黄沙坨油田火山岩裂缝油气藏储层评价

1、黄沙坨油田火山岩裂缝油气藏储层评价马强 1(中油辽河金马油田开发公司,辽宁 盘锦 124010摘要:根据火山粗面岩的低渗透特点,从岩性特征、油层分布、孔隙和裂缝、孔道半径和相渗曲线等方面,揭 示了开发生产中的间歇自喷和含水突进等现象,探讨了油藏埋深和油水界面的关系,建立了黄沙坨油田火山岩裂缝 油气藏的储层评价指标;以压裂措施对裂缝宽度和渗透率的改善为依据,指出了改善流动系数,是中孔低渗透油 气藏,解决开发中、后期,压力和井温下降、油气比上升、产量递减、油层返吐压裂砂和渗透率降低等生产矛盾的 有效途径。关键词:黄沙坨油田 火山粗面岩 储层物性评价 裂缝宽度 相渗曲线1 引言黄沙坨油田位于辽河东部

2、凹陷中段,储层为沙三下段火山喷发岩,自下而上钻遇的地层为:S3粗安岩; S3粗面岩和 S3玄武岩。储层为火山粗面岩;主要有灰绿色粗面岩和角砾状粗面岩,矿物的主要成分碱性斜长石具定向 排列,蚀变较深,裂纹和溶孔发育在 0.2mm 至 4.0mm 。岩石具斑状和聚斑状结构,具块状、角砾状 和气孔状构造,角砾间的孔隙和裂缝主要被沸石填充,少量为绿泥石和泥质 1,油田开发中的泥岩 膨胀等污染问题较少,多数油井下泵投产一段时间后,都能够自行解除钻井时的泥浆污染,转为连 抽带喷或间歇性自喷生产。2 油层特征油层平均中深 3145m ,厚度 125m ;主要发育在 S3和 S3。其中:S3油层组自下而上又可

3、细 分为 S3 1, S3 2和 S3 3等小油层;测井解释的主力油层在 S3 1和 S3 2。油藏的原始油水界 面为 3240m ,在 S3 1附近;由于油层岩石的强亲水性,导致油田开发中的含水上升速度快,含水 上升率高(4.3%以上 ;初期产量递减较大,高达 20%以上。原始的 S3油层组经过试油和开发验证,多数为油水同层或水层,导致后续的油井生产中,多 采用避射水层或远离油水界面等措施,使 S3油层组没有形成主力油层的开发规模。从平面分布上看:黄沙坨油田属于火山岩裂缝性复杂断块气顶边底水稀油气藏,受界西一级 正断层和小 22二级逆断层的影响,油田内部发育了十多条三、四级断层;构造呈 NE

4、 WS 向展部, 自北向南发育了小 24、小 22、小 23、小 28、小 25、小 29和小 33等复杂断块,油藏埋深由北向南 有逐渐变浅的趋势(表 1 。表 1 主力断块小层埋深对比表 油藏厚度由油田的中心部位向北部和南部有逐渐变薄的趋势。 构造中心部位是小 23断块, 厚度 125m ;北部的小 24断块,油层厚度减小到 20m ;南部的小 29断块,厚度减小到 30m (表 2 。1作者简介:马强(1980-今,男,助理工程师, 2003年毕业于大庆石油学院石油工程系,现在辽河金马油田开发 公司生产技术科,从事生产管理工作。电话 E-mail :starmq

5、。表 2 黄沙坨油田油层厚度参数表 3 储层特征火山粗面岩的储集空间主要有孔隙和裂缝两大类,且以孔隙为主;孔隙类型主要有:气孔和杏 仁体中的残留孔、砾(粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和微裂缝等,粗面岩储层的平均孔隙度为 8.8%, 属于中孔低渗 2,孔径 0.2mm 8.1mm ,面孔率 10.9%,平均孔喉 1.78mm ,最大 24.7mm ,孔喉比 1: 2。裂缝具有良好的储集性和连通性,主要类型有:构造裂缝、冷凝收缩裂缝和斑晶节理缝等,粗 面岩储层的平均裂缝宽度 0.3mm 3.5mm ;宏观的裂缝间距以小于 20mm 为主,占 61.5%;裂缝间距在 20mm 70mm 的,占 32.7%;

