四川公山庙油田致密砂岩油充注孔喉下限探讨及应用

准确确定致密砂岩油充注孔喉下限有助于正确认识致密油成藏。对四川公山庙油田致密砂岩油充注孔喉下限进行理论推导和实验测试。源储界面致密油充注受生烃增压作用明显,基于流体力学作用间平衡关系和油藏实际参数,理论推导源储界面充注孔喉直径下限为29.06nm;储层内部充注力学机制与源储界面不同,生烃增压对流体充注的直接作用较弱,界面的力学推导过程不适用,而通过对实际砂岩样品进行环境扫描与能谱联测的方法确定储层内部的孔喉直径下限为59.66nm。结合致密砂岩储层压汞分析,应用充注孔喉下限确定源储界面附近的含油饱和度为69.5%;储层内部的含油饱和度为60.4%。含油饱和度预测值与公山庙油田致密砂岩实测含油饱和度相一致,对不同部位的孔喉下限的研究结果可为致密砂岩油分布规律和目标评价提供理论依据和预测方法。     

致密砂岩储层油充注下限综合确定方法及其应用——以鄂尔多斯盆地马岭地区长8油藏为例

致密砂岩储层束缚水饱和度高、束缚水膜厚度相对较厚,实验条件过于理想,使得计算孔喉半径下限不能代表真实储层孔喉半径下限,制约了致密油生产开发。利用高压压汞、核磁共振以及录井、试油等多种资料,求取储层条件下束缚水膜厚度,对比实验与储层条件的差异,综合确定致密砂岩储层条件下的充注下限,并结合生产资料对求取结果进行验证。结果表明:研究区储层束缚水膜厚度为9.88～95.98 nm,平均为58 nm,综合确定长8储层孔隙度下限为6.35%,渗透率下限为0.049 1×10~(-3)μm~2,孔喉半径下限为0.077μm,求取结果与实际生产资料相吻合。该研究考虑了束缚水膜对储层充注下限的影响,对传统方法进行了修正,计算结果更加符合实际储层的充注条件,为致密油生产开发方案制定提供了可靠依据。     

鄂尔多斯盆地延长组储层致密化及其影响下的致密油充注特征

通过对鄂尔多斯盆地延长组储层成岩作用、致密历史、油水分布特征的分析,并结合充注动力与阻力的计算,探讨了储层早期致密化影响下的致密油充注特征。结果表明,延长组长6-长8段储层孔隙演化经过4个阶段,在中成岩阶段A₁期基本达到致密,而此时油气大规模充注尚未开始。储层早期致密化形成的高充注阻力导致浮力难以成为驱替致密油运移的有效动力。同时,结合该区具有紧邻源岩的致密砂岩普遍含油、"甜点"富油且流体分异性差的特征,认为广泛发育的长7段烃源岩与长6和长8段储层间的剩余压力差是致密油充注的主要动力,且是导致致密砂岩含油而甜点富油的重要因素。      

源储组合特征对花海凹陷致密油成藏的影响

花海凹陷下白垩统具有致密油形成的良好条件,显示出较大的资源潜力。研究区存在多种类型的源储组合,但其与致密油聚集成藏的关系不明,导致油气成藏的不确定性增强,增加了勘探风险。为了研究不同源储组合对致密油成藏富集的影响,通过分析区内源储组合特征,针对下源上储型、上源下储型、三明治型3种源储组合类型设计了3组物理模型进行模拟实验,对比不同模型的充注效率与含油性差异,分析不同源储组合的充注机制及其对致密油成藏富集的影响。结果表明,储层含油性和充注效率与源储组合类型有较大相关性。源储配置关系、源储压差及储层非均质性共同决定了致密油运移和聚集的差异性,制约含油饱和度的大小。从充注效率和含油性来看,三明治型好于上源下储型和下源上储型。深化源储组合特征研究对于致密油勘探开发具有指导意义。     

致密储集层原油充注物理模拟——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

选取准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密储集层岩心样品,进行原油充注物理模拟实验,研究致密储集层中原油的运移渗流规律及影响因素,分析致密油运聚特征和成藏下限条件。致密储集层内原油充注具有启动压力梯度与临界压力梯度两个具有界限特征的压力梯度点,存在低速非线性渗流和拟线性渗流两种特征;芦草沟组致密储集层原油充注过程中含油饱和度的增长过程可以分为跳跃增长型、快速增长型、平稳增长型3种类型,快速增长型样品所达到的最大含油饱和度最高,其次为平稳增长型,跳跃增长型最低;含油饱和度的增长受到孔隙度、渗透率、原油黏度、驱替压力梯度耦合控制,各要素相互影响、相互补偿。绘制的致密储集层原油聚集成藏判定图版显示,只有压力梯度突破临界压力梯度进入拟线性渗流区后,才能达到致密储集层含油饱和度为30%的下限值。稳定的致密储集层很难实现油气的先致密后成藏,而常规储集层油气充注后地层压实胶结与矿物次生加大胶结可能是形成致密油,并具有较高含油饱和度的原因。     

