惠民凹陷商河油田商三區(qū)沙二下低滲透儲(chǔ)層特征

楊志軍

中國(guó)石化勝利油田分公司臨盤采油廠，山東 臨邑

惠民凹陷商河油田商三區(qū)沙二下低滲透儲(chǔ)層特征

楊志軍

中國(guó)石化勝利油田分公司臨盤采油廠，山東 臨邑

惠民凹陷商河油田商三區(qū)斷塊較多，沙河街組二段下亞段砂體形態(tài)復(fù)雜，屬于低滲透儲(chǔ)層，基礎(chǔ)地質(zhì)研究薄弱。以小層為研究單元，在開(kāi)展沉積相精細(xì)研究的基礎(chǔ)上，充分利用巖心、測(cè)井、錄井、化驗(yàn)分析等資料，對(duì)儲(chǔ)層的巖石學(xué)、孔隙結(jié)構(gòu)、物性、非均質(zhì)性、敏感性和裂縫等特征進(jìn)行了詳細(xì)研究及儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)。研究表明，商三區(qū)屬于中孔、低滲-特低滲儲(chǔ)層；儲(chǔ)層巖石類型以巖屑質(zhì)石英粗粉-細(xì)砂巖為主，成分成熟度中等，結(jié)構(gòu)成熟度較低；儲(chǔ)集空間以粒間孔、粒間溶孔為主，孔喉半徑較小；具有弱敏感性；層內(nèi)和平面上具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，層間非均質(zhì)性較弱。以沉積微相分布和孔、滲數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià)依據(jù)，對(duì)商三區(qū)儲(chǔ)層進(jìn)行分類和評(píng)價(jià)：I類儲(chǔ)層物性最好，以河口砂壩為主；II類儲(chǔ)層物性較好，主要以遠(yuǎn)砂壩為主，河口砂壩次之；III類儲(chǔ)層物性最差，以發(fā)育支流間灣為主。其中I類和II類儲(chǔ)層為主力層，主要分布在1 + 2砂組和3砂組。

沙河街組二段下亞段，低滲透儲(chǔ)層，儲(chǔ)層特征，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

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1.引言

隨著我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷提高，中-高滲透儲(chǔ)層的石油地質(zhì)儲(chǔ)量和產(chǎn)量逐年減少，低滲透儲(chǔ)層的石油地質(zhì)儲(chǔ)量和產(chǎn)量所占比重越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)也由油氣勘探轉(zhuǎn)為對(duì)低滲透儲(chǔ)層的研究，挖掘低滲透儲(chǔ)層生產(chǎn)潛力，并取得了較大進(jìn)步[1]。如在低滲透儲(chǔ)層評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[2] [3]、類型[4]、成因機(jī)理[5]、儲(chǔ)層特征參數(shù)研究[6]、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)[7] [8]及儲(chǔ)層模擬[9]等方面已經(jīng)獲得了一定的成果和認(rèn)識(shí)。但是由于在動(dòng)用的低滲透儲(chǔ)層中不同油區(qū)產(chǎn)能差異較大，給決策投資帶來(lái)一定的不確定性[10] [11]，因此必須對(duì)低滲透儲(chǔ)層進(jìn)行更精確的特征研究并進(jìn)行評(píng)價(jià)。

商河油田歷經(jīng)30余年的勘探開(kāi)發(fā)，開(kāi)展了一系列地質(zhì)研究，取得了一批研究成果[12] [13] [14] [15]。目前的開(kāi)發(fā)和研究成果表明，商三區(qū)主力含油層系沙河街組二段下亞段油層埋深2250～2480 m，屬常規(guī)低滲透油藏。主要為三角洲沉積，儲(chǔ)集砂體類型主要為河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩，砂體形態(tài)復(fù)雜、儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。由于開(kāi)發(fā)過(guò)程中受斷塊小、單層儲(chǔ)量較少等條件的制約，層間、層內(nèi)矛盾不斷突出，開(kāi)發(fā)難度不斷加大。針對(duì)該問(wèn)題，在小層沉積相精細(xì)研究的基礎(chǔ)上，充分利用巖心、測(cè)井、錄井、化驗(yàn)分析及試驗(yàn)測(cè)試等資料，對(duì)儲(chǔ)層巖性、孔隙結(jié)構(gòu)、非均質(zhì)性等方面特征進(jìn)行詳細(xì)研究，并結(jié)合沉積微相、孔隙度、滲透率等參數(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類。

2.沉積特征

Table 1.The sedimentary type and characters ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表1.商三區(qū)沉積類型及特征

