低滲透儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的影響因素

低滲透儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的影響因素

孔隙結(jié)構(gòu)的研究低滲透油藏注水的開發(fā)存在著高注射設(shè)計(jì)壓力、高地層和高注射壓力、低注射效果和低產(chǎn)量的問題。而造成這些問題的主要原因是儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)不利。目前,孔隙結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在2個(gè)方面,一是新的研究技術(shù)如CT掃描技術(shù)、核磁共振、恒速壓汞技術(shù)在分析孔隙結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用;二是孔隙結(jié)構(gòu)描述理論的進(jìn)展[8,9,10,11,12,13,14,15]。但是,對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)主控因素的研究較少。本文通過核磁共振、恒速壓汞、常規(guī)壓汞、掃描電鏡、鑄體薄片的結(jié)合,從微觀和定量的角度對(duì)低滲透儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征及影響因素進(jìn)行分析。1儲(chǔ)層覆巖結(jié)構(gòu)低滲透油藏按照滲透率分為低滲透油藏(10×10-3～50×10-3μm2)、特低滲透油藏(1×10-3～10×10-3μm2)、超低滲透油藏(小于1×10-3μm2)3大類。而研究區(qū)莊58長(zhǎng)8、王窯長(zhǎng)6、白馬長(zhǎng)8、盤古梁長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙度平均為12.7%,滲透率為2×10-3μm2,具有低孔、特低滲特征;莊40長(zhǎng)6、沿25長(zhǎng)6、董志長(zhǎng)8、莊19長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度為10.5%,滲透率為0.39×10-3μm2,具有低孔、超低滲特征(表1)。2溶孔-粒間孔機(jī)理隨儲(chǔ)層內(nèi)部孔道儲(chǔ)層物性是對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的反映,造成不同低滲透油藏物性差別的主要原因是微觀孔隙結(jié)構(gòu)的差異。不同儲(chǔ)層具有不同的孔隙結(jié)構(gòu)特征,特低滲、超低滲儲(chǔ)層面孔率逐漸變小,喉道逐漸變細(xì),孔喉配位數(shù)逐漸變少,連通性及迂回度逐漸變差(圖1),溶孔-粒間孔在特低、超低滲透儲(chǔ)層中所占比例逐漸變少,微孔所占比例逐漸增加。雖然溶孔-粒間孔的發(fā)育對(duì)提高孔隙度不是很明顯,但是對(duì)滲透率的提高很明顯,微孔可以增加孔隙度,但對(duì)滲透率沒有任何貢獻(xiàn)?？紫督Y(jié)構(gòu)參數(shù)是對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的定量表征,通過鑄體薄片、壓汞曲線等可以得到大量的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)。特低滲透儲(chǔ)層的溶孔-粒間孔組合相對(duì)發(fā)育,微孔相對(duì)較少,排驅(qū)壓力和中值壓力相對(duì)較低,平均分別為0.9MPa和5.2MPa,中值半徑較大,平均為0.2μm;超低滲儲(chǔ)層溶孔-粒間孔組合面孔率相對(duì)較低,微孔所占面孔率增多,排驅(qū)壓力和中值壓力相對(duì)較高,平均分別為2.2MPa和9.0MPa,中值半徑較小,平均為0.13μm(表2)。3低滲透儲(chǔ)層材料把同一層位的恒速壓汞、鑄體薄片、掃描電鏡相結(jié)合,從微觀和定量的角度來分析低滲透儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的主要影響因素(表3)。從圖1、表3可以看出,2類低滲透油藏的填隙物有一定的變化規(guī)律,隨著填隙物的增加,孔隙結(jié)構(gòu)變差,且受填隙物類型及其含量的影響。(1)特低滲透油藏填隙物平均含量為11.5%,以綠泥石、碳酸鹽巖膠結(jié)物為主,伊利石含量相對(duì)較少。