d 谢n l d r a k e 于1 8 5 9 年8 月2 7 日在宾夕法尼亚髑的t i t u s v i l i e 发现原油。标志着石 油时代的开始。虽然这一口油井每日大约只产1 0 桶原油。但是，不到两年里，完钻的其 他井日喷油却以干桶计。这些宾夕法尼亚州的浅油藏，随着油藏能量的衰竭。产量下降 很快。采收率只占估算的原油地质储量的很小的百分数。早在1 8 8 0 年，c a r l l 就提出，将 水注入油藏把油驱向生产井从而提高原油采收率的可能性。 实行注水好象是偶然开始的。在宾夕法尼亚州的b r a d f o r d 油田的注水就是如此。 继1 8 8 0 年的高产期后，b r a d f o r d 油田的很多井都停弃了。有些停弃井是采用拔套管而不 封堵的办法，而在其他井，则将套管留在井中，套管在井下会腐蚀掉。在这两种情况下， 似乎都有浅层淡水流入产油层段。可能早在1 8 9 0 年，经营者意识到进入产层的水可增加 产油量时，就开始注水了。到了1 9 0 7 年，实施注水已对b r a d f o r d 油田的产量有明显的影响。 第一章绪论 最初的注水方式称为环状注水，即向一口井注水，直到周围的产油井水淹为止。这些被 水淹的产油井转为注水井，形成一个扩大的“环状”水驱前线。很多经营者都曾经反对向 产油砂层注水。宾夕法尼亚州通过了一条法令，要求封堵停弃井和水淹井以防水进入油 层和气层，曾起着制止注水的作用。因此，注水是秘密地进行的。1 9 2 1 年，宾夕法尼亚 州立法部门承认了往b r a d f o r d 油田的产层注水的合法化。 1 9 2 1 年后，实施注水的规模迅速扩大，环状注水法也被“行列”注水所代替。行列注 水时，两排生产井等距离地错开排歹n 在注水井排两侧。到1 9 2 8 年，行列注水就被一种新 的称为“五点法”的注水井网所代替，因为它在外形上与骨牌上的五点布局相近。b r a d f o r d 油田的注水相当成功。从这个油田生产来看，注水对产量的影响是明显的。因为在油田 一次采油枯竭后，注水又采出了第二批原油，所以称注水为二次采油。这种方法慢慢地 在各产油区得到了推广。据报道，1 9 3 1 年在俄贞拉何马州，1 9 3 5 年在堪萨斯州以及1 9 3 6 年在得克萨斯州就已实施注水。注水进展缓慢有几个原因。在早期，人们对注水了解很 少。大约在采用注水的同时，注气也发展起来了。而且在有些油藏成了一种很有竞争件 的开采方法。在美国，由于在二十年代和三十年代相继发现一些大油田，导致在几个州 实行按比例配产。产油能力大大超过了市场需求。于是，很多油藏的一次采油都受到市 场需求的制约。 在注水受干预的年代里，世界各地都发现了大油气田，限额产量仍超过市场的需求。 大量进口低价原油也延长了油藏饮开采期限，延迟了注水的实施。在四十年代末和五 十年代初，随着油藏日趋接近经济极限，而经营者又想要增加可采储量，于是对注水越 来越感兴趣。n 1 9 5 5 午年，估计在美国，全部6 6 x 1 0 6 栖日的日产油量中有7 5 0 0 0 0 桶 日的原油是靠注水开采出来的。在世界各地，注水得到广泛的应用。在美国，目前有一 半的原油被认为是注水开采出来的。 在国内，注水开发起步较晚，但其发展迅速。近年，已在各大油田相继采用，各种 配套设施也逐步趋于完善。从油田开采效果评估可以看出，注水是一种行之有效的提高 油田采收率的方法。同时，也是普及撮广的增产措施。 1 4 本文研究内容 ( 1 ) 郑庄区油田地质特征研究； ( 2 ) 郑庄区油田开发动态及注水开发可行性分析； ( 3 ) 郑庄区油田注水地质方案设计； ( 4 ) 郑庄区油田注水工艺方案设计； ( 5 ) 注水开发中的经济技术评价。 