大庆油田开发过程中储层变化研究

大庆油田开发过程中储层变化研究

石工10-2班宋倩兰 2010021205

一，大庆油田勘探资源简介

大庆油田是世界上为数不多的特大砂岩型油田。南北长138公里，东西长73公里，面积约为6000平方公里，由萨尔图、杏树岗、喇嘛甸、朝阳沟等48个规模不等的油田组成。主要包括东北和西北两大探区，共计14个盆地，登记探矿权面积23万平方公里。油层分布（从上至下）： 1、黑帝庙 2、萨尔图 3、葡萄花4、高台子 5、扶余 6、杨大城子。

二，大庆油田储层特点简介

1，构造特征：据葡萄花油层一组顶面构造图可知，大庆长垣是有七个背斜构造组成的背斜构造带，各局部构造之间有鞍部分隔。自北而南七个构造是喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、太平屯、高台子、葡萄花、敖包塔。整个长垣构造带成近北北东方向延伸，南北长约145km，东西宽6~30km，具有北窄南宽的特点。

2，油气水性质：原油：相对密度中等，粘度较高，凝固点较高，含蜡量较高，含硫量低，含胶量中等。天然气：相对密度较高，乙烷以上的重烃组分含量较高，丙烷含量较高，氮气含量较低，二氧化碳、硫化氢气体含量低，甲烷含量较低，此外还有微量氦气。地层水：属于中—低矿化度的碳酸氢钠型水，pH在7~9之间。

三，大庆油田注水开发过程中储层岩石表面性质的变化及影响因素

在油田注水开发过程中，储层岩石表面性质的变化与原油中极性物质的含量及储层岩石中粘土矿物含量、组成有着密切的关系。油层岩石表面性质是控制油水微观分布的主要因素。国内外有关方面研究结果表明，造成岩石表面性质变化因素除与含水饱和度变化、岩石中粘土矿物、组成有关外，还取决于原油中极性物质含量变化。国内有关学者认为在原始水饱和度小于35% 时, 储层岩石表面性质偏亲油，水饱和度大于35% 时，表现为亲水。

随着含水饱和度增加，亲水程度也增加。润湿性变化的原因是注入水长期的冲刷和浸泡。大庆油田是采取早期内部切割注水方式开采的，由于注入水中含有微量的生物元素、细菌和溶解氧，储层中原油难于逃脱介质的氧化，而使原油烃类中环烷酸、碳基、胶质和沥青质含量发生变化。因此研究油田不同含水期岩石表面性质变化，对于探讨油和水在岩石中分布状况、含量，揭示油藏在注水开发过程中变化特征，指导油田不同阶段开发，提高油田采收率有着十分重要的意义。

储层胶结物中拈土矿物含量、组成对储层岩石、表面性质、润湿性有一定的影响。据文献报道，储层岩石颗拉间胶结物中的枯土矿物，易于吸附原油中带有极性的有机物质，而使油层具有亲油的性质。

粘土矿物由于颗粒很细而有很大的比表面, 一般高岭石的比表面积为15米2/克, 伊利石为90米2/克, 蒙脱石为800米2/克。因粘土矿物表面存在很多的断键，极性有机分子及交换性阳离子可以与粘土表面断键上的离子呈配位结合，所以粘土矿物吸附能力随着比表面积增大而增大，这种被吸附的有机分子或离子，它们可以多种形式与粘土矿物结构旧连接。

四，大庆油田开发过程中储层介质和流体的变化

由于压力对地层流体参数的影响，以及地层流体在渗流速度（压力梯度）变化时，流体组份与性质，流体和岩石表面作用力对渗流过程产生的影响，使低渗透油藏在注水开发过程中，介质在变应力作用下会产生在弹—塑性变形。高含蜡、含胶质原油具有流变性。油藏内形成的胶凝结构，动态显示弹—塑性驱特征。总结如下：（1）大庆东部低渗透油藏储层泥质含量高, 在变应力作用下存在弹- 塑性变形. 高含蜡、含胶质原油为具有流变性的非牛顿流体, 水侵后的部分泥质在油藏内形成胶凝结构, 加大了渗流阻力。（2）在注水开发过程中, 低渗透油藏内形成的胶凝结构随着压力而变化, 其动态显示出弹- 塑性驱动的特点。

五，大庆油田注水开发后期储层性质的变化

1，储层岩性的变化

（1）粘土矿物。注入水对粘土矿物的作用主要有两种, 一是水化作用, 另一个是机械搬运与聚积作用。注水过程中储层内水敏性强的粘土矿物吸水膨胀, 原来的矿物结构遭到破坏。因此, 水驱后储层中孔道中心的粘土矿物被冲散、冲走, 在微孔隙处富集。由于注入水总是沿着物性好、渗透性好的部位流动, 这样就使原来粘土矿物少的部位水驱后粘土矿物变得更少, 而原来物性差、分选差的部位粘土矿物含量变得更多, 结果是粗孔道更加通畅,细孔道更容易被堵塞, 从而使两者的差距加大。通过电镜扫描方法可以看到水驱后的岩样粘土含量的变化特征。从电镜扫描照片看到,未水淹的岩样颗粒表面、孔道表面都由比较丰富的粘土覆盖, 在喉道处还有团块的粘土矿物堆积, 高岭石的书页状结构完整, 排列整齐。经过水驱后, 从电镜照片上看到覆盖在孔道表面的粘土大量地减少, 特别在大孔道表面处粘土被水洗得相当干净。附着在长石颗粒表面的高岭石被溶解, 高岭石晶形很差。

（2）岩石骨架。除粘土矿物外, 注入水对组成岩石骨架的矿物也产生影响, 最常见的是溶蚀作用。虽然储层中矿物的溶解度很低, 但是长期积累的效果对整个储层而言也不可忽视, 溶蚀作用的结果是水淹层的孔隙结构发生变化、孔隙度增大。尤其是高渗透条带, 注入介质所造成的冲刷、溶解现象更为严重, 颗粒被溶蚀成破碎的蛛网状, 只有稳定性较强的晶格骨架才能残存下来。

2，储层物性的变化

（1）储层孔隙度变化。在注入水的冲刷下, 由于岩性变化、岩石骨架变化导致岩石孔隙度增大。室内岩心冲刷实验表明, 岩心孔隙度比冲刷前有所增大。（2）储层渗透率变化。已有的取心井岩心分析结果表明, 长期注水开发后, 大庆长垣的储层渗透率普遍增大。然而, 室内冲刷实验数据显示, 地层渗透率在水驱后增大、减小的情况均有发生, 只是发生增大的频率较多。在实际条件下, 注水井与产出井之间由于地层的非均质性、流体的流动速度不同及岩性的差异,不同岩石中的微粒对注入速度增加的反应不同, 有的反应甚微, 则岩石对流动速度不敏感; 有的岩石当流体流速增大时, 表现出渗透率明显下降。因此, 地层的渗透率变化是受岩性、注入速度等条件限制的, 可能增大也可能减小。储层物性变化总的趋势是地层的非均质性更加严重。

3，储层润湿性变化

油层岩石表面的润湿性分为亲油、亲水和中性三种。在亲水岩石中, 水是润湿相, 油是非润湿相; 而在亲油岩石中, 油是润湿相, 水是非润湿相。润湿相总是附着