蘇里格氣田盒8段儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究

蘇里格氣田盒8段儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究

一、層的開(kāi)口結(jié)構(gòu)特征1.儲(chǔ)存空間類型和空隙分布(1)儲(chǔ)藏室的類型1儲(chǔ)層砂巖儲(chǔ)集空間利用鑄造薄膜、孔隙圖像分析、掃描電鏡等技術(shù)手段和當(dāng)?shù)卮罅咳佑^察，研究了蘇里格氣田古代儲(chǔ)層中的空隙類型。結(jié)果表明，8個(gè)儲(chǔ)層中的砂巖儲(chǔ)層空間主要是空隙，巖樣中的微裂縫很少。儲(chǔ)層巖樣的孔隙度與滲透率相關(guān)性分析表明,滲透率與孔隙度之間呈現(xiàn)明顯的正相關(guān),且儲(chǔ)層段巖心分析物性與測(cè)井解釋物性參數(shù)間亦存在正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明滲透率的變化主要受控于孔隙發(fā)育的程度,這是孔隙性儲(chǔ)層的典型特征。2巖屑溶蝕作用進(jìn)行改造由于本區(qū)盒8段儲(chǔ)層埋藏深度大,埋藏歷史長(zhǎng),經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用改造,在強(qiáng)烈的壓實(shí)—壓溶作用和膠結(jié)作用改造下,使得大部分原生粒間孔喪失殆盡(對(duì)富含塑性軟巖屑組分的巖屑砂巖,粒間孔喪失程度更大);然而,儲(chǔ)層砂巖在中晚成巖階段所經(jīng)歷的溶蝕作用,使得其孔隙性又得到一定程度的恢復(fù)。各種巖屑和火山物質(zhì)溶蝕形成大量的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔及鑄模孔;在顆粒溶蝕同時(shí),形成了豐富的自生高嶺石,其晶間孔十分發(fā)育。(2)孔絡(luò)合物的類型和分布根據(jù)各類孔隙在儲(chǔ)層中出現(xiàn)的頻率和對(duì)儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn),可以區(qū)分出以下四種組合形式。1中間孔和穿孔該類組合以殘余粒間孔和微孔(主要是高嶺石晶間孔)發(fā)育為特征,在石英砂巖中常見(jiàn),所占比例小于15%。2儲(chǔ)晶片基石英砂巖孔隙類型該類組合屬于復(fù)合型孔隙網(wǎng)絡(luò),是研究區(qū)常見(jiàn)的孔隙組合類型,在巖屑石英砂巖中常見(jiàn),所占比例達(dá)30%。其主要的孔隙類型為可溶組分所形成的溶蝕孔。由于蝕變作用形成的微孔(高嶺石晶間孔)也占有重要的地位。3溶孔和微孔型該類組合是研究區(qū)最為常見(jiàn)的孔隙組合類型,在巖屑砂巖中發(fā)育這種孔隙組合,所占比例可達(dá)40%。4微孔形狀此類組合的出現(xiàn)標(biāo)志著巖性已致密化,物性明顯變差,構(gòu)成儲(chǔ)層的比例不足15%。(3)巖石孔徑分布根據(jù)孔隙圖像分析和恒速壓汞資料,儲(chǔ)層巖石孔徑分布范圍較寬,在5～400μm之間變化(表1)。根據(jù)儲(chǔ)層類別的不同,其孔徑分布的范圍和集中程度存在差異。2.孔喉嚨分布特征和毛細(xì)管壓力曲線的分布盒8段儲(chǔ)層屬典型的低孔低滲儲(chǔ)層,儲(chǔ)層的毛細(xì)管壓力普遍偏高,根據(jù)曲線的歪度和分選性,參考其它特征參數(shù),可將曲線分為4類(見(jiàn)圖1)。(1)喉道失固結(jié)構(gòu)顯著特點(diǎn)曲線為單平臺(tái)型,孔喉分選較好,中偏粗歪度,排驅(qū)壓力小于0.4MPa,中值半徑大于0.5μm,喉道均值小于或等于10.5,分選大于2.6,主滲流喉道大于2μm,形成連續(xù)相飽和度小于20%。(2)喉道的進(jìn)汞量曲線一般都具有雙階梯形的孔隙結(jié)構(gòu)特征,中偏細(xì)歪度,分選亦為中等,說(shuō)明構(gòu)成的孔喉主要為兩類孔隙喉道,排驅(qū)壓力在0.4～0.8MPa,一般為0.7MPa。中值半徑0.5～0.1μm,大于0.075μm孔喉半徑的進(jìn)汞量在50%～70%。喉道均值在10.5～12.5,分選在2.0～2.6之間。主滲流喉道半徑在0.3～0.59μm,相應(yīng)的連續(xù)相飽和度在20%～25%。(3)喉道相關(guān)進(jìn)汞量的確定曲線仍為雙臺(tái)階形,曲線歪度細(xì)偏中,分選中等。此類儲(chǔ)層排驅(qū)壓力在1～2MPa之間,中值半徑在0.04～0.1μm,大于0.075μm孔喉所對(duì)應(yīng)的進(jìn)汞量是在35%～50%。喉道均值在12.5～14之間,分選在1.2～2.0。該類儲(chǔ)層主滲流喉道峰值在0.15～0.3μm,主貢獻(xiàn)喉道半徑在0.3～0.6μm。(4)飽和度的測(cè)定毛細(xì)管壓力曲線表現(xiàn)出雙階梯形和單階梯形兩種。其排驅(qū)壓力一般都大于2MPa,飽和度中值半徑小于0.04μm。地質(zhì)混合經(jīng)驗(yàn)分布的均值大于14,分選小于1.2,0.075μm孔喉半徑所相應(yīng)的進(jìn)汞量一般都小于35%。3.