两安石油大学硕士学位论文 1 5 创新点 首次对延长油田郑庄区地质、开发特征进行深入、细致的研究，并对该区的注水开 发方案进行合理的优化设计，从而对该区的高效生产具有重要的指导意义。 第二章油田概况 2 1 地理概况 第二章油田概况 延长油田郑庄区位于陕西省延安市延长县郑庄乡境内的西南部地区，范围包括1 9 9 9 年延长油田郑庄区储量计算区中部和2 0 0 3 年延长油田延7 3 井区储量计算区全部，北部 与延长油田郭旗西区相接，南至郑0 0 5 井一延8 5 井线( 延7 3 井区南部边界) ，西起郑 6 8 3 井一延4 2 井，东抵延8 6 井一延2 7 井，东西长约l o k m ，南北宽约8 k m ，面积约6 0 k m 2 ( 图2 1 ) 。 图2 - 1 工作区位置图 研究区属陕北黄土塬区，地形起伏不平，为沟、梁、峁地貌；地面海拔9 0 0 1 l o o m ， 相对高差最大2 0 0 m ：属大陆季风性气候，冬春少雨雪，植被不发育，年降水量5 6 5 m m 左右，主要集中在6 - 9 月份；年平均气温1 0 4 ，最低气温2 2 3 。c ，最高气温3 5 c ，无 霜期1 7 0 天。区内农业生产水平较低，交通主要为油田建设修建的简易公路与乡级公路 相通，建有可供油田开发的工业电网，石油开发是该区的龙头产业。 西安石油大学硕士学位论文 2 2 区域地质概况 鄂尔多斯盆地晚三叠世以湖泊发育为特征，特别是晚三叠世中一早期( t 3 y 2 ) 沉积 了巨厚且广泛分布的泥页岩，成为贫地内的主要生油岩，为中生界油气藏的形成提供了 充分的物质基础：晚三叠世中晚期( t 3 y 3 一t 3 y 4 ) ，随着湖盆的不断萎缩，湖泊外围广泛 分布河流沉积砂体、三角洲沉积砂体，为延长组油藏的形成提供了必要的储集条件。 研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部，区域构造为一平缓的西倾单斜，地层倾角 小于l o ，千米坡降为7 - 1 0 m ，内部构造简单，局部具有差异压实形成的低幅度鼻状隆起。 2 3 勘探开发简况 延长油田是我国石油开发最早的油田之一，闻名遐迩的中国大陆第一口油井“延1 井”即位于延长油田，距今已有近百年的历史。截止2 0 0 4 年底，延长油田己钻井3 5 0 0 口，累计探明地质储量1 1 2 0 6 x 1 0 4 t ，含油面积2 1 5 5 k m 2 。累计产油3 0 0 x 1 0 4 t ，并已建成 3 0 x 1 0 4 v a 的生产规模。 本区勘探工作开始于1 9 8 5 年，2 0 0 0 年提交了本区北部( 郑庄区) 的油气探明储量 报告；2 0 0 1 年起，加大了南部滚动勘探开发力度，2 0 0 3 年完成南部延7 3 井区储量计算。 并于2 0 0 2 年起实施了郑5 8 4 井区同期注水开发试验和郑6 3 9 井区先期注水开发试验。截 止2 0 0 5 年6 月底，区内共有各类钻井8 6 9 口，其中，采油井8 2 6 口( 含探井转生产井) ， 累计采油3 2 4 1 0 4 t ；注水井4 3 口，累计注水】5 7 8 3 2 x 0 4 m 3 。 第三章油藏地质特征 3 1 地层划分与对比 第三章油藏地质特征 研究区内第四系直接不整合覆盖在三叠系延长组之上，缺失侏罗系、白垩系地层。 钻井资料仅揭示了三叠系延长组中、上部地层( 长7 以上) 。资料表明，研究区内延长组 第五段残留厚度变化大，其它层段厚度比较稳定。 地层、油层组的划分对比，按照延长油矿管理局陕北地区三叠系延长组地层及油层 组的划分标准，对研究区内探井及生产井进行了认真的研究与对比，对地层、油层组、 油层亚组和小层进行了系统的划分与对比( 表3 1 ) 。 