中拐凸起598斷塊上烏爾禾組氣藏低產(chǎn)因素分析

劉 慧，楊 振，封 猛，丁心魯，徐偉紅

（1．中國石油西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依 834000；2．中國石油新疆油田分公司開發(fā)公司，新疆克拉瑪依 834000）

近年來，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中拐凸起多口井在二疊系上烏爾禾組勘探獲得突破，顯示了該地層具有勘探潛力。中拐凸起上烏爾禾組為超覆于中、下二疊統(tǒng)區(qū)域不整合面之上的一套大型淺水退積型扇三角洲沉積[1-2]，平面上巖相變化快。儲層主要發(fā)育細(xì)-中礫巖、砂礫巖和細(xì)-粗砂巖，含有泥質(zhì)雜基，經(jīng)受較強(qiáng)成巖作用，呈現(xiàn)低孔低滲的特征[3]。受長期繼承性構(gòu)造活動及復(fù)雜油氣成藏過程影響，上烏爾禾組發(fā)育的圈閉受斷層和地層共同控制[4]，相鄰斷塊或砂體間成藏特征差異大，呈現(xiàn)“一塊一藏”的特征，儲層質(zhì)量成為單井產(chǎn)能的關(guān)鍵因素[5]。

598斷塊上烏爾禾組儲層改造前試油均為干層。金龍26井是2017年在598斷塊部署的一口重點(diǎn)探井，在上烏爾禾組目的層取獲油跡級巖心，巖心出筒時表面連續(xù)冒氣，個別表斷面外滲褐色原油。鉆遇目的層時氣測見明顯異常，后效顯示活躍。經(jīng)常規(guī)胍膠壓裂液壓裂改造后，求產(chǎn)初期最高產(chǎn)氣量 6 540 m3/d，后期產(chǎn)量迅速下降，氣舉后仍然不出產(chǎn)量，壓裂液返排率 70.7%。由于對該井試產(chǎn)前含油氣性的認(rèn)識與實(shí)際產(chǎn)出差異較大，且試產(chǎn)前、后產(chǎn)能存在差異，因此，本文從儲層巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)和敏感性等方面出發(fā)，通過與鄰近同層系高產(chǎn)井對比，分析造成598斷塊低產(chǎn)的因素，為后期試油選層及儲層改造提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 儲層特征

1.1 巖石學(xué)特征

598斷塊上烏爾禾組巖性主要為灰色含礫粗砂巖、砂礫巖、夾薄層綠灰色和灰色泥巖，整體呈塊狀結(jié)構(gòu)。金龍26井巖心薄片資料分析顯示，碎屑顆粒以凝灰?guī)r（約72.7%）、英安巖（約8.3%）、花崗巖（約4.3%）等火成巖巖屑為主，長石（約5.7%）、石英（約5.7%）礦屑次之。泥質(zhì)雜基含量2%～10%，平均含量4.7%，呈分散質(zhì)點(diǎn)式或沿碎屑顆粒邊緣呈薄膜式分布，主要為伊/蒙混層（約48.8%），其次為綠泥石（約22.0%）及高嶺石（約19.7%）。碎屑顆粒整體分選較差，呈半棱-半圓狀，成分成熟度低，局部方解石膠結(jié)。

1.2 儲層物性及儲集空間特征

金龍26井測井曲線在目的層段呈現(xiàn)伽馬低值、自然電位正異常的儲層特征；除少數(shù)井段沖洗帶電阻率呈現(xiàn)低值，沖洗帶深側(cè)向、淺側(cè)向電阻率曲線基本重合，反映儲層較為致密；測井密度及聲波時差在目的層段曲線較為平滑，測井密度為2.47 g/cm3，聲波時差為262.5 μs/m；補(bǔ)償中子值在目的層段波動較大，反映儲層不同的含氣性。

23塊巖心常規(guī)孔滲分析表明，孔隙度為4.0%～14.1%，平均10.0%；滲透率為0.06×10-3～3.28×10-3μm2，平均0.67×10-3μm2。12塊飽和鹽水巖心核磁共振分析測得，孔隙度為 2.9%～8.5%，平均 6.1%；滲透率為 0.01×10-3～0.42×10-3μm2，平均 0.13×10-3μm2，反映儲層內(nèi)存在死孔隙。綜合分析認(rèn)為，目的層屬于低孔、低滲性差儲層。

