嚴(yán)申斌，伍銳東

(中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司，上海 200335)

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西湖凹陷HY構(gòu)造帶低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

嚴(yán)申斌，伍銳東

(中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司，上海 200335)

在恒速壓汞實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)西湖凹陷HY構(gòu)造帶低滲砂巖氣藏儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究，明確了儲(chǔ)層微觀孔隙和喉道半徑大小及分布情況，對(duì)不同滲透率級(jí)別的低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：喉道分布特征是HY構(gòu)造帶低滲儲(chǔ)層滲流能力的主控因素，主流喉道半徑對(duì)滲透率起主要控制作用，二者存在較好的相關(guān)關(guān)系；HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)低滲儲(chǔ)層主流喉道半徑差異明顯，其中C區(qū)儲(chǔ)層喉道分布范圍窄，滲流能力弱，開發(fā)難度大；A區(qū)喉道分布范圍寬，滲流能力強(qiáng)，開發(fā)難度較??；B區(qū)次之。

西湖凹陷；低滲儲(chǔ)層；微觀孔隙結(jié)構(gòu)；喉道半徑；滲流能力

近年來我國(guó)天然氣探明儲(chǔ)量中低滲透氣藏儲(chǔ)量所占的比例逐年增加，而且隨著開發(fā)技術(shù)的突破，低滲氣藏產(chǎn)量也持續(xù)較快增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2030年低滲氣藏產(chǎn)量將達(dá)到1 000×108m3，在全國(guó)天然氣總產(chǎn)量中的占比超過1/4[1-3]。因此，低滲氣藏的開發(fā)將會(huì)越來越受到行業(yè)的重視。

西湖凹陷位于我國(guó)近海海域，近幾年隨著勘探工作的深入，在西湖凹陷發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的低滲天然氣儲(chǔ)量，HY構(gòu)造帶即為其中之一。據(jù)最新的估算結(jié)果，西湖凹陷低滲氣藏資源潛力巨大，約占凹陷內(nèi)天然氣總資源量的80%[4]。低滲氣藏儲(chǔ)層物性差、儲(chǔ)量豐度低、儲(chǔ)層容易受到傷害，開發(fā)難度大。本文針對(duì)低滲氣藏自身特征，在恒速壓汞實(shí)驗(yàn)手段基礎(chǔ)上，分析HY構(gòu)造帶低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征，探尋影響低滲儲(chǔ)層滲流能力的主控因素，為HY構(gòu)造帶低滲氣藏開發(fā)有利區(qū)指明方向。

1　儲(chǔ)層物性特征

HY構(gòu)造帶位于西湖凹陷西次凹，是一個(gè)大型洼中隆背斜圈閉，低滲氣藏主要發(fā)育于古近系漸新統(tǒng)花港組下段和始新統(tǒng)平湖組。儲(chǔ)層埋藏深，滲透率小于1×10-3μm2的低滲氣藏埋深一般大于3 200 m，處于成巖B+C期，壓實(shí)作用強(qiáng)。砂巖成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度均中等，石英含量平均62%，巖性以長(zhǎng)石石英砂巖和巖屑石英砂巖為主，分選中-好，磨圓次棱-次圓狀。低滲儲(chǔ)層孔隙度為6%～12%，平均8.8%；滲透率為主要為(0.1～0.5)×10-3μm2，平均0.4×10-3μm2。根據(jù)西湖凹陷低孔滲氣藏所取巖心孔滲特點(diǎn)，將儲(chǔ)層分為4類，Ⅰ類：K>1×10-3μm2、φ> 11%，Ⅱ類：0.5×10-3μm2

2　儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

研究表明，儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征是影響西湖凹陷低滲儲(chǔ)層滲透性的關(guān)鍵因素[4]，因此弄清HY構(gòu)造帶低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征是該區(qū)低滲氣藏有效開發(fā)的首要任務(wù)。常規(guī)壓汞和恒速壓汞是研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的兩種主要手段。常規(guī)壓汞是以恒定進(jìn)汞壓力作為進(jìn)汞方式，其獲取的是某一級(jí)別孔喉所控制的體積，可根據(jù)孔喉半徑的飽和度給出孔喉分布，由于該飽和度分布既包括孔隙空間又包括喉道空間，因此難以給出準(zhǔn)確的喉道信息。而恒速壓汞采用恒定低速的進(jìn)汞方式，由于其實(shí)驗(yàn)過程是準(zhǔn)靜態(tài)過程，可以將孔隙與喉道區(qū)別開來，測(cè)量值更接近靜態(tài)毛細(xì)管壓力，得到的喉道半徑結(jié)果更接近真實(shí)情況，因此恒速壓汞在研究?jī)?chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)方面更有優(yōu)勢(shì)[5-7]。

表1　西湖凹陷HY構(gòu)造帶低孔滲氣藏儲(chǔ)層分類

恒速壓汞實(shí)驗(yàn)研究樣品來自HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)共計(jì)3個(gè)區(qū)塊5個(gè)層位的14塊巖樣，表2為測(cè)得的主要孔喉特征參數(shù)?；谶@些特征參數(shù)，先對(duì)不同滲透率巖樣的微觀孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了剖析，然后對(duì)不同區(qū)塊巖樣的微觀孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比。

表2　恒速壓汞巖心基礎(chǔ)參數(shù)

