劉桂玲，劉 辛，林式微

(中國(guó)石化江蘇油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

隨著江蘇油田勘探程度的不斷深入，近幾年新增探明儲(chǔ)量中，低滲致密油藏儲(chǔ)量占了相當(dāng)大的比例。由于受地面、地下條件的限制，這類儲(chǔ)量中相當(dāng)一部分油藏由于儲(chǔ)層物性差，開(kāi)發(fā)投資大，難以有效開(kāi)發(fā)動(dòng)用。為了有效開(kāi)發(fā)江蘇低滲致密儲(chǔ)層，開(kāi)展低滲致密砂巖儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)研究工作有著重要意義。

1 地質(zhì)特征

江蘇低滲致密砂巖油藏地質(zhì)特征主要表現(xiàn)為:

(1)構(gòu)造破碎，含油面積小，儲(chǔ)量規(guī)模小，儲(chǔ)量豐度低且分布零散。已發(fā)現(xiàn)的油藏絕大多數(shù)與斷層遮擋成藏有關(guān)，斷塊構(gòu)造破碎且含油面積小，含油面積小于0.8 km2的斷塊占60%，含油面積最小的僅0.08 km2。平均每個(gè)斷塊儲(chǔ)量不到60×104t。斷塊儲(chǔ)量豐度低，儲(chǔ)量豐度最低的不到15×104t/km2。

(2)儲(chǔ)層多為三角洲前緣末端沉積，以薄互層的席狀砂為主，油藏埋深較大。目前發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)層多為三角洲前緣末端沉積，以薄互層的席狀砂為主，少有河道砂體，儲(chǔ)層物性很差;已探明致密油儲(chǔ)量平均埋深2 800 m，埋深大于3 000 m的儲(chǔ)量占40.3%。

(3)原油性質(zhì)相對(duì)好，多為低－中等粘度的輕質(zhì)油。92%的斷塊均為輕質(zhì)油，其余為中質(zhì)油，沒(méi)有重質(zhì)油。

(4)儲(chǔ)量落實(shí)程度低。已探明未動(dòng)用致密油儲(chǔ)量落實(shí)程度不高，構(gòu)造和產(chǎn)能均需進(jìn)一步落實(shí)。

與其他油田相比由于江蘇油田低滲致密儲(chǔ)層的孔隙度相對(duì)偏高，但可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)相對(duì)偏低，在一定程度上影響了滲流能力，影響了對(duì)儲(chǔ)層的直觀有效評(píng)價(jià);江蘇油田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，落實(shí)程度相對(duì)低，斷塊碎小，規(guī)模效益差，影響著有序動(dòng)用的決策。

2 開(kāi)采特征

對(duì)江蘇油田試采井和已開(kāi)采低滲致密區(qū)塊進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其開(kāi)采特征表現(xiàn)為:

(1)自然產(chǎn)能低，生產(chǎn)壓差大，壓裂后增產(chǎn)幅度大。由于巖性致密，孔喉細(xì)小，滲流阻力大，導(dǎo)致油井自然產(chǎn)能低，單井產(chǎn)能一般低于2 t/d，有的甚至不出油，但大多數(shù)致密油藏在壓裂改造后初期增產(chǎn)幅度在3倍以上。

(2)采用天然能量方式開(kāi)采，壓力下降快，產(chǎn)量遞減快。油藏天然能量不足，產(chǎn)量遞減也較大，一次采收率較低。從試采井的初期產(chǎn)量遞減情況來(lái)看，試采前半年的平均遞減率達(dá)到42.9%，最大地區(qū)超過(guò)50%。試采第一年的平均遞減率達(dá)到62.3%，最高的超過(guò)了80%。試采第二年的遞減率仍然超過(guò)40%，與勝利、華北等油田相比遞減明顯偏大。

(3)注水井吸水能力差，注水壓力高，注水困難。由于受啟動(dòng)壓力高、儲(chǔ)層敏感性強(qiáng)等因素的影響，注水井吸水能力差，往往隨著注水開(kāi)發(fā)的深入，矛盾日益加劇，甚至注不進(jìn)水。

