三塘湖盆地马56块凝灰岩致密储层特征及提高采收率地质机理研究

发布时间：2020-08-07 08:57

【摘要】：三塘湖盆地马朗凹陷马56块二叠系条湖组致密储层不同于其他广泛发现的致密砂岩、页岩和碳酸盐岩油藏,而是含沉积有机质的致密凝灰岩油藏。本论文在众多前人研究成果的基础上,以岩屑观察、钻井取心、薄片鉴定、扫描电镜、压汞分析等资料为基础,以多学科理论为指导,以多种分析方法为手段,系统深入的对三塘湖盆地马56块条湖组凝灰岩发育分布及沉积演化特征、储层特征及提高采收率地质机理进行了研究,取得了如下成果认识:(1)明确了马朗凹陷条湖组凝灰岩发育分布及沉积演化特征。马朗凹陷条湖组二段1小层至3小层,水体逐渐变浅,沉积相由火山岩相逐渐过渡为陆相,深湖-半深湖相逐渐萎缩,浅湖相与三角洲相逐渐发育。通过钻井实测厚度与原始地层厚度对比显示,条湖组二段1小层凝灰岩沉积在凹陷低洼处,条湖组二段1小层凝灰岩沿北西—南东向呈带状分布,与条二段原始沉积厚度中心基本重合,马56块1小层为较纯净的粉-微级凝灰岩,在现场岩心观察及扫描电镜下均可见到黄铁矿,且凝灰岩厚度达到10~30m,呈大面积连片分布,由此判断马56块条湖组1小层凝灰岩是在南北火山喷发后期近源火山灰“空降”水中形成的一套浅湖-半深湖相沉积储层,其发育主要受盆地南北火山喷发和古地貌控制。(2)明确了条湖组马56块储层特征。马56块条湖组凝灰岩储层岩性主要为粉-微级的凝灰岩,成分主要为玻屑凝灰岩,次为晶屑玻屑凝灰岩,储层具有中高孔隙度、特低渗透率、高含油饱和度的特征。马56块凝灰岩储层电性特征表现为中高伽马、中高声波时差、低密度、高中子、中高电阻,其测井标准如下:RD:10~200OMM,GR:40~90API,DEN:2.10~2.50g/cm~3,CNL:20~45%,AC:240~310us/m。(3)阐明了马56块条湖组致密凝灰岩高孔隙度成因机制。马56块条湖组凝灰岩油藏储集空间类型主要有原生孔隙、次生孔隙和裂缝三大类。火山灰空落水中,沉积形成了低Fe、Mg而富Si、K、Na的纯净酸性凝灰岩。凝灰岩中富含的有机质形成的有机酸促进了酸性凝灰岩脱玻化过程及溶蚀孔隙的发育,强烈的脱玻化作用形成了大量微孔,虽是微孔,但数量巨大。溶蚀孔隙及裂缝也较发育。同时随脱玻化作用还产生了大量的石英和长石,石英增加了岩石的刚性,长石为脆性,在破裂压力之前均对储层起到积极支撑作用,很好的保存了孔隙,加上陆源碎屑供应少,粘土含量低,对储层孔隙度的发育进一步起到了积极作用。数量巨大的脱玻化微孔加之较发育的溶蚀孔隙及裂缝使得马56块条湖组凝灰岩储层呈现高孔隙度特征。(4)详细全面研究了马56块条湖组凝灰岩致密油藏注水吞吐开采的地质机理。由于马56块条湖组凝灰岩致密油藏具有常规油藏注水吞吐类似机理,但基于马56块凝灰岩的地质条件复杂,岩性特殊,必须进行研究区内注水吞吐的地质机理研究后再进行现场实验。马56块条湖组凝灰岩致密储层中原始凝灰岩具有亲水性;马56块凝灰岩主要为玻屑凝灰岩,成分以长英质为主,岩石脆性较强;马56块凝灰岩储层的微孔隙和裂缝发育;且由于储层的特低渗透率,单井具有独立封闭的空间,并且储层无能量补充;马56块凝灰岩储层为高含油饱和度油藏且大部分区域原油粘度低。基于以上几点适合注水吞吐的地质机理,在马56块致密油水平井中开展了注水吞吐试验,同时结合室内实验,现场实践,显示了采用注水吞吐提高马56块凝灰岩致密油采收率效果显著。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE357.6;P618.13
【图文】：

油资源,全球

提高采收率的核心在于深刻认识储层特征（游秀玲等，2004）。因此本文在分析凝灰岩致密储层特征的基础上又进一步进行了注水吞吐地质机理研究。这对凝灰岩致密油藏的勘探及开发均具有重要意义，也将为其他地区类似凝灰岩的认识和开发提供借鉴。1.2 国内外研究现状致密油，是指致密砂岩、致密碳酸盐岩等储层中的油，要经过改造才能获产，为非常规油资源，近年来，致密油正逐渐成为全球非常规石油发展的亮点领域（赵政璋等，2012；邹才能，2012）。世界大部分地区均有致密油的分布（图 1-1）。

油气分布,美国

图 1-2 美国致密油气分布图（EIA，2010）常规油气藏，致密油气藏广泛分布于成熟源岩区，大面积连续分布、几乎不受水力因素影响，储层渗透率特低、流动性差，常规开发效动用，成藏地质条件评价与常规油气藏存在较大差异(邹才能等密油气藏目前还没有形成广泛认同的明确定义，但通常具有以下几①具有大范围连续分布的富有机质系统，并具有较高的成熟度；②层近源分布，储层渗透性极差，渗透率为纳达西级；③常规生产方业化产能，必须采用水平井、大规模水力压裂改造等增产措施，才量；④油气系统较连续并稳定分布，具有非常可观的地质储量；⑤及增产主要靠新钻井实现，可采系数总体较低(邹才能，2013)。年加拿大作业公司开始致密油的开发，据加拿大资源局的数据，20密油产量约为 2.54 万 m3/d，到 2020 年预计会突破 7.15 万 m3/d。勘探开发起步晚于美国，但加拿大在致密油的相关基础理论研究方才能，2013）。斯、阿根廷、利比亚、委内瑞拉、墨西哥、巴基斯坦和印尼等国家

油分,盆地

前一般采用低渗透油藏这一术语（康玉柱等，2015）。我国多地分布有致密源（图 1-3），例如鄂尔多斯盆地延长组、松辽盆地扶余油层与青山口组、渤盆地岐口凹陷沙一段与沙三段、准噶尔盆地玛湖、吉木萨尔凹陷芦草沟组、湖盆地条湖组、吐哈盆地丘东水西沟群、柴达木盆地西部干柴沟组、四川盆安寨组、凉高山组和沙溪庙组等（康玉柱等，2015）。初步估计：我国致密、泥岩等储层中的致密油地质储量为 106.7~111.5 亿 t(贾承造，2012)；目前油逐渐形成以长庆油田、青海油田、吐哈油田和大庆油田为主的四个重点开验区。致密油开发初具规模，成为我国非常规油气资源发展的“生力军”（，2015；邹才能，2015）。

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