江漢盆地丫角油田擬建儲(chǔ)氣庫(kù)鹽質(zhì)泥巖蓋層封蓋性能評(píng)價(jià)

付曉飛，謝潤(rùn)成，王 眾，匡建超，馮少柯，陳 建

(1.中石化江漢油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，湖北 武漢 433124；2.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059)

1 前言

目前世界上80%天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)為枯竭油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)，我國(guó)27座儲(chǔ)氣庫(kù)中有24座為枯竭油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)[1]。利用枯竭的氣層或油層而建設(shè)的儲(chǔ)氣庫(kù)，儲(chǔ)氣不易散溢漏失，同時(shí)枯竭油氣層殘留氣體可直接作為墊層氣，具有造價(jià)低、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。一般情況下，油氣藏的封閉論證可根據(jù)靜態(tài)地質(zhì)資料和實(shí)驗(yàn)手段對(duì)蓋層封堵性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究[2]。

江漢盆地發(fā)育各種類(lèi)型的圈閉、部分枯竭或接近枯竭的油氣藏適合于改建儲(chǔ)氣庫(kù)。儲(chǔ)氣庫(kù)封閉性與儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)、運(yùn)行中氣庫(kù)的容量和工作氣量的達(dá)標(biāo)有著密切的關(guān)系，是儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)、運(yùn)行中的關(guān)鍵因素[3]。丫角油田區(qū)域構(gòu)造屬于江漢盆地潛江凹陷西斜坡丫—新低凸起帶上，整體表現(xiàn)為北西向長(zhǎng)軸背斜構(gòu)造[4]。其原屬油區(qū)，現(xiàn)擬改建儲(chǔ)氣庫(kù)，改性過(guò)程中對(duì)其鹽質(zhì)泥巖蓋層進(jìn)行封堵性研究是有必要的。因此，在靜態(tài)地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)資料，對(duì)丫角油田儲(chǔ)氣庫(kù)鹽質(zhì)泥巖蓋層封堵性進(jìn)行研究，研究結(jié)果更具可靠性，也對(duì)中國(guó)其他地區(qū)油藏改建儲(chǔ)氣庫(kù)具有指導(dǎo)意義。

2 地質(zhì)概況

圖1 丫角油田頂面構(gòu)造圖

3 蓋層宏觀特征

江漢盆地丫角油田潛江組主要?jiǎng)澐譃闈撘?、二、三和四段，?gòu)成砂巖—暗色泥巖—鹽巖及泥膏巖相互伴生、鹽韻律異常發(fā)育、油—鹽—鹵等多種礦產(chǎn)共生的特征[5-6]。研究區(qū)潛江組埋深一般900 m～1 100 m，其泥巖多表現(xiàn)為粉砂質(zhì)或鹽質(zhì)，孔隙發(fā)育較差，氯化鈉較發(fā)育。

圖2 丫3B井蓋層測(cè)井識(shí)別綜合柱狀圖

總而言之，研究區(qū)的蓋層性質(zhì)和儲(chǔ)集層性質(zhì)有著很大的區(qū)別，測(cè)井曲線有著不一樣的特征，蓋層厚度相對(duì)較大；在整個(gè)研究區(qū)，蓋層均有一定厚度的分布，對(duì)之下的儲(chǔ)集層，有著良好的封閉性能。

4 蓋層品質(zhì)特征

4.1 電鏡掃描特征

利用場(chǎng)發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡系統(tǒng)(Quanta250 FEG, Oxford NCAx-max20)得到研究區(qū)蓋層巖心樣品環(huán)境掃描照片及能譜分析儀的樣品能譜分析圖，圖3是51號(hào)樣品環(huán)境掃描照片和能譜分析圖，由圖3可以得出，樣品為鹽質(zhì)泥巖，孔隙發(fā)育差，泥質(zhì)和氯化鈉極發(fā)育； Na元素在基于照片b的能譜分析圖中得以識(shí)別，說(shuō)明巖心樣品鹽質(zhì)含量較重；S元素在基于照片d的能譜分析圖中得以識(shí)別，說(shuō)明樣品含有石膏。

a-鹽質(zhì)泥巖，基質(zhì)為泥質(zhì)，能譜分析，30 μm；b-基于照片c的能譜分析；c-鹽質(zhì)泥巖，裂縫充填石膏，能譜分析，50 μm；d-基于照片e的能譜分析

4.2 覆壓滲透率特征

為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)江漢地區(qū)丫角油田蓋層的封堵性，結(jié)合之前的物性測(cè)試結(jié)果，利用AP-608覆壓滲透率測(cè)試儀對(duì)研究區(qū)蓋層樣品的覆壓滲透率進(jìn)行測(cè)定，圖4為蓋層樣品(22號(hào)、37號(hào))的覆壓滲透率變化曲線圖，其結(jié)果都符合指數(shù)遞減的規(guī)律，覆壓滲透率與圍壓在指數(shù)遞減的關(guān)系下的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.9以上，相關(guān)程度高。在圍壓達(dá)到10 MPa的條件下，滲透率值急劇下降，滲透性能較差，20件樣品平均滲透率值為0.107×10-3μm2。對(duì)儲(chǔ)集層有良好的封閉性能。

圖4 蓋層樣品覆壓滲透率變化曲線圖

4.3 突破壓力特征

在研究區(qū)蓋層品質(zhì)評(píng)價(jià)中，也采用了多功能長(zhǎng)巖心驅(qū)替裝置進(jìn)行突破壓力試驗(yàn)，圖5為突破壓力實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化曲線圖，圖5中顯示，蓋層樣品的突破時(shí)間與突破壓力曲線變化趨勢(shì)相對(duì)一致，突破時(shí)間主要集中在40 min～120 min內(nèi)，突破壓力主要分布在15 MPa～30 MPa之間，平均突破壓力為21.67 MPa。

圖5 蓋層樣品突破壓力實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化曲線圖

綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果及研究區(qū)蓋層特征，對(duì)研究區(qū)蓋層進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)，其巖性主要表現(xiàn)為鹽質(zhì)泥巖，孔隙發(fā)育差，泥質(zhì)和氯化鈉極發(fā)育；可見(jiàn)石膏發(fā)育，與一般蓋層泥巖的性質(zhì)有所不同，但均具有一定的致密性質(zhì)，孔滲性能都相對(duì)較弱的特點(diǎn)。由覆壓滲透率結(jié)果和突破壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，研究區(qū)蓋層滲透性能較差，對(duì)儲(chǔ)集層具有一定的封閉性能。總而言之，研究區(qū)的蓋層在巖性、厚度、覆壓條件的孔滲和微觀品質(zhì)等方面，均能到達(dá)一定的封閉性能，研究結(jié)果對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義。

5 結(jié)論

1)研究區(qū)蓋層主要發(fā)育于潛2層，巖心樣品孔隙發(fā)育較差，可見(jiàn)石英顆粒、裂縫，氯化鈉較發(fā)育，部分可見(jiàn)石膏發(fā)育。

2)電測(cè)曲線上，蓋層測(cè)井特征與儲(chǔ)集層測(cè)井特征差異明顯，區(qū)內(nèi)蓋層厚度分布連續(xù)。

3)研究區(qū)蓋層泥巖主要為鹽質(zhì)泥巖，可見(jiàn)石膏發(fā)育；隨圍壓增加蓋層滲透率呈指數(shù)遞減，地層條件下覆壓滲透率平均值為0.107×10-3μm2，突破壓力平均值為21.67 MPa，表明蓋層滲透性能較差，具有一定的封閉性能。