3 低滲致密砂巖儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)技術(shù)

3.1 評(píng)價(jià)方法

儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)牽涉到諸多參數(shù)，且很多因素間具有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，各因子之間并不相互獨(dú)立，其間存在不確定性的相互影響，很難用精細(xì)的線性數(shù)學(xué)方法進(jìn)行定量表征。因此本次研究選用模糊綜合評(píng)價(jià)法［1，2］開(kāi)展致密油藏區(qū)塊儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)。

3.2 評(píng)價(jià)參數(shù)的選取

低滲致密砂巖儲(chǔ)層能否實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)，取決于關(guān)鍵參數(shù)的大小。關(guān)鍵參數(shù)的選擇應(yīng)能充分體現(xiàn)儲(chǔ)層內(nèi)部的非均質(zhì)性，反映出儲(chǔ)層質(zhì)量的空間分布［3］。結(jié)合江蘇已發(fā)現(xiàn)低滲致密儲(chǔ)層的特點(diǎn)，選擇的關(guān)鍵參數(shù)主要包括5大類:①巖石學(xué)參數(shù)，如巖石的成分、敏感性、可壓性等，②常規(guī)物性參數(shù)，如孔隙度和滲透率等。③儲(chǔ)層滲流特征參數(shù)。如原油粘度、平均孔喉半徑、主流動(dòng)吼道半徑、可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)以及啟動(dòng)壓力梯度等。④油藏宏觀參數(shù)，如面積、儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量、埋深等。⑤千米井深初期自然日產(chǎn)油。

圖1 不同滲透率級(jí)別巖心喉道半徑分布對(duì)比

(1)孔隙度、滲透率、原油粘度是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層優(yōu)劣最基礎(chǔ)的指標(biāo)。但對(duì)評(píng)價(jià)低滲致密儲(chǔ)層遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須充分考慮微觀滲流參數(shù)。

(2)喉道半徑是影響滲流能力大小的關(guān)鍵指標(biāo)。從江蘇11個(gè)油田31個(gè)樣品進(jìn)行恒速壓汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，不同滲透率儲(chǔ)層孔道半徑差別不大，滲透率相差2個(gè)數(shù)量級(jí)的巖心的主體孔道半徑均為100～150 μm，且其孔道半徑分布曲線均近似呈正態(tài)分布，反映出儲(chǔ)層微觀孔道發(fā)育特征對(duì)滲透率的影響較小。但不同滲透率儲(chǔ)層喉道半徑分布相差較大，主要分布在1～4 μm之間。說(shuō)明巖樣的滲流能力主要受喉道半徑所控制(圖1)。從相同滲透率級(jí)別的樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析來(lái)看，平均喉道半徑也是有差異的(圖2)。說(shuō)明物性相同的儲(chǔ)層滲流能力是有差異的，必將導(dǎo)致開(kāi)發(fā)效果的差異［4］。因此，喉道半徑是反映儲(chǔ)層滲流能力大小的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。

圖2 相同滲透率級(jí)別巖心喉道半徑分布對(duì)比

(3)可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)也是反映此類儲(chǔ)層滲流能力大小的關(guān)鍵指標(biāo)。從江蘇8個(gè)油田60塊致密儲(chǔ)層的樣品可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)研究結(jié)果來(lái)看，可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)主要分布在10%～60%之間?？蓜?dòng)流體百分?jǐn)?shù)隨滲透率、孔隙度的增大而增大，但是對(duì)于滲透率較低的儲(chǔ)層，特別是滲透率小于3×10－3μm2的儲(chǔ)層相關(guān)性不是很好(圖3)。這種差異必然導(dǎo)致相同滲透率的儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)效果的差異，也說(shuō)明對(duì)這類儲(chǔ)層孔隙度與滲透率已不能全面反映儲(chǔ)層的滲流能力的大小，必須考慮可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)的高低。