致密油含油厚度定量计算方法

致密油不同于常规油藏上油下水、油水分界较明显,其含油饱和度一般随孔隙度增高而增大,同时离烃源岩越近含油饱和度也越高。因此,含油厚度不能简单地用油层顶到油水界面高度来表示,同时还要考虑裂缝对含油饱和度的影响。根据致密油的主要充注动力为生烃增压和毛细管压力差的特点,结合裂缝影响因素,应用渗流理论原理,建立了石油从烃源层直接渗入到致密储层深度的计算公式,应用加权平均方法计算致密油含油厚度。以中国石油3口井为例,计算各井致密储层的含油厚度,以此判断其含油情况,实践效果较好,为大面积致密油含油厚度评价提供了依据。     

致密储层中石油充注特征的在线显微成像研究

致密储层岩石渗透率低，储集空间受其微纳米级孔隙控制，毛管力作用显著增强。认识油气的微观充注特征是分析运聚成藏的基础。利用自研的岩心流体驱替在线三维显微成像系统，开展致密储层样品油充注过程观测，提出样品整体和孔隙两级的含油特征综合定量分析方法。以相同流程的驱替在线核磁共振测试为对照，揭示不同时刻在线二维直接数字化摄影(Digital Radiography, DR)的平均差值，可用于评价样品整体含油量变化；基于高精度孔隙网络抽提的孔隙级流体饱和度计算方法，实现了图像可分辨的孔隙与孔喉油充注程度的定量评价。通过多层次数据、不同方法的组合，可满足不同研究对动态特征捕捉、孔隙分辨能力及成像视野等差异化需要。分析结果表明，鄂尔多斯盆地不同致密储层两块岩石样品的含油饱和度随注油量的增加，均呈现开始上升较快、后期减缓的特点；相同注入流速下，相对高渗样品油充注初期含油饱和度上升速度更快，最终含油饱和度较高；随着注油量的增加，较高渗样品的大孔隙含油饱和度持续增加，低渗样品大孔隙的含油饱和度呈U形变化，表现出油、水反复占据孔隙的特点。     

源-储分离型凝灰岩致密油藏形成机理与成藏模式

由于致密油藏储层致密,原油充注的阻力较大,烃源岩的高剩余压力是致密油藏原油充注的主要动力,因此,致密油藏一般为源内型和近源型。与以往已发现的大多数致密油藏不同,三塘湖盆地马朗凹陷条湖组凝灰岩致密油藏属于源-储分离型致密油藏。通过油源对比、压汞、岩石润湿性和油水驱替实验等方法,结合地质条件综合分析了条湖组凝灰岩致密油藏的类型、原油的来源、原油充注机理和成藏模式。研究表明：凝灰岩致密油藏的原油主要来自下伏芦草沟组二段烃源岩,属于源-储分离型致密油藏;条湖组凝灰岩中沉积有机质生成原油的极性组分优先吸附在孔隙表面,使得岩石润湿性转为偏亲油,加之凝灰岩孔喉比小,从而导致油驱水启动压力梯度较小,这是远源的凝灰岩致密储层内原油能够得以充注成藏和富集的主要原因。凝灰岩内致密油的成藏与富集主要受控于凝灰岩储层质量和芦草沟组二段良好的排烃条件及断裂-裂缝输导体系,其成藏模式为：“自源润湿、它源成藏、断-缝输导、多点充注、有效凝灰岩储层大面积富集”。     

鄂尔多斯盆地富县—甘泉地区三叠系延长组7油层组致密油富集主控因素

根据野外露头、岩心、测井、录井与分析化验等资料,结合试油、试采等动态数据,多角度深入探讨了鄂尔多斯盆地富县-甘泉地区三叠系延长组第7油层组（简称长7油层组）致密油富集成藏的主控因素。结果显示,广泛发育的长7油层组优质烃源岩厚度大,有机质丰富,类型优越,成熟度适宜,为致密油提供了丰富的油源,控制了长7油层组致密油含油边界。长7¹与长7²亚油组与下部烃源岩构成下源上储、源储紧邻的成藏组合。储层优质成岩相控制着致密油富集的区带。致密储层内存在多期原油充注,早期原油充注使储层岩石颗粒润湿性由亲水变为混合润湿,形成原油运移聚集的优势通道,控制了主力成藏期原油运聚的路径和范围,一定程度上限制了长7致密油成藏范围。不同尺度隔夹层将储层分隔为“网状”结构,结构非均质性强,导致了砂岩中差异化的流体流动以及复杂的油水关系。同时,致密层遮挡也对致密油富集成藏起到了一定控制作用。上述因素共同造成了致密油成藏范围局限,油藏内油水关系复杂,油井与水井共存。     

