低滲透砂巖儲(chǔ)層類型及分類

低滲透砂巖儲(chǔ)層類型及分類

0低滲透儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)隨著我國油氣勘探和開發(fā)的日益發(fā)展，高質(zhì)量氣田的儲(chǔ)量和產(chǎn)量逐年減少，低滲等低產(chǎn)氣田的儲(chǔ)量和產(chǎn)量比例逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國石油天然氣集團(tuán)公司探明儲(chǔ)量中低滲透石油資源的比例1995年前為23%,1996年至2001年達(dá)56%,2001年以來已達(dá)到69%。據(jù)第二次全國油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果,中國重稠油和低滲透石油資源量高達(dá)409.4×108t,約占全國石油總資源量的43.55%。根據(jù)中國石油集團(tuán)公司第三次油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果,中國陸上主要盆地可探明的重稠油、低滲透、特低滲透石油資源量約215.9×108t,占可探明石油資源量的49.8%,其中重油31.1×108t,低滲透和特低滲透石油184.8×108t。截至2003年底,中國累計(jì)探明低滲透油和稠油等低品位石油地質(zhì)儲(chǔ)量約120×108t,占總探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量的50.9%,其中低滲透儲(chǔ)量為72.3×108t,重稠油儲(chǔ)量為46.7×108t,主要分布于松遼、渤海灣、鄂爾多斯和準(zhǔn)噶爾等盆地。特別是在鄂爾多斯盆地,已發(fā)現(xiàn)的油氣田除侏羅系外,主力油層三疊系延長組以及主力氣層石炭系和二疊系幾乎均為低滲透、特低滲透乃至超低滲透(滲透率<1.0×10-3μm2)儲(chǔ)層,是我國最典型的低滲透含油氣盆地。然而,目前對(duì)于低滲透儲(chǔ)層概念的認(rèn)識(shí)還不完全一致,尤其是還未形成一套統(tǒng)一的針對(duì)低滲透儲(chǔ)層的分類和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。有鑒于此,筆者以鄂爾多斯盆地為例,對(duì)低滲透儲(chǔ)層的分類與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)加以討論。1低滲透儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)關(guān)于低滲透儲(chǔ)層的概念和分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),目前認(rèn)識(shí)還不完全統(tǒng)一。羅蟄潭、王允誠提出將滲透率小于100×10-3μm2的儲(chǔ)層作為低滲透儲(chǔ)層,并根據(jù)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及毛管壓力參數(shù)將砂巖儲(chǔ)層分為I類(滲透率>100×10-3μm2,孔隙度>20%)、II類(滲透率(100～1)×10-3μm2,孔隙度20%～12%)、III類(滲透率(1～0.1)×10-3μm2,孔隙度12%～7%)、IV類(滲透率<0.1×10-3μm2,孔隙度<6%(油)或<4%(氣))共4類,其中II類儲(chǔ)層進(jìn)一步分為3個(gè)亞類,III類儲(chǔ)層進(jìn)一步分為2個(gè)亞類(表1)。前蘇聯(lián)學(xué)者將滲透率小于(50～100)×10-3μm2的油田算作低滲透油田。1992年在西安國際低滲透油氣藏會(huì)議上,嚴(yán)衡文等將滲透率大于100×10-3μm2的儲(chǔ)層作為好儲(chǔ)層,將滲透率為(10～100)×10-3μm2的儲(chǔ)層作為低滲透儲(chǔ)層,將滲透率為(0.1～10)×10-3μm2的儲(chǔ)層作為特低滲透層。唐曾熊在其《油氣藏的開發(fā)分類及描述》一書中,建議以一個(gè)數(shù)量級(jí)作為劃分各類滲透率的標(biāo)準(zhǔn),即對(duì)于油田,特低滲透率定為<10×10-3μm2,低滲透率定為(10～100)×10-3μm2,中滲透率定為(100～1000)×10-3μm2,高滲透率定為>1000×10-3μm2。李道品等則將低滲透層的滲透率上限定為50×10-3μm2,并提出了“超低滲透”的概念。他們根據(jù)油田的實(shí)際生產(chǎn)特征,按照油層的平均滲透率將低滲透油田分為3類:①一般低滲透油田,油層平均滲透率為(50～10.1)×10-3μm2;②特低滲透油田,油層平均滲透率為(10.0～1.1)×10-3μm2;③超低滲透油田,油層平均滲透率為(1.0～0.1)×10-3μm2。