Table 1.The sedimentary type and characters ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表1.商三區(qū)沉積類型及特征

相 亞相 微相 巖性組合河口砂壩 細(xì)砂巖、粗粉砂巖為主三角洲 三角洲前緣 遠(yuǎn)砂壩 細(xì)粉砂巖為主，少量薄層的細(xì)砂巖、灰質(zhì)粉砂巖支流間灣 泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、薄層粉砂巖前三角洲 前三角洲泥 泥巖、粉砂巖條帶、泥質(zhì)粉砂巖條帶及少量泥灰?guī)r湖泊 淺湖-半深湖 淺湖-半深湖泥 泥巖、灰質(zhì)泥巖、油頁(yè)巖

3.儲(chǔ)層特征

不同于中-高滲透儲(chǔ)層，由于特殊的沉積環(huán)境構(gòu)造作用的影響，低滲透儲(chǔ)層有著其獨(dú)特的特征[16]，從巖石學(xué)、孔隙結(jié)構(gòu)、敏感性、物性、非均質(zhì)性以及裂縫等特征上對(duì)商三區(qū)低滲透儲(chǔ)層進(jìn)行分析。

3.1.巖石特征

3.2.孔隙類型和結(jié)構(gòu)特征

Figure 1.The triangular diagram of sandstone classification ofin the Third Area of Shanghe Oilfield圖1.商三區(qū)砂巖分類三角圖

Figure 2.The photo of casting thin section (intergranular dissolved pores (A), intragranular dissolved pores (B), fine sandstone, Well S13-J58, at 2407 m)圖2.鑄體薄片鏡下照片(粒間溶孔(A)和粒內(nèi)溶孔(B)，細(xì)砂巖，S13-J58井，2407 m)

Figure 3.The intrusive mercury curve (coarse siltstone, Well S13-581, at 2276.2 m)圖3.壓汞曲線(粗粉砂巖，S13～581井，2276.2 m)

3.3.物性特征

3.4.非均質(zhì)性特征

目前，在我國(guó)各個(gè)油田中廣泛使用的碎屑巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性概念模型是裘懌楠的分類，即微觀非均質(zhì)性、層內(nèi)非均質(zhì)性、層間非均質(zhì)性和平面非均質(zhì)性4類。結(jié)合測(cè)井二次解釋成果(表2)，初步對(duì)進(jìn)行儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性、層間非均質(zhì)性和平面非均質(zhì)性研究。

3.4.1.層內(nèi)非均質(zhì)性

由于不同的沉積環(huán)境、沉積方式，水動(dòng)力特征也各有差異，垂向韻律特征及層內(nèi)非均質(zhì)性也不相同，而不同的韻律性直接影響著儲(chǔ)層物性的縱向差異[18]。

通過(guò)對(duì)商三區(qū)7口取心井的巖性觀察，結(jié)合覆蓋全區(qū)的33口井的測(cè)井曲線特征和儲(chǔ)層非均質(zhì)性評(píng)價(jià)表(表3)，區(qū)內(nèi)的砂體主要屬于河口砂壩微相、遠(yuǎn)砂壩微相和支流間灣微相(表1)，層內(nèi)垂向上非均質(zhì)性也各有所特點(diǎn)(表4)。

Table 2.The physical statistical table of 1 + 2 sand group of(results from the 2ndlogging interpretation)表2.儲(chǔ)層1 + 2砂組物性統(tǒng)計(jì)表(測(cè)井二次解釋結(jié)果)

Table 2.The physical statistical table of 1 + 2 sand group of(results from the 2ndlogging interpretation)表2.儲(chǔ)層1 + 2砂組物性統(tǒng)計(jì)表(測(cè)井二次解釋結(jié)果)

Table 3.The evaluation standard of reservoir heterogeneity ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表3.商三區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

Table 3.The evaluation standard of reservoir heterogeneity ofin the Third Area of Shanghe Oilfield表3.商三區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

非均質(zhì)性標(biāo)準(zhǔn) 級(jí)差/1 突進(jìn)系數(shù)/1 變異系數(shù)/1 相對(duì)分選系數(shù)/1弱 ＜10 ＜1 ＜0.5 0中 10～20 1～2 0.5～0.6 0～1強(qiáng) ＞20 ＞2 ＞0.6 1

Table 4.The vertical heterogeneity parameters of different sedimentary types in(results from the 2ndlogging interpretation)表4.層內(nèi)不同沉積類型垂向非均質(zhì)性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(據(jù)測(cè)井二次解釋結(jié)果)

