致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发的地质主控因素差异

致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发得地质主控因素差异

随着世界油气工业勘探开发领域从常规油气向非常规油气延伸,非常规油气得勘探与研究日益受到重视。20 世纪９0年代以来,中国出现深盆气、根源气、深盆油、向斜油、非稳态成藏、致密油、致密气、页岩气、页岩油、源岩油气等概念、油气地质基础研究呈现出由常规油气向非常规油气发展得新趋向(图1)、

图1 中国陆上主要非常规油气有利区分布图(据邹才能等,２01３C) 致密油就是一种重要得非常规资源,就是指夹在或紧邻优质生油系得致密储层中,未经过大规模长距离运移而形成得石油聚集,就是与生油岩系共生或紧邻得石油资源。储层致密、油气在运移、聚集、成藏等方面与常规砂岩油藏存在较大差异,导致致密砂岩油藏与常规砂岩油藏开发上地质主控因素存在较大差异,本文主要从储层特征、流体性质、边界条件进行简要分析、

一、储层特征

非常规油气储层以纳米、微米孔喉为主,微观孔喉结构复杂,决定了其低孔低渗得储集特征,控制了油气聚集机制、富集规律等基本地质特征。

(一)储层质量

１、宏观

致密砂岩储层以纳米级孔喉系统为主,导致其储层致密物性较差,一般孔隙度小于10%,渗透率小于０。1ｍD,而常规砂岩储层物性相对较好,如表１-１、

致密砂岩油藏储层总体致密就是其与常规油气储层得最大区别。

表１－1 致密砂岩储层与常规砂岩储层宏观储层质量对比

致密储层常规储层

⏹纳米级孔喉系统导致储集

层致密、物性差,一般孔隙

度小于1０％,

⏹渗透率小于０.1mD

⏹孔隙度

特高孔隙度≥30％

高孔隙度３0％～２5%

中孔隙度２5％~１5%

低孔隙度１5%~１0%

⏹渗透率

特高渗≥2000mD、高渗2０00～５00mＤ

中渗500~5０mＤ、低渗50～10mＤ

特低渗小于1０mD

2。微观

(1)孔隙结构

孔隙结构:岩石中所具有得孔隙与喉道得几何形状、大小、分布及其相互连通得关系。微米与纳米尺度就是通过扫描电镜与微—纳米CT扫描可以识别得微观孔隙形态与空间特征,如图1-1、

图1—1 微观孔隙形态与空间特征(据于清艳,2０1５)

非常规油气储层孔隙微观结构复杂,孔喉多小于1μm。

表1－2非常规油气致密砂岩储层与常规油气砂岩储层特征对比表

非常规油气砂岩储层与常规油气致密砂岩储层特征对比表明(表１-2),非常规油气致密砂岩储层岩石组分中缺少抗压程度得石英矿物,并多处于中、晚成岩阶段,故以次生孔隙为主,喉道呈席状、弯曲片状,连通差(图3ａ);孔隙度为3%～１0％,渗透率多小于1ｍD。而常规油气砂岩储层岩石组分具有石英含量高、长石、岩屑含量低得特征,成岩阶段较早,多早于中成岩 B 期,压实程度较弱,保存原生孔隙,孔隙以短喉道连接,连通性较好;孔隙度范围处于1０%～30%,渗透率多大于1ｍD。

(2)孔隙类型

非常规致密储层孔隙类型多样,既有粒间溶蚀微孔、粒间原生微孔、粒内原生微孔,也存在有机质微孔与晶间微孔、微裂缝等多种类型;孔喉大小以纳米级为主,但也存在微米级、毫米级微孔或微裂缝。

(二)储层非均质性

储层非均质性指油气储层由于在形成过程中受成岩作用、构造作用与沉积环境得影响,在空间分布及内部各种属性上都存在得不均匀得变化、

这种不均匀变化具体地表现在储层岩性、物性、含油性及微观孔隙结构等内部属性特征与储

层空间分布等方面得不均一性。形成储层层内、平面与层间得非均质性。

主要从成岩作用、构造作用与沉积环境三方面分析致密砂岩储层与常规砂岩储层非均质性差异。

❖成岩:致密砂岩储层成岩作用强烈,压实作用尤为突出,储层岩石中抗压组分较少,使得孔隙结构复杂,增加了储层得非均质程度

❖构造:天然裂缝相对发育,岩性坚硬致密,存在不同程度得天然裂缝系统,一般受区域性地应力得控制,具有一定得方向性。

❖沉积环境:常规油气资源主要分布在冲积扇、扇三角洲、河流以及正常三角洲等粗粒沉积体系中;非常规油气资源赋存在大型湖盆得细粒三角洲前缘、前三角洲与湖相泥页岩等细粒沉积体系(图1-2)。

图1—2 常规油气粗粒沉积与非常规油气细粒沉积分布模式图(据邹才能,2015) (三)储层敏感性

储层孔隙结构复杂,喉道小,泥质含量高,水敏、酸敏、速敏严重,导致开采过程中易受伤害,损失产量可达３０％～５0％。(据邹才能、中国非常规油气勘探开发与理论技术进展,２0１5年) 二、流体渗流方式

非常规致密砂岩储层油气聚集过程中,呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度,常规砂岩

储层中流体则遵循达西渗流(表2－1)。

表2—１非常规致密砂岩储层与常规砂岩储层流体渗流方式对比

储层类型渗流特征影响

非常规致密储层

非常规油气渗流机理受孔渗条件

与含水饱与度控制,聚集过程中,

存在达西流与低速非达西流双重

渗流机理,广泛存在非达西渗流

现象。

致密储层非达西渗流机制决定了

油驱水阻力大、含油饱与度低得特

点,需要人工压裂注气液,增加驱

替力,形成有效开采得流动机制。

常规储层

在常规油气储层中,微米级及其

以上级别孔喉就是主要得储集空

间,遵循达西渗流。

常规开采方式

致密油气具有滞流、非线性流、拟线性流3段式流动机理。

图2-1非常规致密储层流动过程与机理模式图(据邹才能,201５) 以四川盆地侏罗系致密油为例,在运聚渗流实验得流速范围内,渗流曲线由平缓过渡得两段组成,较低渗流速度下得上凹型非线性渗流曲线与较高流速下得拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