6、平均岩心的裂缝密度为 18条 /m(表 3 。表 3 黄沙坨油田裂缝类型统计表 构造裂缝是主要的储集和连通裂缝,它的发育密度大、延伸长;主要受界西等一、二级大断层 地影响,呈条带状平行分布在断层附近。斑晶节理缝主要发生在重力渗流带和水平溶蚀带,它的影 响深度相对有限。由于小 24断块,以水平裂缝为主,占 79.6%,导致它的产能低,措施效果不理想;小 22断块 以垂直裂缝为主,占 66.7%,生产中见水较快也较突然,反映出水窜严重,治理较难;小 25断块的 网状和垂直裂缝都高于小 23断块, 使小 25断块的产能较高, 井间干扰试验的效果也好于小 23断块; 小 23断块的裂缝类型比较匀称,开

7、发中油井的产能差异较大,北部的油井以水平裂缝为主,低产井 比较集中;西部的油井以垂直裂缝为主,生产中含水高,含水上升速度快;只有断块中部,以网状 裂缝为主的油井,产量较高,自喷生产时间较长,效益较好,反映出它们与裂缝性质的密切关系。4 储层物性评价4.1 孔道半径根据黄沙坨油田 102块岩样的常规分析可知:粗面岩储层属于中孔低渗性裂缝组合,最大孔 隙为 18.4%, 最小 2.3%, 平均孔隙度 8.8%; 分析渗透率平均为 1.0×10-3m 2; 碳酸岩含量平均为 1.2%; 所以,油田的酸化措施效果较差,压裂措施效果较好。S3 1油层的孔隙度分布在 2.3%18.4%, 平均为

8、 8.2%; S3 2油层的孔隙度分布在 5.2%11.5%, 平均为 8.3%; S3 3油层的孔隙度分布在 7.1%12.9%,油田平均孔隙度为 8.8%。孔隙和裂缝交织的形态变化多样;有孔洞、有线状和片状、有细长和短粗、有开启缝和闭合缝、 有垂直裂缝和交叉裂缝等,但是主力油层的孔隙度分布相对均匀,属于中孔范围,峰值出现在 8% 10%(图 1 。 图 1 黄沙坨油田孔隙度分布频率图孔道半径是表征低渗透储层岩心孔隙结构的重要因素,它影响低渗透油田的渗流能力 3,应用 孔道半径评价储层,是火山岩储层与砂岩储层的区别之一。孔道半径越大,渗流阻力越小,储层流 体的开发潜力就越大;实验室采用恒速压

9、汞仪来测定低渗透储层的孔道半径,确定黄沙坨油田的平 均孔道半径为 0.2mm 8.1mm ,峰值出现在 1.0mm 2.4mm (图 2 。 图 2 黄沙坨油田孔道半径分布频率图4.2 裂缝宽度裂缝宽度是表征火山粗面岩储层,裂缝流体储集和连通特征的一个重要参数,是不同于砂岩储 层的特征参数之一。对于火山岩储层而言,不同的裂缝类型,不仅反映了成岩过程中的应力拉伸或 剪切等性质,还反映了储集空间的不同类型,也就决定了油藏的不同产能和开发特点。在建立物模的基础上, 利用 Midland 公司的 3D-Move 和 3D-Stress 软件进行动态和非动态恢复, 应变分析和曲率分析,对裂缝系统的滑动趋

10、势、渗漏趋势和扩张趋势进行分析,判断裂缝的开启和 闭合性;在 131.7m 长的岩心上分析裂缝宽度平均为 0.3mm 3.5mm ,裂缝密度为 18条 /m。根据罗什金油田 苏 阿布纳长耶沃区泄油半径 4与渗透率的经验公式 (Re=171.8+0.53K,推测 黄沙坨油田火山岩裂缝储层的泄油半径为 171m 左右。探边测试结果表明:黄沙坨油田多数井的实测探边半径平均在 175m 左右(表 4 ,单井控制储 量平均为 34.5×104t ,与经验公式比较吻合。表 4 黄沙坨油田探边测试表 均为 30.7%,平均无水期采收率预测最高为 21%;以小 10-16井的低渗透(8.3×