孔喉連通性儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)通過(guò)研究,氣田盒8段不同物性儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)分布可描述為:①排驅(qū)壓力最小0.22MPa,最大可達(dá)10MPa,一般小于2MPa;②主力喉道峰值介于0.04～2.34μm之間,一般為0.29～2.34μm;③主貢獻(xiàn)喉道介于0.07～9.38μm,一般為0.2～2μm;④連續(xù)相飽和度介于12.36%～36.77%,一般不超過(guò)20%,說(shuō)明孔喉連通性較差。通過(guò)前面對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的分析,盒8段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)具有“大孔隙、小喉道、少裂縫、孔喉連通性差”的特點(diǎn),這種儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)的主要難點(diǎn)在于:①氣田開(kāi)發(fā)初期,油氣滲流所動(dòng)用的范圍有限,氣體的啟動(dòng)壓差較大,如果儲(chǔ)層不進(jìn)行壓裂改造人工造縫,儲(chǔ)層很難獲得較高的產(chǎn)能;②開(kāi)發(fā)過(guò)程中,儲(chǔ)層具有潛在的水鎖傷害。二、1段結(jié)構(gòu)的分類1.物性參數(shù)與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)分析儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)應(yīng)著重考慮儲(chǔ)層對(duì)天然氣的有效儲(chǔ)集能力和滲透性,而這些微觀參數(shù)的獲取主要依靠壓汞資料和圖像分析資料。為了從眾多的微觀參數(shù)中優(yōu)選一些主要參數(shù),利用多元逐步判別分析方法分析了物性參數(shù)(φ、K)與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)均值(D)、歪度(α)、分選系數(shù)(σ)、變異系數(shù)(τ)、中值壓力(p50)、排驅(qū)壓力(pd)、0.1μm以上孔道連通孔隙體積(SHg0.1)、最大進(jìn)汞飽和度(SHgmax)、退汞效率(η)之間的相關(guān)關(guān)系(見(jiàn)表2)。由表可以看出,φ與D、σ、r50、pd、SHg0.1和SHgmax之間都有很好的相關(guān)關(guān)系;而K與D、σ、r50和pd之間也有很好的相關(guān)關(guān)系。故將D、σ、r50和pd等參數(shù)作為劃分與評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的微觀參數(shù)是合適的。2.層的分類評(píng)估結(jié)果根據(jù)篩選的參數(shù),結(jié)合常規(guī)物性、毛細(xì)管壓力曲線和圖像分析資料將盒8段儲(chǔ)層分為四大類(表3)。(1)細(xì)礫巖和砂巖和單成分細(xì)礫巖巖性為主河道心灘微相中的中—粗粒石英砂巖、巖屑石英砂巖、礫狀石英砂巖和單成分細(xì)礫巖。特點(diǎn)是物性相對(duì)好(孔隙度大于12%,滲透率大于1×10-3μm2),孔滲相對(duì)高,儲(chǔ)集空間主要為溶孔,并含有較多的微裂隙,大孔—粗喉組合,分選好,孔喉連通性較好,屬中等產(chǎn)能儲(chǔ)層。(2)多孔儲(chǔ)集空間巖性為河道中的中-粗粒巖屑石英砂巖。特點(diǎn)是孔滲中等(孔隙度在9%～12%之間,滲透率在1×10-3～3×10-3μm2之間),該類儲(chǔ)集空間由溶孔、晶間孔和微孔構(gòu)成復(fù)合型孔隙網(wǎng)絡(luò),中粗孔—中喉組合,分選一般,孔喉連通性中等。在各個(gè)小層廣泛分布,為最常見(jiàn)的儲(chǔ)層類型。屬中—低產(chǎn)能儲(chǔ)層。(3)孔喉連通性中等儲(chǔ)層巖性為含塑性巖屑和雜基豐富的各類砂巖、含泥細(xì)—中粒巖屑砂巖。特點(diǎn)是孔滲低,中小孔—細(xì)喉組合,孔喉連通性中等,分選一般。其儲(chǔ)集空間主要為少量溶孔和雜基內(nèi)微孔隙,以粒間孔喪失為重要標(biāo)志,在各個(gè)小層均有分布,為常見(jiàn)的儲(chǔ)層類型。該類儲(chǔ)層孔隙度一般在5%～9%,其滲透率在0.06×10-3～0.5×10-3μm2。儲(chǔ)集空間主要為少量溶孔、晶間孔。此類一般為中至差的低產(chǎn)能儲(chǔ)層。(4)孔隙率細(xì)胞法儲(chǔ)集空間巖性為含塑性巖屑和雜基豐富的各類細(xì)砂巖、泥質(zhì)細(xì)粒巖屑砂巖。特點(diǎn)是孔滲特低,其儲(chǔ)集空間主要為微孔隙(包括少量晶間孔),小孔—細(xì)喉組合,孔喉連通性差,分選一般。這類巖石一般很難成為儲(chǔ)集巖,在氣層中常以致密夾層出現(xiàn)。三、孔喉類型的分布(1)盒8段儲(chǔ)層可見(jiàn)4種孔隙組合形式,溶孔+微孔+粒間孔型、溶孔+微孔型兩種類型最為常見(jiàn)。(2)盒8段儲(chǔ)層的孔喉半徑分布可以分為4種類型,尤以Ⅱ、Ⅲ類孔喉分布最為常見(jiàn),孔喉連通性較差。總體上看,盒8氣藏主滲流喉道半