表3 1 延长油田三叠系延长组地层及油组划分对比 地层系统 j i l 口延长油田延长油田延长油田延长油田 本文 系统组 油田( 2 0 0 1 年)( 1 9 9 8 年( 1 9 鹤 】9 9 8 )( 1 9 8 8 年前) 第五段 长1长】 第五段 长1长1 t 3 y 5丁3 y 5 = 上延 第四段 长2长2 第四段 长2 永坪油层 长2 + 3 t 3 y 4 长3长3 t 3 y 4 长3 长4 + 5 1长4 + 5长4 + 5长4 + 51 2 层 长4 + 5 氏4 + 5 长4 + 5 长6 1 1 3 层 第 长6 1 1 扣】5 层 第 长6 长6 1 延 1 6 1 7 层 长6 1 长6 1 。 长6 1 长6 2 长 长6 3 1 8 层 长 三 长6 2 。 三 1 9 - 2 0 层 叠 长6 2 长6 2 。2 长6 2长6 2长6 2长6 3 2 l 层 长6 2 3 油 翌层 段段 长6 3 4 乃层 层 长6 3 长6 3 1 2 长6 3 长6 3长6 3长一 2 4 层 组t 3 y 3 长6 3 3 t 科32 5 层 长6 4长6 4长6 4长6 4长6 52 6 2 8 层 长7长7长7长7长7 系统t 3 y第= 段 第二段 嘞 长8 长8 t 3 y 2 长8 长8长8 务嘏丁3 y 1 7 蝤安石油火学硕士学位论文 3 2 沉积特征 3 2 1 长4 + 5 、长6 油层组地层特征 ( 1 ) 长6 4 由1 2 个反韵律沉积构成，上部以浅灰、灰绿色细粒长石砂岩为主，砂岩泥质含量 较高；下部为浅灰、深灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩：顶部为凝灰质泥岩薄层。为三角 洲前缘相沉积的产物，即相当于前积沉积层序。沉积厚度1 6 - - 2 5 m 。 ( 2 ) 长6 。 由3 个沉积韵律组成，沉积韵律发育程度差异较大，中部韵律沉积厚度最大。一般 而言，旋回中、下部为灰绿色细粒长石砂岩，夹深灰色、灰黑色泥岩薄层，上部为灰、 深灰色粉砂质泥岩与灰绿色细砂岩互层，项部发育凝灰质泥岩薄层。自然电位呈钟状或 箱状负异常，沉积厚度2 8 5 0 6 o m 。 ( 3 ) 长6 2 主要由3 个韵律旋回组成，一般中部韵律砂岩厚度较上部及下部韵律砂岩厚度大， 泥质岩厚度横向不稳定，砂岩自然电位负异常特征明显，为箱状负异常，沉积厚度 2 6 5 3 5 o m 。 ( 4 ) 长6 1 上部及下部为块状细砂岩沉积，中部为砂泥岩互层，局部夹炭质泥岩薄层和煤线。 砂岩自然电位负异常特征典型，为箱状负异常，沉积厚度3 7 4 q 8 o m 。含油砂岩受分流 河道砂体控制，为区内的主要含油层段。 ( 5 ) 长4 + 5 为河流相( 曲流河) 沉积，岩性为砂泥岩互层夹薄煤层或煤线，砂岩厚度差异较大。 泥岩层段具高阻特征，砂岩段自然电位负异常幅度低( 或平直) ，即习惯所称的“细脖子 段”，为区域辅助标志层，沉积厚度1 0 1 0 1 3 6 6 m ，区内底部砂岩局部含油。 3 2 2 长6 油层组沉积微相 在上述认识的基础上，结合油井的岩性、电性组合特点，以及沉积结构、构造特征， 以长6 1 、长6 2 、长6 33 个油层亚组为单元，编绘了砂岩等厚图及沉积相图，具体分析沉 积微相在平面上的展布。 ( 1 ) 长6 5 从砂岩厚度等值线图( 图5 ) 及沉积微相图( 图6 ) 上可以看出，主要分布有2 条水 下分流河道由东北方向流入本区，并向西南延伸，西部河道较宽阔，东部较窄小，至本 3 第三章油藏地质特征 区南部又各分叉为2 支，分流河道主体带砂地比大于0 5 ，砂岩厚度大于1 6 m ；分流间湾 零星分布，面积较小，其砂地比小于0 4 ，砂岩厚度小于1 3 m ；分流间湾与分流河道主体 带之间为分流河道侧缘沉积，其砂地比为0 4 - 4 ) 5 。 