圖3 可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)與滲透率孔隙度的關(guān)系

(4)啟動(dòng)壓力梯度大小是反映致密砂巖儲(chǔ)層滲流能力大小的又一關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)江蘇13個(gè)油田32塊樣品進(jìn)行了水測(cè)啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，啟動(dòng)壓力梯度與滲透率存在如下關(guān)系:

當(dāng)滲透率小于1×10－3μm2啟動(dòng)壓力梯度急劇增大，說(shuō)明巖石滲透率越小，喉道越細(xì)，巖石喉道壁粘附的邊界層厚度占喉道半徑的比例就越大;孔隙中過(guò)流面積越小，驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)所需克服的阻力越大，啟動(dòng)壓力梯度也就越大，滲流能力就越低。因此，對(duì)超低滲儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)難度加大，啟動(dòng)壓力不容忽視。

(5)低滲致密儲(chǔ)層的敏感性在一定程度上決定了注水開(kāi)發(fā)的效果。江蘇低滲致密儲(chǔ)層大多速敏、堿敏性損害不明顯，但水敏、酸敏性損害較大，部分地區(qū)達(dá)到80%以上。大多儲(chǔ)層有一定的應(yīng)力敏感性，壓力敏感性傷害主要表現(xiàn)在有效壓力增加的初期階段。致密儲(chǔ)層的敏感性不容忽視。

(6)儲(chǔ)量規(guī)模、儲(chǔ)量豐度、可采儲(chǔ)量及油藏埋深反映了油藏宏觀上的規(guī)模效益，而千米井深初期日產(chǎn)綜合反映了儲(chǔ)層的滲流能力，在綜合評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮。為此，結(jié)合江蘇復(fù)雜小斷塊低滲致密砂巖儲(chǔ)層的油藏特征、儲(chǔ)層特征與產(chǎn)能特征，優(yōu)選了12個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，形成低滲致密砂巖儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系(圖4)。

圖4 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.3 評(píng)價(jià)參數(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的制定與權(quán)重的確定

以江蘇油田已發(fā)現(xiàn)致密油藏區(qū)塊地質(zhì)指標(biāo)參數(shù)為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)已有地質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［5、6］，確定了江蘇低滲致密儲(chǔ)層各個(gè)參數(shù)分類指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(表1～表12)。

表1 儲(chǔ)量參數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn) 104m3

表2 儲(chǔ)量豐度分類標(biāo)準(zhǔn) 104m3/km2

表3 可采儲(chǔ)量分類標(biāo)準(zhǔn) 104m3

表4 有效孔隙度分類標(biāo)準(zhǔn) %

表5 滲透率分類標(biāo)準(zhǔn) 10－3μm2

表6 油藏中深分類標(biāo)準(zhǔn) m

表7 地面原油黏度分類標(biāo)準(zhǔn) mPa·s

表8 喉道半徑分類標(biāo)準(zhǔn) μm

表9 敏感性分類標(biāo)準(zhǔn)

表10 千米井深日產(chǎn)油量分類標(biāo)準(zhǔn) t/(d·km)

表11 可動(dòng)流體飽和度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) %

表12 啟動(dòng)壓力梯度分類標(biāo)準(zhǔn) MPa/m

利用嶺型分布函數(shù)獲得各待評(píng)價(jià)區(qū)塊各指標(biāo)單因素評(píng)價(jià)矩陣。運(yùn)用層次分析法計(jì)算各個(gè)因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象影響的相對(duì)重要程度，依次確定各因素的權(quán)重系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)圖5所示。根據(jù)上述方法分別獲得油藏、儲(chǔ)層、動(dòng)態(tài)三類綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣，根據(jù)綜合權(quán)重求得最終評(píng)價(jià)矩陣，最總將儲(chǔ)層分為五類Ⅰ類為相對(duì)好的儲(chǔ)層，Ⅱ類為相對(duì)較好的儲(chǔ)層，Ⅲ類是中等儲(chǔ)層，Ⅳ類是較差儲(chǔ)層，Ⅴ類是差儲(chǔ)層。

