碳酸盐岩与碎屑岩的储集层的储集物性差异及其在开发中的影响

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1、碳酸盐岩与碎屑岩储集层的储集物性差异及其在开发中的影响石工 11-2 11021075 杨森世界油气储集层体,在依物质组成划分的三大岩类：陆源碎屑岩、碳酸盐岩、 火成岩中均有发育,但以陆源碎屑岩和碳酸盐岩中发育为主。我国新生代含油气 盆地储集层体是以陆源碎屑岩为主,而古生代含油气盆地储集层体则以碳酸盐岩 为主中生代含油气盆地北方以陆源碎屑岩为主,而南方则以碳酸盐岩为主。所以 碳酸盐岩储集层体在我国无论是时代上还是地域分布上都与陆源碎屑岩不同 .碎 屑岩的储集空间主要是与岩石组构有关,特别是原生孔隙与颗粒的大小、形态、 分选性、磨圆度、表面特征等有关,就是次生孔隙也与岩石组构有间接关系。而 碳酸

2、盐岩储集层体的储集空间形成较为复杂,颗粒灰岩与岩石组构有关,而其他储 集空隙主要是与成岩作用有关.一储集层的储集物性差异以下列举碎屑岩和碳酸盐岩的主要区别：储集层特点碎屑阳储集层碳酸盐储集层赭集层岩右类型砂岩、砂砾氛 砾岩、粉秒岩等右胶岩、白云岩、粒屑岩、確灰岩尊上要储集层类利孔障型储集层、溶孔吃储集层和 裂缝型储集层孔陳羽储集层、溶孔型储聚层、裂缝型储集 层杓夏合型储集层氐生孔隙成冈及类 型沉机期他成的孔隙，上要包括粒 间孔隙、基质内剖杂基豈撑的 孔隙和岩屑粒内孔隙和右结构组分粒内或粒问空隙，上耍有粒问 孔隙、粒内孔隙、生物骨架孔隙、生物休腔 孔障、遽蔽孔障、吗眼孔隙和生物潜穴进欲生孔洞成固

3、及类 型由成岩作用过程形成的孔隙和濬洞受州石启生作用控制而形成，有詁问孔蹴、 溶孔(粒内溶孔和溶摸孔、粒问溶孔、晶问 溶孔及刘他溶孔和溶洞)绪裂缝的形成及类型后期丼种应力作用梗岩右就坏而 产生裂缝、解理缝、层厘缝和层间孵构造应力作用形成的构造裂绻和非构造作 用形成的成岩製缝、风化裂缝和压落裂缝上耍孔隙类型及凡 隙度原丄粒间孔隙初欢丄溶蚀孔瞰 一般花5%孔乳之k魁孔隙、工物骨架孔隙和溶烛孔障”孔隙度一般小5%储集层成因类型汨號砂岩休、二角洲砂出札海 岸砂岩体、显积秒岩体、湖泊砂岩枠合地前缘斜坡相、生物艇和、钱滩相杓潮坪影响篩東层物性的上耍因盍粒盾大小、分选程度、胶结物含量、造礁工 物的繁殖怙珈和

4、咸昇厉丄作用溶恤作用、 重皓晶作用拥口損化作用)朴石矿物成分、颗粒的排列方式和大小、颗粒的分选和磨圖程度、菇城筲虽、战朴后工作用 低实和溶解和胶皓作冃)二储集物性差异对开发的影响(1).碳酸盐储集层1) 鄂尔多斯盆地马家沟组海相碳酸盐岩储集层主要由 8 类岩石构成: (1) 表生期岩溶成因的岩溶角砾泥晶粉晶白云岩、(2) 早期淡水溶蚀成因的膏盐溶 蚀角砾泥晶粉晶白云岩、(3)含膏盐或膏盐质白云岩、(4) 回流渗透白云岩化成 因的粉晶细晶白云岩、 (5) 混合水白云岩化成因的残余结构细晶粉晶白云 岩、(6) 埋藏期酸性地层水再溶蚀成因的各类白云岩、(7) 早期及表生期淡水溶 蚀与碎裂成因的去白云