吸附水膜厚度确定致密油储层物性下限新方法——以辽河油田大民屯凹陷为例

伴随着致密油开采工艺技术的提高,其储层的可采物性下限也正逐渐降低,开采极限越来越接近致密油的成藏物性下限。引用水膜厚度理论,采用实验分析和理论计算相结合的方法,确定了辽河油田大民屯凹陷致密油储层物性下限。研究表明：大民屯凹陷沙河街组四段致密储层以油页岩为主,在相同地质条件下颗粒表面吸附的一层水膜（由强结合水和弱结合水组成）与储层喉道同处纳米级别。当喉道半径小于水膜厚度,相应孔喉及其所控制的微小孔隙则被束缚水所饱和;当喉道半径大于水膜厚度,喉道才能成为致密油有效的充注通道。通过对水膜厚度的受力分析,根据力平衡关系,可建立不同地层压力下水膜厚度与喉道半径的关系,进而求取致密油充注的临界喉道半径。通过借鉴土壤学中水膜厚度与孔隙度、比表面积及束缚水饱和度关系,又可把临界喉道半径下限值转化为适用范围更广的孔隙度下限值。该方法不仅理论依据强,又有实验数据支撑,具有一定的推广性。     

济阳坳陷致密砂岩储层油气成藏机理探讨

致密砂岩储层渗透率小于10×10-3μm2,由于其储集空间类型及特征的特殊性,在油气成藏机理方面与常规油气藏存在根本的区别。该文从分析"根缘气"的形成条件及成藏特点出发,以模拟实验为基础,根据济阳坳陷致密储层特点,探讨油气成藏机理:致密储层油气运移成藏以超压充注为主,超压传递到达的边界就是其含油(气)边界,超压梯度大,油气充注的距离和圈闭滞留的范围就大,含烃饱和度也相对高。通过成藏相似性研究认为,济阳坳陷致密砂岩油气藏具以下特点:①烃源岩持续供烃,源内及附近储层蕴含着大量的分异性较差的油气;②致密砂岩储层"相势控藏";③具有大面积分布致密油气藏的条件,勘探潜力大。      

鄂尔多斯盆地东部上古生界致密砂岩超低含水饱和度气藏形成机理

鄂尔多斯盆地东部上古生界石盒子组8段、太原组致密砂岩气藏存在超低含水饱和度现象,研究该现象的形成机理,对制定合理的储层保护和压裂改造的技术措施、提高气藏单井产量等均具有重要的意义。为此,采用密闭取心岩样,借助气水相渗、核磁共振、流体包裹体测温等技术手段,分析了致密砂岩气藏的含水饱和度特征和天然气成藏特征。结果表明:①应用气水相渗、核磁共振2种实验技术方法所测定的束缚水饱和度均高于密闭取心测定的原始含水饱和度值,说明该区盒8段、太原组致密砂岩气藏普遍存在超低含水和度现象;②气藏形成过程中由于温度、压力增大,随着烃源岩在过成熟演化阶段干气的注入,天然气的携水能力不断增强,束缚水不断蒸发气化,并随着天然气的大规模运移及气藏后期的泄漏散失而带出储层,从而形成超低含水饱和度气藏。因此,针对超低含水饱和度储层吸水易形成永久性水锁的问题,制订了合理的水锁伤害预防与补救措施,以期有效提高储层气相渗透率和单井产量。     

致密油藏混合润湿性测试新方法及其应用

致密油储层矿物成分的复杂性和分布的随机性决定了岩石孔隙表面的润湿性是不均匀的。将致密油藏物理模拟实验方法和核磁共振技术相结合,提出了致密油藏混合润湿性测试新方法。在此基础上,确定出混合润湿指数的分类界限,探讨了致密油藏岩心原始润湿性测量方法。研究表明:致密油岩心经过洗油后,所测试的混合润湿指数大多数位于0~0.4,处于弱亲水;而未洗油的新鲜岩样,同一块致密油岩心所测试初始状态下的混合润湿指数要大于原始状态下的混合润湿指数;所测试的致密油岩心在原始地层条件下大部分呈弱亲油,少部分呈弱亲水。这种测试新方法可以对致密油藏有效开发提供可靠的技术参数。     