自西向东沉积微相展布格局为：延2 9 井一延4 2 井分流河道；延3 9 井为中心的分流 间湾；郑3 4 1 并一郑6 6 2 并分流河道：郑6 4 7 、郑4 6 6 、延3 4 并分流间湾；郑4 7 5 一郑3 井分流河道；郑0 0 6 井分流问湾；郑0 0 2 一郑0 0 3 井东南方向延伸的分流河道等。 应当指出，建设型三角洲向湖推进时，由于沉积速度较快，各种微相沉积可以连接 组合。因此，砂岩主体带和较薄地带之间没有一条界限把两种微相截然分开，分流河道 侧缘分布范围较大。 ( 2 ) 长6 2 从本区砂岩等厚图及沉积微相图( 图7 、8 ) 来看，长6 2 砂体呈现宽阔的席状砂体， 分流河道砂体的带状特征不明显，为三角洲前缘分流河道沉积发展的鼎盛期。 席状砂体为北东一南西走向，宽阔的砂体中间零星分布着几个砂岩较薄的区块，较 大的有延2 8 井区、延8 5 井区等。该席状砂体有两个厚带，东侧一支为延2 7 井一郑6 4 0 井砂岩主体带，西侧一支为延2 9 井一郑6 7 4 井砂岩主体带，为水下分流河道的主河道。 此外，本区西北部分布着延4 2 井一郑6 1 4 井分流间湾，东南部有郑8 0 3 井分流间湾。长 6 2 主河道区的砂地比可达到0 6 以上，而分流间湾的砂地比则小于0 4 。分流河道侧缘分 布范围较长小。 ( 3 ) 长6 1 至长6 1 期，本区沉积微相发生较大变化，三角洲的迸积作用使本区露出水面，以 平原分流河道沉积为主。由于分流河道的侧向迁移、摆动，长6 1 砂体的带状特征不 典型，而展示网状分流河道的特点。从砂岩体的平面展布看，主砂体仍为北东走向，东 西各有1 个较宽阔的分流河道主砂体带发育，向南部由于漫滩沼泽区的分隔，形成4 支 较窄的分流河道主砂体带，中部和西北部浸滩沼泽较发育。分流河道主体带砂地比大于 0 5 ，砂岩厚度大于2 0 m ；浸滩沼泽区砂地比小于0 4 ，砂岩厚度小于1 5 m ；二者之间为 分流河道侧缘沉积。 沉积微相展布格局为：东侧发育延2 7 井一郑6 4 7 井主河道，西侧发育延3 8 井一郑 6 8 3 井主河道：延2 7 井郑6 4 7 井主河道西侧发育郑1 8 2 井区、延8 3 井区2 个决口扇： 两条主河道之问被延2 9 井、郑8 3 9 并、郑6 4 4 漫滩沼泽区分隔。此外，该区西部有郑 6 1 7 井漫潍沼泽区，南部有延3 9 井一郑6 7 3 井、郑6 6 2 井一郑6 5 6 井漫滩沼泽区，东部 还有郑8 0 3 井漫滩沼泽区；东侧主河道砂体中间尚有郑8 2 1 井漫滩沼泽区。 9 - 西安石油大学硕士学位论文 3 3 储层特征 3 3 1 岩石学特征 本区长6 储层的岩性以灰色细粒长石砂岩为主，其次为中一细粒、细一中粒、中粒 及粉一细粒长石砂岩，各油层亚组具有近似的岩石学特征。 砂岩的主要矿物成分为：长石6 2 8 - - 5 2 5 ，平均5 7 6 ；石英2 9 0 , , - 2 4 4 ，平 均2 6 9 ；岩屑4 7 - 1 9 ，平均3 1 ；黑云母1 4 1 缸1 9 ，平均6 o 。岩屑主要有 变质岩屑、火成岩屑及少量沉积岩屑。砂岩中含少量重矿物，包括锆石、石榴子石、榍 石、磷灰石、绿帘石等。 填隙物以自生矿物为主，平均含量6 9 。主要有：绿泥石4 5 一1 ，平均2 2 ： 浊沸石o 7 ，平均2 7 ；方解石0 - i5 ，平均1 5 ；石英及钠长石( 加大边) 0 - 2 5 ， 平均0 5 。 绿泥石为孔隙衬边产状，浊沸石、方解石为孔隙充填产状，浊沸石含量的变化往往 反映次生溶蚀作用强度的差异；石英及钠长石以颗粒加大边产状为主，其次为品粒状充 填在孔隙中。 