Table 4.The vertical heterogeneity parameters of different sedimentary types in(results from the 2ndlogging interpretation)表4.層內(nèi)不同沉積類型垂向非均質(zhì)性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(據(jù)測(cè)井二次解釋結(jié)果)

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1) 河口砂壩微相 砂體厚度普遍大于2.0 m，多為單期沉積物，呈大型連片狀，粒度較粗，垂向分布具有明顯的反韻律；孔隙度均值為20.62%，最大為26.2%，滲透率均值為23.84 mD，最大為1030 mD，滲透率垂向上大部分呈現(xiàn)反韻律，層內(nèi)最大滲透率分布在單個(gè)河口砂壩砂體的中上部。從表 4中可以看出河口砂壩垂向上非均質(zhì)性為中等。

2) 遠(yuǎn)砂壩微相 大體特征與河口砂壩微相類似。砂體厚度普遍小于2.0 m，多為橢圓形、小型連片狀，粒度分布上多為反韻律，或可見(jiàn)正韻律；孔隙度均值為20.14%，最大為23.5%，滲透率均值為22.77 mD，最大為241 mD，滲透率垂向上大多為反韻律，層內(nèi)最大滲透率分布在單個(gè)遠(yuǎn)砂壩砂體中上部。從表4中可以看出遠(yuǎn)砂壩垂向上非均質(zhì)性為較強(qiáng)。

3) 支流間灣微相 砂體厚度一般為0～1.0 m，主要發(fā)育于砂壩間凹陷部位，孔隙度均值為19.7%，最大為20.7%，滲透率均值為19.64 mD，最大為67 mD，由于頻繁的砂泥互層，滲透率數(shù)值垂向上變化較大且分布不規(guī)律。從表4中可以看出支流間灣垂向上非均質(zhì)性為最強(qiáng)。

3.4.2.層間非均質(zhì)性

3.4.3.平面非均質(zhì)性

3.5.儲(chǔ)層敏感性特征

3.6.裂縫發(fā)育特征

由于應(yīng)力場(chǎng)的作用，裂縫常常和低滲透儲(chǔ)層相伴生，形成裂縫性低滲透儲(chǔ)層，微裂縫尤為發(fā)育，而伴隨有微裂縫的低滲透儲(chǔ)層，其滲透性也會(huì)得到大大改善[20]。但是商三區(qū)開(kāi)采初期通過(guò)注水開(kāi)發(fā)，大多數(shù)注水井需壓裂后才能正常注水，如1977～1978年投轉(zhuǎn)注的11口水井中，壓裂6口12井次；并且商三區(qū)南塊在300 m左右的注采井距下，平均見(jiàn)效時(shí)間為447d，注入水平均推進(jìn)速度為1.6 m/d，注水開(kāi)發(fā)后油井見(jiàn)效、見(jiàn)水慢。因此，商三區(qū)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育不明顯，不具有改善儲(chǔ)層滲透性的作用。

Figure 4.Planar diagram of 4-4 sublayer ofin the Third Area of Shanghe Oilfield圖4.商三區(qū)4砂組4小層平面圖

4.儲(chǔ)層分類與評(píng)價(jià)

我國(guó)常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)以孔隙度和滲透率為評(píng)價(jià)依據(jù)[21]。因此，結(jié)合實(shí)際情況，從平面上和垂向上對(duì)低滲透儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)39個(gè)小層分類；平面上評(píng)價(jià)選擇的參數(shù)為河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩微相覆蓋整個(gè)研究區(qū)的比例以及它們的砂體厚度均值，垂向上選擇的參數(shù)有孔隙度和滲透率均值以及非均質(zhì)性參數(shù)。由此可將商三區(qū)儲(chǔ)層分為3類(表5)，其平面展布如圖5所示。

Table 5.The reservoir evaluation of in the third area of Shanghe Oilfield表5.商三區(qū)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)表

Table 5.The reservoir evaluation of in the third area of Shanghe Oilfield表5.商三區(qū)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)表

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Figure 5.The planar distribution of reservoir evaluation ofin the Third Area of Shanghe Oilfield圖5.商三區(qū)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)平面展布圖

I類儲(chǔ)層主要集中在研究區(qū)的西北部，巖性以細(xì)砂巖為主，粗粉砂巖次之。平面上，以發(fā)育河口砂壩為主，遠(yuǎn)砂壩次之；河口砂壩沉積覆蓋率大于18%，砂體厚度均值大于2.0 m，最厚可達(dá)6.4 m，以大型連片狀為主，由西北向東南方向展布；遠(yuǎn)砂壩沉積覆蓋率小于2%，砂體厚度均值小于2%，以分散的小型連片狀為主。垂向上，其有效孔隙度均值大于20.2%，滲透率均值大于25.0 mD，變異系數(shù)小于0.6，突進(jìn)系數(shù)小于3.0，級(jí)差小于20.0。因此I類儲(chǔ)層屬于研究區(qū)內(nèi)最優(yōu)的儲(chǔ)層，主要層位為1+2砂組的2、3、5～9小層，3砂組的1～11小層，4砂組的1～6、10、11、16小層。

