蘇里格氣田東區(qū)統(tǒng)33區(qū)塊儲(chǔ)層巖石特征研究

常 森，羅靜蘭，李 杪，齊恒玄，羅春燕

（大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069）

統(tǒng)33區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地伊盟隆起東南部，開(kāi)發(fā)面臨的主要問(wèn)題有：（1）有效儲(chǔ)層薄，非均質(zhì)性強(qiáng)，需要預(yù)測(cè)有效儲(chǔ)層分布范圍；（2）氣層多層系，氣井多層合采，主力開(kāi)發(fā)層系有待進(jìn)一步明確；（3）區(qū)塊氣水關(guān)系復(fù)雜，氣井普遍產(chǎn)水，對(duì)開(kāi)發(fā)影響較大；（4）與蘇里格中部相比，有效砂體分布更為孤立分散，累計(jì)厚度小，單井產(chǎn)量低、穩(wěn)產(chǎn)能力差，需要進(jìn)一步研究氣井生產(chǎn)規(guī)律，落實(shí)區(qū)塊合理建產(chǎn)規(guī)模及開(kāi)發(fā)指標(biāo)。為此開(kāi)展儲(chǔ)層巖石物理特征、物性測(cè)試及壓力敏感性等研究。

1 巖石學(xué)特征

儲(chǔ)層巖性主要為中-細(xì)粒砂巖，含少量中粗砂巖，顆粒分選中等-較差，磨圓以次棱角狀-次圓狀為主；顆粒成分以石英為主，巖屑含量較高，多見(jiàn)燧石、千枚巖、石英巖巖屑等，長(zhǎng)石含量較少；細(xì)粒砂巖中往往含有較多的黑云母碎片，蝕變強(qiáng)烈（見(jiàn)圖1）。

從全巖定量分析可以看出（見(jiàn)表1），粘土含量較高，其中具有膨脹作用的蒙脫石和混層粘土占比例大，有一定數(shù)量具有運(yùn)移作用的高嶺石。

2 儲(chǔ)層孔隙類型

巖石孔隙類型主要有粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、高嶺石晶間孔等多種類型，粒間溶孔所占比例為88%，高嶺石晶間孔比例為10%，粒內(nèi)溶孔比例為2%，粒間溶孔是主要孔隙類型（見(jiàn)圖2～圖3）。

3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔喉結(jié)構(gòu)方面，不同滲透率儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)差異明顯（見(jiàn)圖4～5），這種差異性決定了儲(chǔ)層氣水滲流能力與開(kāi)發(fā)機(jī)理也會(huì)存在不同。根據(jù)滲透率不同級(jí)別，共將儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)分為5種類型（見(jiàn)表2）。滲透率＞10 mD的I類孔喉結(jié)構(gòu)占10%，該孔喉類型排驅(qū)壓力1.68MPa，中值半徑1.68 μm，超毛細(xì)管孔占比近50%。II類孔喉結(jié)構(gòu)滲透率1～10 mD，排驅(qū)壓力0.3 MPa，中值半徑0.39 μm，主要以毛細(xì)管孔喉為主，占比41.5%。III類孔喉結(jié)構(gòu)以微毛細(xì)管孔喉為主，滲透率0.1～1 mD，排驅(qū)壓力0.88 MPa，中值半徑0.06 μm。IV類孔喉結(jié)構(gòu)滲透率小于0.1 mD，以微毛細(xì)血管孔喉及納米孔喉為主，排驅(qū)壓力高，中值半徑小。

圖1巖石類型及填隙物

表1 全巖礦物分析分層統(tǒng)計(jì)表

圖2 主要孔隙類型薄片特征

圖3 儲(chǔ)集層孔隙組合柱狀圖

圖4 巖心壓汞曲線

圖5 滲透率與孔喉半徑分布關(guān)系圖

4 巖石物理性質(zhì)