圖5 各指標(biāo)權(quán)重

3.4 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)確定的各類參數(shù)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)和模糊綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)已探明未開(kāi)發(fā)區(qū)塊分別獲得油藏、儲(chǔ)層、動(dòng)態(tài)三類綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣，根據(jù)綜合權(quán)重求得最終評(píng)價(jià)矩陣。從評(píng)價(jià)結(jié)果綜合分析看，江蘇油田已發(fā)現(xiàn)未動(dòng)用致密油藏主要以Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層為主(圖6)，占91.9%，開(kāi)發(fā)難度較大。

圖6 致密儲(chǔ)層綜合分類結(jié)果

3.5 實(shí)例分析

HZ油田H10斷塊油藏埋深3 320 m，上報(bào)探明儲(chǔ)量237×104t，儲(chǔ)層平均孔隙度13%，平均滲透率3.0 ×10－3μm2，主流喉道半徑 1.7 μm，啟動(dòng)壓力梯度0.085 MPa/m，可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)49%。根據(jù)儲(chǔ)層特征地質(zhì)值以及相應(yīng)的參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，利用嶺型分布函數(shù)獲得各指標(biāo)單因素評(píng)價(jià)矩陣:

探明 儲(chǔ) 量 (0.00391，0.269，0.46，0.257，0.011);

儲(chǔ)量 豐 度 (0.0067，0.099，0.427，0.375，0.093);

可采儲(chǔ)量(0.0056，0.07，0.225，0.369，0.329)

有效 孔 隙 度 (0.148，0.408，0.315，0.112，0.017);

滲透率(0.16，0.338，0.279，0.177，0.046);

油 藏 中 深 (0.071，0.454，0.366，0.102，0.0067);

地面原油黏度 (0.059，0.22，0.291，0.308，0.122);

吼道半徑(0.074，0.34，0.361，0.192，0.033);

千米井深日產(chǎn)油量 (0.058，0.282，0.297，0.223，0.04);

可動(dòng)流體飽和度(0.037，0.211，0.373，0.313，0.067);

啟動(dòng)壓力梯度(0.034，0.344，0.356，0.209，0.057);

敏感性(0.111，0.216，0.399，0.185，0.089);

根據(jù)確定的各類參數(shù)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)和模糊綜合評(píng)價(jià)方法，分別獲得油藏、儲(chǔ)層、動(dòng)態(tài)三類綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣:

油藏參數(shù)指標(biāo)(0.059，0.165，0.264，0.264，0.248);

儲(chǔ)層參數(shù)指標(biāo)(0.173，0.258，0.258，0.215，0.096);

動(dòng)態(tài)參數(shù)指標(biāo)(0.153，0.392，0.324，0.121，0.011)。

根據(jù)綜合權(quán)重求得最終評(píng)價(jià)矩陣:(0.129，0.26，0.241，0.186，0.184)。因此綜合評(píng)價(jià) H10 斷塊儲(chǔ)層屬于Ⅳ類，開(kāi)發(fā)動(dòng)用有一定的難度，需要加強(qiáng)工藝技術(shù)攻關(guān)。

4 結(jié)論與建議

(1)江蘇油田低滲致密油藏儲(chǔ)量規(guī)模小，豐度低，開(kāi)發(fā)難度較大，開(kāi)發(fā)前應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)研究。

(2)從各影響因素來(lái)看，油藏參數(shù)指標(biāo)中，儲(chǔ)量豐度和可采儲(chǔ)量規(guī)模對(duì)儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)的影響程度較大;儲(chǔ)層參數(shù)指標(biāo)中，滲透率、喉道半徑，可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)、啟動(dòng)壓力梯度影響程度較高。因此，對(duì)低滲致密儲(chǔ)層微孔隙結(jié)構(gòu)研究及微觀滲流特征研究就顯得尤為重要。

(3)從目前江蘇已探明未動(dòng)用低滲致密儲(chǔ)量?jī)?chǔ)層綜合評(píng)價(jià)分級(jí)結(jié)果來(lái)看，主要以Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層為主，開(kāi)發(fā)難度較大，開(kāi)發(fā)前應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)研究，把風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

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