通過對巖石鏡下薄片分析，目的層儲集空間類型主要為粒內(nèi)溶孔、剩余粒間孔泥質(zhì)雜基收縮孔和微裂縫等，粒內(nèi)溶孔局部為自生礦物充填-半充填，孔隙間連通性較差。

1.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)特征是砂礫巖儲層評價和預(yù)測的基礎(chǔ)[6]。巖石學(xué)分析表明，目的儲層碎屑顆粒中凝灰?guī)r成分達(dá)72.7%，測井解釋楊氏模量為20 213 MPa，泊松比為0.294，反映巖石具有較強(qiáng)塑性。從顯微薄片中可以看出，在經(jīng)歷機(jī)械壓實(shí)、膠結(jié)、溶蝕等復(fù)雜成巖作用影響后，凝灰?guī)r巖屑擠壓變形占據(jù)原始粒間孔隙，僅殘留少量粒間孔隙。碎屑顆粒之間主要呈線性接觸、壓嵌式膠結(jié)。

5塊巖心樣品壓汞實(shí)驗數(shù)據(jù)表明，排驅(qū)壓力為0.29～0.60 MPa，平均為 0.42 MPa；中值壓力為 7.45～15.70 MPa，平均為11.65 MPa，對應(yīng)中值半徑為0.07 μm；儲層孔喉半徑偏小，偏態(tài)為-0.67～-1.05，平均為-0.90，偏細(xì)歪度，孔喉分選差；最大進(jìn)汞飽和度為 57.1%～69.9%，平均 62.2%，反映儲層內(nèi)存在死孔隙；退汞效率為32.0%～37.6%，平均34.5%；均質(zhì)系數(shù)為0.12～0.14，平均0.13，反映儲層孔喉配置較差，非均質(zhì)性強(qiáng)。

2 低產(chǎn)原因分析

克017井位于金龍26井北東向1.5 km處，兩口井被一條近東西走向的斷層分隔。對克017井目的層（與金龍26井相同層位）采用同等規(guī)模常規(guī)胍膠壓裂液壓裂改造，試獲最高日產(chǎn)氣量10.5×104m3，壓裂液返排率46.3%。為分析598斷塊低產(chǎn)原因，對金龍26井與克017井目的儲層巖性、電性、物性和含油氣性等參數(shù)進(jìn)行對比分析（表1）。可以看出，金龍 26井含油氣性要稍優(yōu)于克 017井。研究認(rèn)為598斷塊低產(chǎn)主要原因為儲層孔隙結(jié)構(gòu)差、存在一定水敏性及存在水鎖傷害。

2.1 儲層孔隙結(jié)構(gòu)差

塑性巖屑含量高低是影響儲層儲集性能最主要的參數(shù)。隨著塑性巖屑含量的增加，儲層滲透率急劇降低[5]。克017井目的儲層巖性與金龍26井一致，都為一套厚層狀灰色砂礫巖，碎屑顆粒以變質(zhì)巖巖屑為主，火成巖巖屑、石英、長石礦屑次之。測井解釋金龍26井泥質(zhì)含量明顯高于克017井，塑性成分較多，反映金龍26井儲層巖石塑性較克017井大。經(jīng)受壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用后，金龍26井目的儲層原生孔隙損失較克017井多，儲層更致密，孔隙結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，使得金龍26井測井體積密度高于克017井。金龍26井關(guān)靜壓求得地層壓力系數(shù)為1.21，在退液、試產(chǎn)過程中井口壓力、產(chǎn)量衰減快，反映出孔隙結(jié)構(gòu)差、滲透率低、地層供液不足的特征。

表1 金龍26井與克017井典型錄測參數(shù)對比

2.2 儲層存在水敏效應(yīng)