5、石化或去膏化次生灰岩、(8) 构造破裂成因的碎裂泥晶灰 岩或白云岩。2） 盆地内下古生界碳酸盐岩储集层的储集空间主要由洞穴、溶洞、 孔隙及裂缝构成，根据盆地内储集层中溶洞、孔隙及裂缝的发育程度，储集层储 渗类型划分为晶间孔型及裂缝型单重孔隙介质储集层、微孔溶孔型和裂缝溶 孔型双重孔隙介质储集层以及孔隙裂缝溶孔型三重孔隙介质储集层。 3） 根 据储集层流动带指标 FZI 的大小，马家沟组碳酸盐岩储集层可划分为 6 类岩石 物理相及 24 类岩石物理亚相; 在岩石物理相分类的基础上，马家沟组海相碳酸 盐岩储集层划分为 5 大类 7 亚类储集层，其中一类 （好储集层） 及二类 （较好 储集层） 是盆

6、地内赋存天然气的优质储集层，主要发育在马五1、马五4 以及马 五6段，二类及三类储集层是马家沟组储集层的主要类型，以孔隙为主的二 1、 三1 类储集层主要分布于马五 1马五 6 段，以裂缝为主的二2、三2 类储集层 主要分布于马四段。2）巴麦地区小海子组碳酸盐岩储集层岩石类型主要为颗粒灰岩和白云岩， 且主要分布于巴楚西部巴什托地区、亚松迪地区和南部鸟山玛扎塔克构造带；储 集层类型主要为孔隙型、孔隙裂缝型和裂隙型；储集层物性主要受沉积作用与 成岩作用以及构造作用所控制；最有利的储集层分布区主要位于巴楚西部巴 5 巴参 1麦 4曲 1 井区一带及周缘。以碳酸盐岩为主要勘探目的层的巴麦地 区，储集层

7、的发育程度及规模是决定是否含油气的主要因素。本区巴什托（麦 4、 麦 6 井区）亚松迪（巴参 1、巴探 2井区）及周缘地区为局限台地发育地区，在 海平面升降过程中，极易露出海面，岩石发生准同生白云化和溶蚀作用，形成的 白云岩储集物性较好，其中砾屑白云岩、粉晶白云岩储集性能最好，发育以晶间 孔、晶间溶孔、粒间、粒内溶孔等多种次生孔隙为主的储集层；其他广大地区为 开阔台地相，当时在海平面升降过程中，出露海面的概率较小，因而，白云化和 淡水溶蚀作用对这些地区影响不大。如巴探 2 井（井段 1 922.561 929.15 m） 砾屑白云岩孔隙度为13.5%19.6% ,渗透率为11.9x10-373

8、1x10-3 pm2。 经测试，天然气储量为12.2x104 m3/d，凝析油储量为5.12 m3/d，为气层； 麦4井（井段4 382.64 390.4 m）粉晶白云岩孔隙度为7.62%15.15%，渗透 率为2.3x10-3101x10-3 pm2，经测试，亦为气层；而该构造上的麦10（井段 4 424.04 425.2 m） 碳酸盐岩储集性能较差，实测孔隙度为 6.08%，渗透率 为0.066x10 3 pm2，经测试，为非油层。总的来说，碳酸盐储集层属于缝洞性油藏储渗油藏 ,该类油气藏 的孔隙度很难难预测，如溶洞类油气藏孔隙度会极大，因此开采过程 会相对比较容易，但缺乏溶洞的油气藏会艰

9、难开发，常使用酸化压裂 的方法增大孔隙度。该类油藏油井的开采特征与钻遇储集体储渗模式 密切相关。钻遇裂缝溶洞型储集体的油井一般见水前高产稳产, 见水 后递减幅度最大; 钻遇溶洞裂缝型储集体的油井产量中等, 见水后产 量递减幅度较小; 钻遇裂缝基质型储集体的油井对开发贡献很小。自 二十世纪七十年代以来，国内相继在胜利油田、华北油田和辽河油田 发现并开发了三十多个碳酸盐岩潜山油气藏，特别是任丘潜山油田， 该油田含油面积大、含油高度大、单井产量高，初期单井产量平均达 2000t /do经研究表明国内多数碳酸盐岩潜山油藏，裂缝系统孔隙度 很低，一般不超过卜2，而渗透率很高，毛管力的作用可以忽略， 流动

10、符合达西定律，相对渗透率变化呈对角直线关系。岩块系统的孔 隙度虽然比一般砂岩的要小得多，但比裂缝系统要大，只是渗流能力差，此储层非均质性比砂岩油藏严重。在储集能力上大部分储量存 在于基质或岩块系统，从渗流条件分析，裂缝系统则控制着大部分可 采储量的采出。国内碳酸盐岩潜山油藏的驱动类型一般为弹性一局部 水压驱动，其内部弹性能量很低，弹性驱采收率在 35，而边底 水也相对较弱，由于初期采油速度高，一般用早期人工水压驱动方式 开采。（2）碎屑岩储集层1）塔里木盆地为一多旋回盆地,经历了多期构造沉积演化阶段,形成了多套储 盖组合。塔北隆起中、新生形成了套碎屑岩储集层，其储集性能优越。砂岩储集 层的岩性