由于沉积环境演变及成岩作用的差异，长6 砂岩的矿物组分在纵向上呈现一些规律 性的变化。自下而上，石英含量略有增加，岩屑含量减少；填隙物中的绿泥石含量具有 增加的趋势，而方解石含量呈减少的趋势，浊沸石含量长6 2 最高( 表3 - 2 ) 。 表3 - 2延7 3 井区长6 储层矿物成分统计表 层位 矿物成分( ) 长6 1长6 2长6 3 石英类 2 7 52 6 22 6 1 碎 屑 长石类5 7 8 5 7 3 5 7 8 成 岩屑类 2 63 o3 8 分 黑云母 6 55 5 6 6 填 绿泥石3 11 _ 3】2 隙 浊沸石1 3 4 】 1 5 物 成 方解石 0 92 02 o 分 石英及钠长石0 4o 50 5 长6 砂岩的结构特点是颗粒较均一，分选性好，主要粒级占7 0 以上，颗粒里定向 排列，杂基含量低。 储层成岩作用强烈，经历了压实作用、压溶作用、自生矿物充填作用、溶解作用、 1 0 第三章油藏地质特征 交代作用及粘土矿物转化重结晶作用等成岩后生作用，演变成为低孔隙度、特低渗透率 的致密砂岩储层。 3 3 2 物性特征 根据区内2 0 3 0 块样品的岩心分析资料统计，长6 储层的孔隙度最大值为1 5 1 2 ， l , j 、值为2 1 ，平均值为8 7 2 ；渗透率最大值为9 9 3 x 1 0 4 岬2 ，最小值为o o l x l f f 3 r t m 2 ， 平均值为1 0 3 x l o 3 岬。分层统计结果见表3 3 。 表3 - 3长6 储层孔隙度、渗透率统计表 层位 长6 1长矿长6 3 孔隙度渗透率孔隙度渗透率孔隙度 渗透率 物性 ( ) ( 1 0 4 t t m 2 ) ( ) ( 1 0 。岬2 ) ( )( 1 0 u i n 2 ) 样品数9 6 99 4 2 7 5 96 8 23 8 33 6 7 最大值 1 5 1 28 3 71 4 4 39 9 3 1 2 66 9 8 是小值 2 1 50 0 12 0 70 0 12 0 90 0 4 平均值 9 5 21 0 3 8 2 41 1 67 7 40 7 7 统计结果表明，长6 1 储层物性较好，长6 2 次之，长6 3 较差。各油层亚组的孔隙度、 渗透率分布见图3 1 一图3 - 6 。 l o o 8 0 一 苎 簪印 爨 嚣 磷4 0 2 0 0 图3 - 1 长6 孔隙度分布直方图 孔隙度( ” 西安石油大学硕士学位论文 一1 0 0 曼 薹8 0 氍 晴6 0 4 。 2 0 0 1 0 0 _ _ 一 ， f ， 。耐。- h oo j6 - 争p o 。9 | i 。s 拿5 7 2 5 奢 褥 2 0 疆 1 5 1 0 5 0 1 0 ! 三亘亘耍 二二三三三基垂盈口渗透率，o 。3 u m 2 ) 8 0 一 兰 * 6 0 晷 嚣 晖4 0 霉 普 联 置 瑾 o 图3 - 2长6 1 渗透率分布直方图 3s891 0j j j 0j 4j s 孔骧度( ” 图3 - 3 长6 2 孔隙度分布直方图 j 蟹io j 乒p 9 。g 7 1 y | s s 口重量至垂垂二二三三互亘圃渗透率( 1 0 3 p m 图3 4长6 2 渗透率分布直方图 2 主一苷臻 蚰 弛 m 埔 0 0 拿辫爨 弱 圬 加 ； o 口 蚰 o 第三章油藏地质特征 1 0 0 8 0 一 * 6 0 琴 莽 蔫4 0 2 0 o 1 0 0 窑 篓 8 0 聪 酶 6 0 4 0 2 0 0 6，667es j oj ，f pj 0 匪垂三二至困孔陈 图3 - 5 长6 3 孔隙度分布直方图 厂 ， 。 j 吵 ，烈h q o 手fo - | 手，po a l 7 i 。