在李道品等所著的《低滲透砂巖油田開發(fā)》一書的第三章第六節(jié)“低滲透儲(chǔ)集層綜合分類評(píng)價(jià)”中,則將低滲透儲(chǔ)層分為6種類型,即一般低滲透儲(chǔ)層(I類,滲透率(50～10)×10-3μm2)、特低滲透儲(chǔ)層(II類,滲透率(10～1)×10-3μm2)、超低滲透儲(chǔ)層(III類,滲透率(1～0.1)×10-3μm2)、致密層(IV類,滲透率(0.1～0.01)×10-3μm2)、非常規(guī)致密層和超致密層(V類,滲透率分別為(0.01～0.001)×10-3μm2、(0.001～0.0001)×10-3μm2)、裂隙—孔隙層(VI類,滲透率變化大或<10×10-3μm2)。鄂爾多斯盆地三疊系延長組是我國最典型的低滲、特低滲乃至超低滲儲(chǔ)層分布區(qū),對(duì)其低滲透儲(chǔ)層的分類以往也曾提出過一些意見。宋國初等將三疊系延長組低滲透儲(chǔ)層進(jìn)一步細(xì)分為5類(表2)。1998年開始實(shí)施的中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法》(SY/T6285-1997)同樣將低滲透層的滲透率上限定為50×10-3μm2,并分別確定了含油儲(chǔ)層與含氣儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率評(píng)價(jià)分類標(biāo)準(zhǔn)(表3、表4)。該標(biāo)準(zhǔn)將低滲透含油砂巖儲(chǔ)層分為低滲透(滲透率(50～10)×10-3μm2)、特低滲透(滲透率(10～1)×10-3μm2)、超低滲透(滲透率(1～0.1)×10-3μm2)、非滲透(滲透率<0.1×10-3μm2)儲(chǔ)層?？梢钥闯?目前我國碎屑巖儲(chǔ)層分類研究盡管在低滲透儲(chǔ)層的上限方面已基本達(dá)成共識(shí),即普遍將滲透率50×10-3μm2作為低滲透碎屑巖儲(chǔ)層的物性上限,且大的分類框架也已初步形成,但仍然存在一些明顯的不足。突出的有兩方面:一是現(xiàn)行的石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(表3)對(duì)于低滲透儲(chǔ)層的分類仍然偏粗,不能滿足象鄂爾多斯盆地這種典型低滲透油氣田勘探評(píng)價(jià)的需要,且已有的一些低滲透儲(chǔ)層分類雖然比較詳細(xì),但卻不夠統(tǒng)一;二是對(duì)于各級(jí)低滲透儲(chǔ)層的孔隙度劃分界限還有待探討。2儲(chǔ)層類型及其發(fā)育程度為了更加有效地指導(dǎo)低滲透碎屑巖儲(chǔ)層的精細(xì)評(píng)價(jià)和勘探開發(fā)工作,筆者參考前人關(guān)于碎屑巖儲(chǔ)層特別是低滲透儲(chǔ)層的劃分標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)鄂爾多斯盆地三疊系儲(chǔ)層300余塊壓汞樣品、260余塊鑄體及100余塊圖像孔隙分析結(jié)果(圖1),結(jié)合延長組有效厚度劃分的一般標(biāo)準(zhǔn),將鄂爾多斯盆地中生界低滲透砂巖儲(chǔ)集層分為4類4個(gè)亞類,4類即低滲透層(Ⅰ類)、特低滲透層(Ⅱ類)、超低滲透層(Ⅲ類)、致密層(Ⅳ類)等,其中特低滲透層和超低滲透層是鄂爾多斯盆地三疊系延長組的主要儲(chǔ)層類型,故又根據(jù)孔隙結(jié)構(gòu)特征、物性特征以及油層厚度的常用劃分標(biāo)準(zhǔn)等將二者各細(xì)分為2個(gè)亞類。Ⅱ類儲(chǔ)層的亞類劃分界限(5×10-3μm2)一方面參考了前人的劃分意見,另一方面主要考慮了長2等儲(chǔ)層的含油性特點(diǎn),即滲透率大于5×10-3μm2的Ⅱa類儲(chǔ)層含油一般較好—好,小于此值的Ⅱb類儲(chǔ)層含油中等—較好。Ⅲ類儲(chǔ)層的亞類劃分則主要依據(jù)陜北地區(qū)大部分長6油層有效厚度的下限值,即孔隙度8%、滲透率0.3×10-3μm2,其中滲透率小于(0.3～0.1)×10-3μm2的儲(chǔ)層(Ⅲb類儲(chǔ)層)一般不含油或含油很差。表5是筆者關(guān)于鄂爾多斯盆地中生界砂巖儲(chǔ)集層分類評(píng)價(jià)的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)。需要說明的是,表中孔隙度、排驅(qū)壓力、中值壓力、最大孔喉半徑、中值半徑、孔喉均值等的界限,主要是根據(jù)它們與滲透率的相關(guān)關(guān)系計(jì)算得出的。理由是這些反映儲(chǔ)層的參數(shù)均與滲透率有著良好的相關(guān)性,其相關(guān)系數(shù)均在0.88～0.91左右。其中滲透率與孔隙度呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系,與排驅(qū)壓力、中值壓力及平均孔喉半徑則為冪函數(shù)關(guān)系。3儲(chǔ)層類型及其劃分筆者在分析前人關(guān)于低滲透儲(chǔ)層劃分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)鄂爾多斯盆地三疊系低滲透儲(chǔ)層的研究,將低滲透砂巖儲(chǔ)集層分為4類4個(gè)亞類,4類即低滲透層(Ⅰ類)、特低滲透層(Ⅱ類)、超低滲透層(Ⅲ類)、致密層(Ⅳ類),其中特低滲透層和超低滲透層是鄂爾多斯盆地三疊系延長組的主要儲(chǔ)層類型,故又根據(jù)孔隙結(jié)構(gòu)特征、物性特征以及油層厚度的常用劃分標(biāo)準(zhǔn)