砂巖油藏地應力的地質(zhì)影響因素研究

吳純梅 (中石油大慶油田有限責任公司第一采油廠,黑龍江大慶 163001)

砂巖油藏地應力的地質(zhì)影響因素研究

吳純梅 (中石油大慶油田有限責任公司第一采油廠,黑龍江大慶 163001)

應用XMAC測井、RFT探討了地應力與地層深度的關系、巖性對地應力及巖石力學參數(shù)的影響、地層壓力對地應力的影響、含水飽和度和滲透率及孔隙度對地應力的影響。研究結果表明,深度與地應力的關系仍有一定正相關性,但已經(jīng)變得不明顯;巖性對地應力和巖石力學參數(shù)的影響是很顯著的,可以利用地應力及巖石力學參數(shù)在數(shù)值上的相對大小定性識別巖石巖性,即可在巖性評價方面為常規(guī)測井技術提供一定補充或輔助;無論是儲層水平最大主應力還是儲層水平最小主應力,與儲層孔隙壓力 (地層壓力)的線性特征都很明顯,即隨著孔隙壓力增加,儲層水平最大主應力和儲層水平最小主應力都會相應加大;地應力值與含水飽和度之間呈正相關關系,而與油層滲透率、孔隙度之間呈負相關關系,在一定條件下可以運用這些相關關系估算滲透率、孔隙度和含油、含水飽和度,不僅能對水淹層評價起到輔助作用,而且對指導剩余油挖潛有指導意義。

砂巖油藏;地應力;地質(zhì)因素

XMAC測井儀不僅可以通過連續(xù)點測取得水平最大主應力、水平最小主應力、水平最大主應力方位,還可以獲取巖石密度、巖石破裂壓力、巖石泊松比等力學參數(shù)[1]。重復式電纜地層測試器 (RFT)能夠通過測井的方法取得類似試井的技術成果,在裸眼井中可選擇性地取得若干個小層的地層壓力,進而形成單井地層壓力剖面[2]。近幾年來,在薩中油田南一區(qū)乙塊和北一區(qū)斷東分別進行XMAC和RFT組合測井6井次和10井次,為開展砂巖油藏地應力大小的影響地質(zhì)因素研究提供了技術支持[2]。為此,筆者通過應用XMAC、RFT及水淹層測井解釋成果分析研究了影響砂巖油藏地應力大小的地質(zhì)因素。

圖1 南一區(qū)乙塊地應力與深度之間關系回歸統(tǒng)計圖

1 地應力與地層深度的關系

研究地應力縱向分布特征應考慮到地應力與地層深度或井深的相關性。圖1所示為南一區(qū)西部6口井171個地應力測量數(shù)據(jù)的地應力對深度關系回歸結果。從圖1可以看出,數(shù)據(jù)點非常分散,回歸方程的斜率很小,說明目前開發(fā)開發(fā)條件下,深度與地應力的關系仍有一定正相關性,但已經(jīng)變得不明顯。

2 巖性對地應力及巖石力學參數(shù)的影響

從南一區(qū)乙塊3口XMAC測井數(shù)據(jù)的平均結果來看 (見表1),泥巖的最大水平主應力值比頁巖高出3.85MPa,最小主應力值比頁巖高出4.20MPa,破裂壓力值比頁巖高出4.9MPa;砂巖的水平最大主應力、水平最小主應力、破裂壓力值分別比頁巖高2.8、2.8、3.6MPa;泥巖的水平最大水平主應力、水平最小主應力、破裂壓力值分別比砂巖高1.1、1.4、1.3MPa,3種巖石的地應力及破裂壓力存在著明顯差異。從表1還可看出,泥巖的彈性模量最大,砂巖次之,油頁巖最小;油頁巖的泊松比最大,其次是泥巖,砂巖的泊松比最小。上述分析表明,巖性對地應力和巖石力學參數(shù)的影響是很顯著的,可以利用地應力及巖石力學參數(shù)在數(shù)值上的相對大小定性識別巖石巖性,即可在巖性評價方面為常規(guī)測井技術提供一定補充或輔助。

表1 頁巖、砂巖、泥巖地應力及力學參數(shù)對比表

3 地層壓力對地應力的影響

XMAC可以測取儲層地應力,而RFT可以獲得儲層地層壓力,因而可以建立起地應力與地層壓力之間關系。圖2、圖3分別給出了A井和B井的地應力與地層壓力之間的對比剖面。由圖2和圖3可以看出,儲層地應力值都高于地層壓力值,而且無論是最大主應力值,還是最小主應力值都與地層壓力呈現(xiàn)正相關線性關系,即油層地層壓力高時地應力值也相應高,油層地層壓力低時地應力值也相應低。

圖2 A井地應力與地層壓力對比剖面

圖3 B井地應力與地層壓力對比剖面

為了進一步弄清這種正相關性,對所測地應力和地層壓力數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計回歸,如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可以看出,無論是儲層水平最大主應力還是儲層水平最小主應力,與儲層孔隙壓力(地層壓力)的線性特征都很明顯,即隨著孔隙壓力增加,儲層水平最大主應力和儲層水平最小主應力都會相應加大。

圖4 斷東中塊地應力與地層壓力關系圖

圖5 南一區(qū)乙塊地應力與地層壓力關系圖

4 含水飽和度、滲透率及孔隙度對地應力的影響

利用C井的XMAC地應力數(shù)據(jù),并結合其水淹層解釋結果,對儲層地應力與含水飽和度、滲透率及孔隙度之間的相關性進行了回歸分析 (見圖6～圖8)。由圖6～圖8可以看出,地應力值與含水飽和度之間呈正相關關系,而與油層滲透率、孔隙度之間呈負相關關系。這表明,在一定條件下可以運用這些相關關系估算滲透率、孔隙度和含油、含水飽和度,這不僅能對水淹層評價起到輔助作用,而且對指導剩余油挖潛有指導意義[3]。

圖6 C井最大水平主應力與儲層滲透率的關系圖

圖7 C井最大水平主應力與儲層孔隙度的關系圖

圖8 C井最大水平主應力與儲層含水飽和度的關系圖

5 結論及建議

1)目前開發(fā)條件下,深度與地應力的關系已經(jīng)變得不明顯。

2)巖性對地應力的影響比較明顯,泥巖地應力最大、砂巖次之,頁巖地應力最小。

3)地應力與孔隙壓力之間存在明顯正相關性,即隨著孔隙壓力增加,地應力就會加大。

4)地應力值與含水飽和度之間呈正相關關系,而與油層滲透率、孔隙度之間呈負相關關系。

[1]董世浩.應用XMAC和RFT組合測井資料制訂合理注水壓力界限研究[J].國外測井技術,2008,23(3):150-155.

[2]趙慶東.應用XMAC測井資料分析油田套損區(qū)巖石力學特征[J].國外測井技術,2008,23(3):200-204.

[3]宋杰,曾祥智,劉靜.用XMAC測井資料揭示砂巖油藏地應力分布特征及影響因素[J].國外測井技術,2006,21(5):28-30.

[編輯] 洪云飛

TE271

A

1673-1409(2014)20-0065-03

2014-03-13

吳純梅(1962-),女,工程師,現(xiàn)主要從事油藏精細描述方面的研究工作。