II類儲(chǔ)層巖性以粗粉砂巖和細(xì)粉砂巖為主。平面上，以發(fā)育遠(yuǎn)砂壩為主，支流間灣次之，河口砂壩發(fā)育比較普遍；河口砂壩沉積覆蓋率15%～18%，砂體厚度均值1.5～2.0 m，以分散的小型條帶狀和連片狀為主，分多期次沉積，由西北向東南方向展布；遠(yuǎn)砂壩沉積覆蓋率2%～4%，砂體厚度均值0.8～1.5 m，以分散的橢圓狀和小型連片狀為主。垂向上，其有效孔隙度均值19.8%～20.2%，滲透率均值22.0～25.0 mD，變異系數(shù)0.6～0.65，突進(jìn)系數(shù)3.0～3.5，級(jí)差20.0～22.0。因此Ⅱ類儲(chǔ)層屬于中等儲(chǔ)層，主要層位為3砂組的7小層，4砂組的7、13、15小層。

III類儲(chǔ)層巖性以細(xì)粉砂巖為主，含有少量粗粉砂巖。平面上，以發(fā)育支流間灣為主，遠(yuǎn)砂壩次之，偶見(jiàn)河口砂壩；河口砂壩沉積覆蓋率小于15%，砂體厚度均值小于1.5 m，以分散的小型條帶狀為主，由西北向東南方向展布；遠(yuǎn)砂壩沉積覆蓋率大于4%，砂體厚度均值小于0.8 m，以分散的小型橢圓狀為主。垂向上，其有效孔隙度均值小于19.8%，滲透率均值小于22.0 mD，變異系數(shù)大于0.65，突進(jìn)系數(shù)大于3.5，級(jí)差大于22.0。因此，Ⅲ類儲(chǔ)層屬于差儲(chǔ)層，主要層位為1+2砂組的1、4、10小層，3砂組的12小層，4砂組的8、9、12、14、17小層。

5.結(jié)論

References)

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[編輯] 鄧?yán)?/p>

Received: Dec.14th, 2016; accepted: Jan.28th, 2017; published: Apr.15th, 2017

The Low-Permeability Reservoir Properties of Lower Submember of Member 2 of Shahejie Formation in the Third Area of Shanghe Oilfield in Huimin Depression

Zhijun Yang
Linpan Oil Production Plant of Shengli Oilfield, SINOPEC, Linyi Shandong

Because there existed many blocks in the 3rdArea of Shanghe Oilfield, the shape of sand body was complex inIt belonged to a low permeability reservoir, where basic geologic study was less.By taking the sublayer as study unit, on the basis of the detailed study of sedimentary facies, fully applying the data of cores, well logging, geologic logs and chemical analysis, the reservoir characteristics of petrology, pore structures, physical property, heterogeneity, sensitivity and fractures inwere researched in detail, and then the reservoir was evaluated comprehensively.The study showed that the rock types were dominated by lithic quartz coarse siltstone-fine sandstone; its compositional maturity was medium and the textural maturity was low; the major types of pore were intergranular pore and intergranular dissolved pore; and the pore throat radius was small; the reservoir sensitivity was weak; inner layer and areal heterogeneity was stronger; and interlayer heterogeneity was weak.Based on the distribution of sedimentary microfacies and the data of the porosity and permeability, three types of reservoirs in the area were classified and evaluated.Physical property of Type I is the best, in which mouth bar is generally developed.Physical property of Type II is better than that of Type I, which is dominated by the distal bar and mouth bar is the next.Physical property of Type III is the poorest, which is dominated by the interbranch channel.The Type I and Type II are the major reservoirs among them, and they are mainly distributed in the sand group 1 + 2 and 3.

Low Permeability Reservoir, Reservoir Characteristics, Reservoir Evaluation

楊志軍(1966-)，男，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)勘探工作。

2016年12月14日；錄用日期：2017年1月28日；發(fā)布日期：2017年4月15日

文章引用: 楊志軍.惠民凹陷商河油田商三區(qū)沙二下低滲透儲(chǔ)層特征[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2017, 39(2): 1-9.https://doi.org/10.12677/jogt.2017.392010