致密砂岩气藏润湿性对液相圈闭损害的影响

致密砂岩储层易因外来工作液入侵造成严重的液相圈闭损害,岩石表面润湿性对于液相圈闭损害程度具有重要影响。使用氟碳表面活性剂Zonyl8740处理岩心,降低岩心表面能,制得不同润湿程度的岩心。通过岩心驱替和毛管自发渗吸实验分别研究了气湿岩心和液湿岩心的束缚水饱和度、自吸油水动态;建立初始含水饱和度岩心流动实验,对比了钻井液加入气湿反转剂前后液相圈闭损害率。实验表明,致密砂岩表面由液湿反转为优先气湿可大幅度减弱毛管自吸效应、降低自吸液量和最终滞留饱和度。气湿反转剂可有效减少钻井液对储层液相圈闭损害。对预防致密砂岩储层液相圈闭损害具有一定指导意义。     

大庆油田致密油储层压裂增能影响因素分析

为了明确不同因素对压裂增能效果的影响,对致密油藏压裂液注入、焖井、采出全过程进行了模拟。选取大庆外围致密油储层天然岩心开展实验研究,通过对采出程度、孔隙压力和含水率的监测,分析了岩心渗透率、润湿性、裂缝条数、注入量、焖井时间和泥质含量对致密油藏压裂增能动态响应特征的影响。研究结果表明,致密油储层压裂增能工艺可以有效改善致密油储层的采收率;储层物性越好、水湿性越强,压裂增能效果越好,渗透率1.68×10-3μm2岩心比渗透率0.39×10-3μm2岩心的采出程度高10.8%,强水湿岩心与弱水湿岩心的采出程度相差2.86%。此外,通过提高压裂液注入量、增加裂缝数量、优化焖井时间和加入防膨剂都能够显著提高致密油藏的采收率,为油田提供技术参考。     

红河油田长8致密碎屑岩储层流体识别综合研究

红河油田延长组长8油层组为低孔低渗致密碎屑岩储集层,孔隙结构复杂、物性差、非均质性强,储层微孔隙发育、束缚水饱和度高,导致电阻率测井对流体的辨识能力较弱,低阻油层、水层误判现象频出。针对研究区致密碎屑岩储层特点,立足测井资料,综合运用测试、地质分析等资料,采用视地层水电阻率比值法、可动水分析法、核磁共振差谱法等方法开展了碎屑岩致密储层测井流体识别及适用性分析综合研究,取得良好效果。     

油气层润湿特性对电阻率的影响规律研究

为了进一步理解目前在储层润湿性对电阻率影响研究中的两种不同结果，根据润湿性对电性影响的微观机理以及储层特性的差异，首先提出了水湿储层中润湿水膜存在连续状和分散状这两种形式；接着利用逾渗理论研究了在具有不同连通性和均质性的储层中，润湿性对电阻率的影响规律；最后从阿尔奇公式出发，进一步分析了润湿性对电性影响的特征。根据阿尔奇公式的分析结果同逾渗理论结果一致。研究结果表明，在整个含水饱和度范围内，水湿储层的电阻率均比油湿储层低；在低含水饱和度下，润湿性对电性影响的差异可归因于储层连通性和均质性的不同。连通性好、非均质性不显著的水湿储层，其I-S_ｗ曲线呈现凸型；连通性差、非均质性显著的水湿储层，其I-S_ｗ曲线呈现凹型。在确定饱和度指数时，除考虑储层的润湿特性以外，还需要考虑储层孔隙的连通状况和均质性等因素。     

致密气藏孔隙水赋存状态与流动性实验

致密砂岩气藏岩石孔隙结构复杂,一般含水饱和度较高,且其中水的分布与赋存状态及流动性等对气体渗流影响较大。通过选取苏里格气田具有代表性的不同物性岩样,开展气驱水、核磁共振、压汞等实验分析,建立了孔隙-核磁曲线交汇图,研究岩石孔隙中水的赋存特征及流动性。研究结果表明:1在砂岩储层中,水优先占据细小孔隙和大孔隙壁面,气分布于大孔隙中央。2致密砂岩细小孔喉内的水流动性差,残余水饱和度较高,其流动性与其中的气体流动密切相关,当气体流动压差(流速)较低时,只能驱动相对大孔隙中的水;随压差增大,可驱动更加细小孔隙中的束缚水。3气体可驱动束缚水的最小孔隙半径与气流压差成指数函数关系,在半径为0.05μm的孔喉中,气驱水的压力梯度约为1.78~2.22 MPa/cm。因此,致密气藏中半径小于0.05μm孔喉中的水很难流动,这部分孔喉很难成为气藏开采的有效通道。该研究结果对研究致密气藏的开采机理具有重要意义。