測(cè)試了孔隙度與地層因素、聲波時(shí)差，飽和度與電阻率增大的關(guān)系，確定了統(tǒng)33區(qū)塊的a、b、m、n值及聲波時(shí)差骨架值，為全區(qū)含氣飽和度、儲(chǔ)層物性計(jì)算奠定了基礎(chǔ)（見(jiàn)圖6～圖7）。

5 儲(chǔ)層物性特征

儲(chǔ)層以低孔低滲為主（見(jiàn)圖8），由蘇東XX井取芯資料物性分析可知，滲透率以0.1～1 mD為主，約占樣品數(shù)的40%，其次為小于0.01 mD的，約占樣品數(shù)的30%。孔隙度則集中在3%～6%，約占樣品數(shù)的50%。

表2 孔喉類型及相關(guān)參數(shù)

圖7 飽和度與電阻增大率關(guān)系圖

圖8 蘇東XX井儲(chǔ)層物性分布頻率圖

圖9 巖樣孔隙度與有效應(yīng)力關(guān)系

從蘇東部分探井的孔隙度、滲透率分布上看，單井平均地面孔隙度集中分布在6%～8%，單井平均地面滲透率大都在0.5 mD以下，部分井差異較大。

圖10 巖樣滲透率與有效應(yīng)力關(guān)系

6 應(yīng)力敏感性特征

通過(guò)對(duì)蘇東柱塞巖心31塊，孔隙度6%～15%，滲透率0.10～1.57 mD的巖樣進(jìn)行了覆壓孔滲測(cè)試（見(jiàn)圖9～10）。通過(guò)應(yīng)力敏感研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層地層條件與地面條件滲透率差異大，表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)力敏感性；開(kāi)發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層物性也會(huì)發(fā)生一定變化，對(duì)氣井產(chǎn)能有一定影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，巖樣孔隙度隨有效壓力的變化不大，滲透率隨有效壓力的變化大，變化規(guī)律復(fù)雜。

通過(guò)換算，蘇東地區(qū)，上覆地層壓力約為70.8 MPa，地層壓力為28 MPa，有效壓力區(qū)間為42.8～68.8 MPa。地層條件下孔隙度約為地面條件的80%～94%，地層條件下滲透率約為地面條件的3%～40%，地層條件下滲透率比地面條件低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力敏感性對(duì)儲(chǔ)層滲透率造成的損害不完全可逆（見(jiàn)圖11）。有效覆壓增加過(guò)程中，滲透率降低，增加到40 MPa以后變化不大，有效覆壓減小過(guò)程中，滲透率有一定程度恢復(fù)，恢復(fù)不完全。

巖心滲透率越高，滲透率恢復(fù)越好。初始有效覆壓越大，滲透率恢復(fù)越好（見(jiàn)圖12）。預(yù)測(cè)蘇東儲(chǔ)層原始有效壓力在40 MPa以上，開(kāi)發(fā)過(guò)程中即使?jié)B透率有一定程度損失，隨著關(guān)井壓力恢復(fù)，儲(chǔ)層滲透率會(huì)有一定程度恢復(fù)。

7 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）區(qū)塊粘土含量較高，其中具有膨脹作用的蒙脫石和混層粘土占比例大，并有一定數(shù)量具有運(yùn)移作用的高嶺石。

（2）巖石孔隙以粒間溶孔為主，所占比例達(dá)88%，高嶺石晶間孔比例為10%，粒內(nèi)溶孔比例為2%。

（3）不同滲透率儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)差異明顯，這種差異性決定了儲(chǔ)層氣水滲流能力與開(kāi)發(fā)機(jī)理也會(huì)存在不同。

（4）通過(guò)應(yīng)力敏感研究發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)33區(qū)塊儲(chǔ)層地層條件與地面條件滲透率差異大，表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)力敏感性。

[1]樊愛(ài)萍，趙娟，楊仁超，等.蘇里格氣田東二區(qū)山1段、盒8段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征[J］. 天然氣地球科學(xué)，2011，22（3）：482-487.

[2]金文輝，王林琪，周文，等.蘇里格氣田東二區(qū)北部盒8段水體分布及主控因素[J］. 油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（3）：22-25.

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