11、主要为长石砂岩、岩屑砂岩,储集空 间主要 为残余粒间孔、次生溶孔, 储集物性以中、高孔一中、高渗为主。垂向上，自第三系至三叠系，储集层物性 总体具有变差 的趋势,其中侏罗系储集层物性总体偏差。平面上,优质储集层分布 广泛,在塔北全区均有分布,但各区发育程度不同。第三系储集层物性较好,新近系 吉迪克组储集层总体为中孔中渗型,古近系苏维依组储集层总体为中孔 中、高渗 型,底砂岩中下段物性优于顶、底部物性,优质储集层分布于塔北的东部地区及北 部地区白奎系储集层纵向物性比较均匀,平面西好东差,属于高孔高渗型、高孔中 渗型和中孔中渗型储集层侏罗系储集层物性总体偏差 ,纵向下部好 于上部,优质 储集层分布

12、于哈拉哈塘凹陷三叠系储集层自北向南变好,在 轮南、解放渠一吉拉 克地区、草湖凹陷为高孔中、高渗型,井区。哈拉哈塘凹陷为高孔高渗和中孔低 渗型,轮台地区为低孔低渗型储集层。2） 歧口凹陷古近系具有多凹多坡的地质特点，各类斜坡区占全凹陷面积 70%以上；来自盆内外物源的多个大型辫状河（扇）三角洲前缘-重力流砂带与 多类斜坡区匹配，为歧口凹陷斜坡区中深层油气有效储集层的形成奠定了良好的 物质基础；中深层碎屑岩埋深一般大于2 500 m，主要为岩屑长石类砂岩，以 次生孔-缝储集空间为主。歧口凹陷中深层碎屑岩整体处于中成岩演化阶段，该 阶段跨越深度范围较大，次生孔隙发育段延伸范围也较大，且多段发育，从

13、2 200 m 左右的早成岩 B 亚期至 5 000 m 以深的中成岩 B 亚期均有发育，随着深 度的增加，次生孔隙空间组合类型由“粒间-粒内溶蚀孔为主”向“粒内-粒间溶蚀孔 -晶间孔-黏土矿物微孔”变化，深层纳米级隙将逐步占据主导地位，甚至可占 90% 以上，深层天然气勘探的物性经济下限深度可达 6 000 余米。对于歧口凹陷这 样的典型陆相断陷，自身盆地动力学条件（沉降速率、地温场、流体压力场）、 沉积作用（物源、沉积相）、丰富的成岩演化与较早的烃类充注等主控因素的消 长与耦合能在深层造就一定规模、具有较好性能的储集层，形成了常规油气藏，此外还形成了一定规模的非常规油气藏。总的来说,目前国

14、内的油气藏主要为碎屑岩油藏，且到目前为止， 开发方法也比较成熟，但是陆源碎屑岩储集层的开发也到了后阶段， 即剩余油开采阶段，各种类型的碎屑岩油气藏开发潜力不尽相同，河 流相储集层平均水驱效率（ 即水驱极限采收率） 62. 5%, 及目前水驱 采收率 30. 2% ,可得河流相储集层的可动剩余油分布概率算术平均 值为 32. 3% ,是各类碎屑岩储集层中最高的, 说明河流相储集层内 部还有很大潜力。湖底扇（浊积）相储集层内可动剩余油的分布概率仅 次于河流相储集层 ,为 30.4% ,尽管该类储集层水驱油效率较低 ,为 58.2% ,但其目前平均水驱采收率很低,为 27. 8% , 则可动剩余油分 布概率相对较高, 今后进一步挖掘的潜力也很大。三角洲相储集层和 滩坝相储集层的可动剩余油分布概率位居第三和第四 , 分别为 28.5% 、27.3%,它们的驱油效率和目前平均水驱采收率都相对较高, 今后继续挖潜的难度较大。冲积扇相和扇三角洲相储集层可动剩余油 分布概率的平均值分别 23 5% 和 17.4% ,由于这两类储集层研究程 度较低,各油田的资料有待进一步落实,但其潜力应该较大。