由于碎屑顆粒表面有一層綠泥石黏土膜堵塞了孔喉,在一定程度上使儲(chǔ)集空間變小,使流體的滲流空間變得很窄,同時(shí),也減輕了機(jī)械壓實(shí)作用對(duì)孔隙的損害,保存了一定的粒間殘余孔。由于綠泥石膜的厚度不同,導(dǎo)致喉道半徑變化也較大,喉道分布范圍較廣,主要分布在0.2～4.5μm,但喉道整體較細(xì),峰值出現(xiàn)在0.6～1.2μm的區(qū)域(圖2)。(2)超低滲透油藏填隙物含量較多,平均含量為14.1%,以伊利石、綠泥石、碳酸鹽巖膠結(jié)物為主,特別是伊利石,平均含量達(dá)3.4%,伊利石常呈片狀、毛發(fā)狀、搭橋狀,在孔隙中形成網(wǎng)絡(luò)狀的分布,使原來的粒間孔隙被肢解切割,變得迂回曲折,導(dǎo)致大量微孔的產(chǎn)生,并使喉道變得更加細(xì)小。同時(shí),喉道半徑主要分布在0.2～2.0μm,峰值出現(xiàn)在0.4～0.8μm。且纖維狀伊利石具有很大的比表面,在這些微細(xì)孔隙中地層水基本以束縛水的形式存在,導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變差(圖2)。碳酸鹽巖膠結(jié)物在研究區(qū)低滲透儲(chǔ)層中含量較高,主要有成巖早期、成巖晚期2種成因。成巖早期的碳酸鹽巖膠結(jié)物以方解石為主,對(duì)儲(chǔ)層有雙重影響,在充填孔隙減少孔隙空間的同時(shí)也為后期的次生溶蝕孔隙的產(chǎn)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ);成巖晚期的碳酸鹽巖膠結(jié)物以鐵方解石為主,對(duì)儲(chǔ)層物性只起破壞性作用。4儲(chǔ)層油松飽和度偏高莊58井區(qū)在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中孔隙度的平均值為13.9%,氣測(cè)滲透率的平均值為1.34×10-3μm2,原油飽和度達(dá)到56.22%,但在開發(fā)過程中,大量產(chǎn)水而不出油。通過分析認(rèn)為,儲(chǔ)層中綠泥石膠結(jié)物較發(fā)育,如果綠泥石較薄,會(huì)利于粒間孔的保存,但是該區(qū)綠泥石膜厚度為60μm,加之研究區(qū)原油黏度較大,導(dǎo)致綠泥石膜吸附原油后變得更厚,從而儲(chǔ)層中大量的孔隙被綠泥石膜及吸附的重油所占據(jù),而孔隙中央僅有部分殘存的孔隙(圖3a、b),并且測(cè)井上解釋的含油飽和度包括吸附在綠泥石膜上的重油,而這部分重質(zhì)油是不可動(dòng)的,造成測(cè)井解釋時(shí)含油飽和度偏高。通過核磁共振實(shí)驗(yàn),當(dāng)橫坐標(biāo)T2弛豫時(shí)間(即氫核的橫向弛豫時(shí)間大于11.57ms)時(shí),孔隙中的流體為可動(dòng)流體。因此,當(dāng)T2弛豫時(shí)間大于11.57ms時(shí)各點(diǎn)的縱坐標(biāo)幅度占累積幅度的比即為可動(dòng)流體飽和度。核磁實(shí)驗(yàn)表明,該儲(chǔ)層的可動(dòng)流體飽和度平均值只為39.64%,可動(dòng)流體孔隙度僅為4.8%(圖3c),可動(dòng)流體孔隙度和可動(dòng)流體飽和度都大大低于同等物性的儲(chǔ)層。這就是該儲(chǔ)層物性含油性較好、在生產(chǎn)中大量產(chǎn)水而不出油的原因。5儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)影響因素(1)孔隙結(jié)構(gòu)是決定儲(chǔ)層物性的內(nèi)因,低滲透儲(chǔ)層喉道較小,孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,整體物性較差。特低滲透儲(chǔ)層由于溶孔-粒間孔較發(fā)育,喉道半徑大于超低滲儲(chǔ)層,排驅(qū)壓力、中值壓力小于超低滲儲(chǔ)層。(2)填隙物類型及含量是影響孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素之一。特低滲透儲(chǔ)層填隙物含量為11.5%,以綠泥石、碳酸鹽巖膠結(jié)物為主。泥石和方解石對(duì)儲(chǔ)層都有雙重影響,適量的綠泥石薄膜、利于粒間孔的保存,早期成因的方解石,可為溶蝕作用的進(jìn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。(3)超低滲透儲(chǔ)層填隙物含量達(dá)14.1%,以伊利石、綠泥石、碳酸鹽巖膠結(jié)物為主。綠伊利石和鐵方解石對(duì)儲(chǔ)層物性只起破壞性作用,纖維狀伊利石使原來的孔隙被肢解切割,變得