2 啮 4 0 拿 簪 骚 3 2 2 4 1 6 8 0 ， 二至三至壅垂二二二二三三三基要耍i i ! 渗透率1 0 1 “- 2 图3 6 长6 3 渗透率分布直方图 从孔、渗频率分布直方图可以看出，长6 储层孔隙度集中分布在7 - - - 1 3 之间，占 样品总数的8 3 ，渗透率集中分布在( 0 3 2 5 ) x 1 0 刁“m 2 之间，占样品总数的8 4 ；长 6 2 储层孔隙度集中分布在7 0 0 - 1 0 之间，占样品总数的7 3 ，渗透率集中分布在( 0 3 - 2 5 ) 1 0 。3 岬2 之间，占样品总数的8 6 ；长6 3 储层孔隙度集中分布在6 1 0 之间，占样品 总数的8 3 ，渗透率集中分布在( o 3 2 5 ) 1 0 0 h m 2 之间，占样品总数的8 9 。 孔隙度大于8 ( 有效厚度的孔隙度下限) 的样品累积频率：长6 1 为7 8 2 ，长6 2 为5 8 ，长6 3 为5 0 ；渗透率大于o 3 x l o o 岬2 ( 有效厚度的渗透率下限) 的样品累积频率： 长6 为8 5 6 ，长6 2 为8 7 5 ，长6 3 为1 0 0 。 孔隙度、渗透率的平面分布有如下特点：其一，孔隙度高值带的分布和砂岩主体带 的分布基本一致，其二，孔隙度、渗透率分布的吻合性差。受取样部位、取样密度的影 两安石油大学硕士学位论文 响，以及分析批次的差异，部分井点的孔、渗平均值数据代表性不强，孔、渗平面图反 映的物性分布不完全准确，可作为区块评价的参考。 3 3 3 砂体展布与油层分布 长6 ：是本区主要含油层组。储层为三角洲平原分流河道沉积，主要有2 套砂岩， 上部砂岩为多期河道砂岩的复合体，横向上厚度变化较大，纵向上时分时合，交错叠置。 长6 上部的块状复合砂体是长6 的主要含油层段，在横剖面上可以连续追踪。但是砂岩 体内部结构变化较大，随着沉积微相的演变，单砂层的厚度、层数有所改变。油层受砂 岩体控制，含油性受岩性、物性控制，砂体的横向变化使得油层厚度、含油性及其在砂 体中的位置也有所改变。 长6 1 主要含油层段一上部油层主要分布在延3 8 一延3 9 井一线的东南部地区，该区 内油层厚度大，连续性好，是长6 ，主要含油区块。 长6 1 下部砂层远不如上部砂层发育，由l 3 层较薄的砂岩组成，以长6 1 底砂层为主 体。这套砂岩横向变化比较大，在垂直砂体走向的剖面上该砂层厚度变化频繁，厚薄相 间。呈串珠状的透镜体分布。下部砂层含油性不如中上部砂层，油层厚度小，连片性差， 但在郑0 0 4 一延3 9 井一线以西该砂层厚度较大，含油较好，局部地区连片分布。 总体上看，长6 1 两套砂岩( 特别是上部复合砂体) 是一个大的连通体，岩性、物性、 含油性的变化都属于连通体内部的变化，可以认定，长6 1 复合砂体以侧向连通为主，属 多边式连通。 长6 2 ：储层为水下分流河道沉积砂体，平面上为宽阔的席状砂体，呈北东向展布。 剖面上为复合正韵律，由三个砂层组成，以中部砂层最发育，上部砂层次之，底砂层发 育较差。 从油藏剖面图可以看出，在延3 8 一郑5 8 4 一延3 9 井线以东，长6 2 砂层比较发育， 含油较好；此线以西主力砂层( 中部砂层) 变薄、尖灭，含油变差。 以中部砂层为例，砂岩厚度一般为9 1 2 m ，在延3 8 一延7 6 一线以东广大地区，该 砂层连续分布，横向变化不大，侧向连通性好。而在郑5 8 4 一郑5 7 9 井一线以北，该砂 层变薄至尖灭。中部砂层的含油性与砂层发育程度密切相关。在砂岩发育的地区，油层 较多，厚度较大。由于储层非均质性较强，油层的层位、层数、厚度均变化较大，在横 向上呈不连续的含油透镜体，在纵向上呈叠瓦状复合连片。 