2.1不同滲透率巖心測(cè)試結(jié)果分析

圖1為HY構(gòu)造帶低滲儲(chǔ)層孔道半徑和喉道半徑分布頻率圖，由圖可知：不同滲透率巖心的孔道半徑分布相差不大，而喉道半徑卻相差很大，說明喉道分布特征是決定儲(chǔ)層滲流性質(zhì)的主要因素。如果儲(chǔ)層滲透率主要由較大的喉道所貢獻(xiàn)，那么流體的滲流通道大，滲流阻力小，滲流能力強(qiáng)，儲(chǔ)層的開發(fā)潛力大。反之，如果儲(chǔ)層滲透率主要由細(xì)小的喉道所貢獻(xiàn)，那么流體的滲流阻力就大，滲流能力弱，儲(chǔ)層的開發(fā)難度加大。

圖1　孔道半徑、喉道半徑分布頻率

從滲透率貢獻(xiàn)率與喉道半徑的關(guān)系來看，曲線峰值出現(xiàn)右移趨勢(shì)，說明滲透率貢獻(xiàn)主要來自于儲(chǔ)層中的大喉道(圖2)。滲透率小于0.1×10-3μm2時(shí)，喉道分布主要以小喉道為主，很少有半徑大于0.5 μm的喉道，開發(fā)難度較大；滲透率為(0.1～0.5)×10-3μm2時(shí)，雖然存在0.5 μm以下的喉道，但0.5～1.0 μm的喉道數(shù)目占有相當(dāng)大的比例，滲流能力明顯提高；滲透率大于0.5×10-3μm2時(shí)，喉道半徑小于1 μm的喉道所占比例很少，大于1 μm的喉道起主導(dǎo)作用，開發(fā)難度相對(duì)較小(圖3)。

圖2　喉道半徑對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)率

圖3　不同滲透率巖心喉道半徑分布頻率

2.2不同區(qū)塊巖心測(cè)試結(jié)果對(duì)比

巖石中喉道的大小決定著儲(chǔ)層的滲流能力，從主流喉道半徑與滲透率關(guān)系來看，主流喉道半徑隨滲透率的增加而增加，二者近似對(duì)數(shù)關(guān)系；HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)滲透率差異較大，主流喉道半徑差異明顯(圖4)。

圖4　主流喉道半徑與滲透率關(guān)系

圖5為HY構(gòu)造帶不同區(qū)塊的巖心孔道半徑和喉道半徑分布頻率，不同區(qū)塊孔道半徑分布范圍相差不大，而喉道半徑卻相差較大，說明喉道分布特征不同是導(dǎo)致各區(qū)儲(chǔ)層滲流能力差異的主要原因。HY構(gòu)造帶C區(qū)喉道分布范圍最窄，滲流能力最弱，開發(fā)難度較大；B區(qū)喉道分布范圍較C區(qū)寬，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)占主導(dǎo)作用的喉道大于0.5 μm，滲流能力相對(duì)較強(qiáng)，開發(fā)難度相對(duì)較小；A區(qū)喉道分布范圍最寬，滲流能力較強(qiáng)，開發(fā)難度較小，是HY構(gòu)造帶低滲氣藏有利開發(fā)區(qū)。

3　結(jié)論

(1)常規(guī)壓汞和恒速壓汞實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于西湖凹陷HY構(gòu)造帶低滲氣藏儲(chǔ)層，喉道分布特征是決定其滲流能力的主控因素，主流喉道半徑對(duì)滲透率起主要控制作用，二者存在較好的相關(guān)關(guān)系；利用主流喉道半徑可以評(píng)價(jià)儲(chǔ)層優(yōu)劣。

(2)HY構(gòu)造帶A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)低滲儲(chǔ)層主流喉道半徑差異明顯，其中C區(qū)喉道分布范圍最窄，滲流能力最弱，儲(chǔ)層的開發(fā)難度較大；B區(qū)喉道分布范圍較C區(qū)寬，滲流能力相對(duì)較強(qiáng)，開發(fā)難度相對(duì)較?。籄區(qū)喉道分布范圍最寬，滲流能力較強(qiáng)，開發(fā)難度較小，是HY構(gòu)造帶低滲氣藏有利開發(fā)區(qū)。

[1]潘繼平,周東升,劉洪林. 我國(guó)非常規(guī)天然氣資源與發(fā)展前景[J].中國(guó)能源,2010, 32(11):37-41.

[2]雷群，李熙喆，萬玉金，等. 中國(guó)低滲透砂巖氣藏開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].天然氣工業(yè),2009, 29(6):1-3.

圖5　不同區(qū)塊孔道半徑和喉道半徑分布頻率

[3]邱中建,趙文智,鄧松濤. 我國(guó)致密砂巖氣和頁巖氣的發(fā)展前景和戰(zhàn)略意義[J].中國(guó)工程科學(xué),2012, 14(6):4-8.

[4]劉金水,唐健程. 西湖凹陷低滲儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)與滲流特征及其地質(zhì)意義[J].中國(guó)海上油氣,2013, 25(2):18-23.

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編輯：趙川喜

1673-8217(2016)05-0097-04

2016-03-01

嚴(yán)申斌，工程師，碩士，1982年生，2008年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。

中國(guó)海洋石油總公司“十二五”科技重大專項(xiàng)“東海低孔低滲氣藏勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐”(CNOOC-KJ 125 ZDXM 07 LTD 04 SH 2011)。

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