11、;10-3m 2岩样相渗 曲线为例:低含水(小于 20%开发阶段的水相渗透率仅增加 5%,油相渗透率就下降了 90%以上(见 图 3 ,说明了岩石的强亲水性和含水上升速度加快的原因。 图 3 小 10-16井相渗曲线对比分析高产井的裂缝类型都以网状缝为主,而且压裂后的有效渗透率可提高到 21×10-3m 2以上,最高达 49.2×10-3m 2;裂缝宽度平均可提高 20%以上,达到 20mm 以上(见图 4 ,可见:孔 道半径和裂缝宽度是评价火山岩裂缝油气藏的重要指标,其中的裂缝宽度指标,揭示了油井产能和 措施效果之间的因果关系。 图 4 黄沙坨油田裂缝宽度分布频率图5 开

12、发中后期的渗透率变化随着开发时间地延长,黄沙坨油田的地层压力和温度不断下降,油层开始脱气,油气比上升, 结蜡程度日益严重;采出程度增加,上覆岩层的重力持续作用,导致裂缝宽度不断减小,渗透率不 断降低(图 5 ,油层返吐压裂砂,使卡泵检修等现象频繁发生,经济效益有所下降。 图 5 黄沙坨油田渗透率下降曲线在油相渗透率下降的同时,水相渗透率急剧上升,束缚水饱和度增加,油田的综合含水上升, 采油速度下降,天然能量开发的采收率预测在 18%左右(图 6 。 图 6 黄沙坨油田平均相渗曲线火山岩裂缝性油气藏开发的关键是:充分利用储层的特点,及时保持充足的地层能量,改善流 动系数,不断提高裂缝宽度和油相渗

13、透率,防止油层严重脱气和返吐压裂砂,采取有效措施,抑制 含水上升速度加快和递减加大,使油田保持长期稳产。6 结论(1火山岩裂缝性油气藏不同于砂岩储层,必须建立新的储层评价指标;粗面岩储层是孔隙和 裂缝交织发展的特殊油气藏,必须用孔道半径和裂缝宽度等指标来评价储层的好坏,揭示油井生产 中的各种矛盾。(2黄沙坨油田中孔低渗性裂缝油气藏,岩石的亲水性较强,油相渗透率下降较快,油井含 水上升速度快,天然能量开发的采出程度低,储层的有效渗透率不断降低,裂缝宽度不断减小,油 田递减加大;应尽量保持地层的能量,采取有效措施提高流动系数。参考文献 :1 伍友佳,李治平,李建 . 黄沙坨油田储层特征及注水开发适

14、应性研究 M.西南石油学院, 2002:2331。 2 张莹、穆艳梅 . 火山岩油气藏特征及勘探技术信息调研 M.中油辽河油田公司勘探开发研究院科技信息所, 2000:93101。3 杨正明,张英芝,郝明强,刘先贵,单文文 . 低渗透油田储层综合评价方法 J.石油学报, 2006, 27(2 6467。4 张琪,万仁溥 . 采油工程方案设计 M. 北京:石油工业出版社, 2002:445446。5 王峭梅， 荆玲， 赵泳， 张傲霜. 文留地区泥岩裂缝油气地球化学特征分析J. 断块油气田， 2007:14(4 4 6。 6 李娟， 李琦， 孙松领， 赵先进， 苏月琦. 低渗透砂岩油气藏裂缝综合预

15、测J. 断块油气田， 2007:14(4 37 39。 Reservoir Evaluation of Volcanic Fractured Oil and Gas Reservoir in Huangshatuo Oilfield Ma Qiang PetroChina Liaohe Jinma Oifield Develop Co., Panjin, Liaoning,124010 Abstract: Based on the low permeable features of volcanic trachyte, from the aspects of lithologic charac

16、ter, oil layer distribution, pores and fractures, pore radius and relative permeability curve, the phenomena like intermittent flow and water breakthrough in the process of production are showed, the relation between depth of reservoir and oil/water contact is investigated, the reservoir evaluation

17、indexes for volcanic fractured oil and gas reservoir in Huangshatuo oilfield are established. Relying on principle that fracturing stimulation can improve width of fracture and permeability, it is pointed out in the paper that the improvement of flow coefficient is an effective method to resolve suc

18、h problems as decrease of pressure and well temperature, increase of gas/oil ratio, declining of production rate, production of fracture sand and decrease of permeability in the late development phase of medium porouslow pearmeability oil and gas reservoir. Keywords: Huangshatuo oilfield, volcanic trachyte, reservoir evaluation, width of fracture, relative permeability curve Bio: Ma Qiang(1980, male,