长6 2 上部砂层的厚度在4 t o m 之间，较发育的地区在延3 9 一郑5 8 4 以西，郑6 1 7 井以南地区：另外，在延7 3 一延7 4 井一带砂岩也较厚。总的来看，上部砂层横向变化 较大，横向上往往呈透镜体出现，分叉呈互层状的现象比较普遍，含油层段分布比较零 散，油层厚度小。 长6 2 下部砂层发育较羞，一般厚度2 - - - 4 m ，局部厚度达6 9 m ( 延4 1 井、郑3 2 8 井) 。 4 第三章油藏地质特征 在本区西北角的延4 l 、延4 5 井区及东南部的郑2 0 9 、郑2 6 1 井区，该砂层呈较厚的透镜 体出现，油层亦分布在这两个地区。 长6 3 ：从油层剖面上可看到由三个次一级旋回组成，有三个砂层。中、上部砂层较 发育，连续性相对较好，下部砂层较差。 上部砂层在本区大部分地区可以连续追踪，厚度5 - 1 4 m 。含油层零星分布，在本区 东南部的郑6 6 2 、郑3 6 8 、延7 4 等井区较集中。 中部砂层：发育在郑5 8 4 井一延3 9 井以东，砂层连续性较好，厚度为5 9 m ，含油 较好，油层集中分布在郑3 6 8 井一郑6 6 2 井一线的东南地区，油层不连续，为透镜状含 油。该区西北部中部砂层不发育，厚度3 - 6 m ，含油差，仅见到零星的薄油层。 下部砂层：发育不好，横向连续性差，多为砂岩透镜体，厚度2 5 m ，仅在郑2 7 3 井见到油层。 3 3 4 孔隙结构特征 本区长6 储层成岩作用主要有压实作用、压溶作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作 用及粘土矿物转化重结晶作用等，对储层孔隙影响最大的成岩作用为压实压溶作用、胶 结作用和溶蚀作用。 ( 1 ) 储层毛管压力曲线基本特征 排驱压力分布范围为o 1 6 4 5 3 m p a ，相应的最大连通孔喉半径为4 ，6 5 - - , 0 1 6 i t r n ： 饱和度中值压力分布范围为1 7 2 2 3 4 7 m p a 。 平均孔喉半径分布范围为o 0 5 1 o l g m ，孔喉均值分布范围为o 0 3 - - - 0 8 6 1 t i n ；非汞 饱和度分布范围为1 1 5 , - 5 8 6 ；分选系数分布范围为o 0 3 , - 0 9 6 。 同类毛管压力曲线的形态差异不大，但因其孔、渗不同，其特征参数的分布范围 较宽。 储层分类的典型毛管压力益线见图3 7 ，综合储层物性、毛管压力益线特征铸体薄片 分析成果对长6 储层的分类见表3 - 4 。 西安石油大学硕士学位论文 图3 7 储屡毛管压力曲线分类图 1 6 崩 h ： 糕 爻 杀矗 皂 妇 皑 q j 瓷莛 i j釜 心 g 缝 j 锤 k 摇 宣 鲋_ 豢 垦堕 言 爱 鍪曼 j c 壤 糌一 n ：硷罱零 鼗 巨、一 弩 。 嗡毒 藿鉴童 勰轻 兰 h q 蓁蓬s 宁 三 2 苫d 籁 兽 ：2蛊g 鬓s dq 宁 誉 宁 夏 曼 答 6 兽 焱d d6d 。” 轻 掣名 鼍 一 宁宁宁 兽 诋 霸号 = 兰 答 6 苦dc ； 崩 嚣 蠹霎 况 r牛餐。 。 2 出 c ； 细 1冀 小 呻 伸 肾篓 “ 鲁菪一 亨 了 志 t饕 惫 “ r= 叶 葛 蠹 寸 髻善 葛 d 三 譬 “ 了 占 一 寸 竺 乎 一 畸 o ； r 一 小 出& 呻 兽i ! 兰 宁 兰 量 v d 褂 气 工 彳 掣 羹重 峥卑 = 一 。od 爨刨，、 品 。 经摹 。： 峥 工 竺 h 一 占 “ 挈 銎l q - 霆 龚和 墓蝥 聂蜜 罨釜 鍪要 蠹窭蠹窭 。