前人通過實(shí)驗及現(xiàn)場對水敏效應(yīng)引起的儲層傷害進(jìn)行了研究。研究認(rèn)為水敏傷害程度主要與外來流體跟儲層配伍性、黏土礦物類型和產(chǎn)狀相關(guān)；儲層損害機(jī)理主要為水敏性礦物吸水膨脹和細(xì)微顆粒堵塞孔喉兩種[7-8]。在壓裂施工中，外來流體的大量注入在一定程度上會對儲層造成影響[9]。金龍26井砂礫巖儲層黏土雜基含量達(dá)10.0%，以伊/蒙混層（約48.8%）為主，其次為綠泥石（約22.0%）和高嶺石（約19.8%）。伊/蒙混層比達(dá)75.0%，說明混層中以蒙脫石為主，而蒙脫石的膨脹能力最強(qiáng)，在與外來流體接觸時極易膨脹。實(shí)驗中金龍26井巖心用清水浸泡12 h后垮塌嚴(yán)重。金龍26井壓裂施工時采用6%的 KCl防膨胍膠壓裂液，但防膨率僅為 51.0%，同樣可以說明壓裂液進(jìn)入地層后會引起敏感性礦物膨脹，使得儲層物性變差。此外，儲層內(nèi)黏土礦物產(chǎn)狀主要為分散質(zhì)點(diǎn)式及薄膜式，在外來流體進(jìn)入地層后，引起分散質(zhì)點(diǎn)式分布的黏土顆粒從骨架剝離，在儲層孔隙通道內(nèi)遷移、聚集，堵塞喉道；薄膜式分布的黏土礦物吸水膨脹，占據(jù)大量有利滲流通道，使得儲層滲透率大幅度降低。

2.3 水鎖傷害大

對于低滲儲層，水鎖傷害是影響油氣藏產(chǎn)能的重要因素[10-12]。水鎖效應(yīng)的本質(zhì)是毛細(xì)管壓力在油氣層孔道的彎液面上產(chǎn)生了一個附加的表皮壓降，其影響程度與儲層潤濕性、含水飽和度、驅(qū)替壓力大小、侵入液體量、巖石孔道彎曲程度和粗糙程度等參數(shù)有關(guān)[13]。金龍26井目的層裂縫不發(fā)育，孔隙與喉道配置關(guān)系差，壓汞實(shí)驗數(shù)據(jù)表明，最大孔喉半徑均值為1.91 μm，孔喉中值半徑均值為0.07 μ m。液-固界面間相互作用力大，且儲層高壓低滲，近井筒地帶天然氣彈性能釋放后，地層能量不足，不足以解除近井筒水鎖，使得水鎖現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，這是造成單井產(chǎn)能低的重要原因。

3 結(jié)論

（1）598斷塊二疊系上烏爾禾組儲層為厚層塊狀灰色含礫粗砂巖、砂礫巖，碎屑顆粒以凝灰?guī)r為主。儲層泥質(zhì)含量高，以伊/蒙混層為主，混層比達(dá)到75.0%，以蒙脫石為主。

（2）598斷塊儲層巖石塑性強(qiáng)，在經(jīng)受復(fù)雜成巖作用后，碎屑顆粒間主要呈線性接觸，壓嵌式膠結(jié)，儲層屬于低孔低滲。儲集空間主要為粒內(nèi)溶孔、剩余粒間孔以及泥質(zhì)雜基收縮孔和微裂縫等，孔喉中值半徑均值為0.07 μm，孔喉配置關(guān)系差。

（3）儲層物性差、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜是598斷塊低產(chǎn)的根本因素；儲層黏土礦物含量高，壓裂施工導(dǎo)致儲層滲透性下降，存在一定水敏性，是造成低產(chǎn)的重要因素；孔喉配置差，微細(xì)吼道發(fā)育，地層能量虧空，使得在近井筒地帶存在水鎖效應(yīng)，是造成低產(chǎn)不可忽略的因素之一。

（4）砂礫巖碎屑組分、泥質(zhì)雜基含量是影響中拐凸起上烏爾禾組儲層物性重要因素。對于物性差、水敏儲層，應(yīng)采取優(yōu)化壓裂液、壓后快速返排措施，降低壓裂施工對儲層傷害。