- 2 4 受考 嫱 营1 7 - 鼋 罄 韵 莩i薰i 军委 塞军 建蓍 彝丛 哥舞 勰廿 i 器 器嗡未嗡疑i 疑f 重 末糕 乏 嵌$肚i尔辩瓣荨 ，n 嵌 a聿咚智鞋是斟i最 饕鋈篓 i s 第三章油藏地质特征 表3 - 5 董家河裂缝延伸方向统计表 近e w 向近s e 向n e 向n n w 向 裂隙方向 ( 8 0 。1 0 0 0 )( 3 4 0 。2 0 0 )( 2 0 0 5 0 0 ) ( 3 2 0 0 3 4 0 0 ) 裂缝条数5 61 2】51 6 分布百分比 4 3 43 2 6】，6】2 4 呼家川露头砂岩裂缝特征 呼家川位于延长县东部，距县城约7 k m ，出露长6 油层组中部砂岩层段，有2 个典型 露头前人进行了裂缝观察记录。 呼家川l 号露头：发育两组正交裂缝组系：即近东西向( e w ) 裂隙和近南北向( s n ) 裂隙。东西向裂缝组延伸长度较大，8 0 以上的裂缝超过l m ，裂缝宽度主要集中在0 5 l m m 范围内，裂缝大部分未被充填，有的裂缝有零星钙质充填，在大裂缝附近还发育有 数条微裂缝。南北向裂缝规模较小，延伸长度分布范围为1 0 8 0 c m ，裂缝宽度则主要集 中在o 1 o 5 r a m 范围内，有的大裂缝周围发育有数条羽状微裂缝。不论是东西向还是 南北向裂缝，其产状类型都以高倾角为主，即裂缝与岩层层面垂直或近于垂直。东西向 裂缝比南北向裂缝发育程度高( 图3 9 ) 。 圈3 - 9 蜉家川1 号露头长6 砂岩裂缝平面分布图 呼家川2 号露头：砂岩体只发育东西( e w ) 向个裂缝组系，裂缝延伸长度小， 里雁行状排列( 图3 1 0 ) 。 1 9 西安石油大学硕士学位论文 图3 i o 呼家川2 号露头长6 砂岩裂缝平面分布圈 地面露头剖面上裂缝具有一些共同特征，东西向天然裂缝多数不穿层，常终止于岩 体界面上，少数厚层砂体的天然裂缝规模较大，可切穿不同砂岩层，最终消失在泥岩中。 厚层砂体中的天然裂缝规模较大，而薄层砂体中的天然裂缝多数发育砂层内部的局部范 围内，泥岩由于岩性较软以及风化破碎较强烈，构造裂缝常显现不清楚，因此不便于追 踪。切穿泥岩的构造裂缝在泥质岩层中有倾向变缓的趋势，南北向裂缝多数可切穿不同 砂岩层。 野外露头研究区裂缝主要发育e w - - s n 组系以及n e n w 组系裂缝，不同组系的 裂缝可以构成复杂的裂缝网络，但是具体到某一区域或层段总会以一个方向的裂缝组系 占主导地位。延长地区砂体裂缝分布以东西向占优势。 ( 2 ) 钻井岩心裂缝方位测试 据川口油田岩心裂缝古地磁定向裂隙分析表明，川口油田主要发育近东西向裂隙， 少数为近南北向( 图3 1 1 ) 。地层倾角测井裂缝解释的裂缝有4 组，即东西向、南北向、 北东向和北西向裂缝都有，但裂缝优势方位仍为近东西向。因此，接近东西向裂缝为油 田的优势方位，与古地磁定向裂隙分析成果一致。 安塞油田王瑶区3 口井压裂裂缝方位测试结果表明，受地层压力影响，人工裂缝方 位与地压裂缝走向基本符合，如王1 1 1 8 井裂缝方位近东西向、王1 8 1 8 井是北东1 5 0 2 0 0 走向。 第三章油藏地质特征 3 2 0 3 矿 少 一、 ；， 0 0 ，( d - f 奠鹜逡j 惑 f4n 阒7 2 3 二1 3 1 0 图3 - 1 1 川口岩心裂缝方向玫瑰图 ( 3 ) 郑庄区油层破裂压力分析裂缝特征 通过对郑庄区油层破裂压力分析，区内油层破压一般在3 0 m p a 左右，最高可达 5 4 m p a ，如郑5 6 7 井、郑4 7 7 井等，4 0 m p a 也很多，如郑5 7 3 、郑5 6 1 、郑4 9 0 、郑4 9 3 、 郑8 4 0 等。但部分井破裂压力较低( 2 0 m p a 以下，最小者是郑5 9 0 3 井1 2 m p a ) ，而且 有规律成带分布( 图1 9 ) 。分析认为，这种低破裂压力