低孔渗储层临界物性确定及其石油地质意义

随着油气勘探领域的不断扩展,以现今储层特征为依据的储层评价体系越来越不适应低孔渗储层成藏条件动态评价。由于成藏期后储层物性通常会发生变化,现今储层含油物性下限已不能客观反映成藏期的储层质量下限,储层物性下限的应用意义变得十分局限。作者提出运用“储层临界物性”概念评价储层的新思路,把成藏机制与储层评价相结合,重新认识低孔渗储层的成藏能力。本文提出了3种砂岩“储层临界物性”的确定方法,即①录井资料分析法、②试油资料分析法和③砂岩烃类充注临界条件实验分析法。显然由于成藏期后成岩作用较弱,正常储层的物性特征变化很小,储层临界物性用录井资料分析法和试油资料分析法中求得的现今含油物性下限即可确定;而储层由于成藏期后孔隙度、渗透率的大幅降低,变成了低孔渗储集层,则需要将现今含油物性下限恢复到成藏期相应的临界物性。“储层临界物性”的应用是对传统储层评价体系的补充,只有与成藏结合,动态地评价储层质量,才能客观地区分不同储层的含油气性。在低孔渗储层评价中引入储层临界物性参数分析,能够更有效地评价和预测该领域的储集条件。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区长8段致密砂岩油藏成藏孔隙度下限研究

鄂尔多斯盆地镇泾地区长8段现今含油储层孔隙度和渗透率下限分别为4%和0.03×10-3μm2,属于特低孔低渗油藏。主成藏期、成岩作用、埋藏史及模拟实验研究结果表明,高致密油藏缘于成藏后储层致密化。传统方法是通过统计现今含油物性下限作为成藏物性下限,这种方法不适用于成藏后再致密油藏的研究。以现今储层含油物性下限为切入点,利用砂岩孔隙度演化规律,对现今储层含油物性下限进行成藏后孔隙度损失量补偿,从而求取油气成藏孔隙度下限,利用该方法得出镇泾地区长8段石油成藏孔隙度下限为10.5%。研究表明成藏物性下限是镇泾地区长8段成藏的主控因素之一,只有成藏期孔隙度大于成藏孔隙度下限时油气才可能进入圈闭成藏。     

鄂尔多斯盆地安塞地区长6段低孔渗储层动态评价

油气充注后,由于机械压实、胶结交代作用导致储层物性变差,因此,低孔渗储层现今的储层特征并不能反映成藏期的储层特征。而常规储层评价主要以现今静态评价为主,并未考虑到成藏后储层的演化过程及成藏条件,因此不能很好地解释储层的含油气性。鉴于此,本文提出了适用于油气勘探阶段的低孔渗储层动态评价的新思路,在成藏期储层物性恢复的基础上,将储层临界物性作为划分油气充注有效储层和无效储层的界限,把储层划分为有效储层与无效储层：无效储层无论大多的充注动力,油气也不能充注,有效储层的含油气性还受控于充注动力。临界成藏解释图版定量地反映了储层物性与临界注入压力之间的耦合关系。根据成藏动力学平衡原理,本文利用临界成藏解释图版很好地解释了安塞地区长6段储层的含油性。该储层动态评价方法对指导致密油储层勘探具有重要意义。     

塔里木盆地库车坳陷致密砂岩气藏成因类型

为深化对库车坳陷致密砂岩气藏成因类型的认识, 采集致密砂岩储层岩样, 开展了油气充注史和孔隙度演化史研究.通过流体包裹体岩相学和显微测温厘定了油气充注史, 利用沉积-构造-成岩一体化模型恢复了储层孔隙度演化史, 根据两者的先后关系, 划分了致密砂岩气藏的成因类型.结果表明, 依南2侏罗系气藏存在两期油气充注, 第一期是吉迪克期到康村期(23~12 Ma)的油充注, 第二期是库车期到现今(5~0 Ma)的天然气充注, 储层孔隙度在库车期前(12~8 Ma)降低到12%以下, 形成致密砂岩储层.迪那2古近系天然气藏存在两期油气充注, 第一期是康村期到库车期(12~5 Ma)的油充注, 第二期是库车期到现今(5~0 Ma)的天然气充注, 储层孔隙度在西域期(2~0 Ma)降低到12%以下, 形成致密砂岩储层.综合分析认为, 库车坳陷存在两种成因类型的致密砂岩气藏, 依南2侏罗系气藏致密储层形成之后充注天然气, 成因类型为"致密深盆气藏"; 迪那2气藏古近系致密储层形成之前, 天然气已大量充注, 成因类型为"致密常规气藏".这对深化库车坳陷致密砂岩气勘探与开发有重要意义.      

成藏期砂岩孔隙度对油气分布的控制作用——以东营凹陷牛庄洼陷沙三中亚段岩性油藏为例

在具有相同储集砂体和相似断层输导情况下,牛庄洼陷沙三中亚段砂岩体油藏长期存在以下难以解释的现象：1）现今砂岩孔隙度分布与油气分布不一致,高孔隙砂岩不含油而低孔隙砂岩含油;2）相同物性砂岩有的含油而有的不含油,含油砂体现今物性接近,但含油级别却存在很大差异。本文从古孔隙度恢复方面分析了牛庄洼陷西部地区沙三中砂岩储层在成藏期的储集条件,并探讨了成藏期储层临界孔隙度。研究发现：1）虽然现今储层物性下限很低,部分砂岩已经致密化,但成藏期的古孔隙度分布在18%～25%范围内,远大于成藏期临界孔隙度13.9%。但由于埋藏过程的差异导致砂岩储层后期减孔幅度不同,因而现今储层物性不能反映成藏期储层物性,成藏期孔隙度高并不能代表现今孔隙度高;2）成藏期高孔隙度带与现今油气分布范围高度一致,表明在相似断层输导条件下,由于储层物性级差优势形成油气优势运移通道,导致高孔隙度带砂体含油,因此,沙三中亚段岩性油藏富集在成藏期高孔隙带中,成藏期砂岩古孔隙度是油气成藏的重要控制因素,而现今砂岩储层高孔隙带在成藏期并不一定高。牛庄洼陷西部地区沙三中亚段储层中具有高古孔隙度的砂岩仍有较大勘探潜力。     

川中蓬莱地区须二段致密砂岩储层物性下限研究北大核心CSCD

储层物性下限研究对评价储层的储集产出性能及估算油气资源储量具有至关重要的意义。由于致密砂岩的孔隙微观结构和孔喉配置的特殊性,相同孔隙度的储层对应渗透率相差较大,常规储层的以孔隙度下限代表储层下限的指标体系不适用于致密砂岩储层下限的表征。基于此,本次研究以川中蓬莱地区上三叠统须家河组二段砂岩储层为用例,提供了一套适用于特低孔特低渗的致密砂岩储层下限求取的方法步骤。对于非均质性较强,孔隙结构复杂的储层,选取与气藏产能相关性较高的渗透率作为储层下限研究的关键参数来提高低孔渗储层的评价精度。以蓬莱107井区为例,根据不同的储集空间类型,将储集层分为孔隙型储层和裂缝-孔隙型储层。通过岩芯物性、试井、压汞分析成果等资料,运用经验统计法、最小孔喉半径法、气藏工程法、KH法、KH-产量相关法等多种方法对储层下限进行分析,确定研究区须二段储层储集渗透率下限为0.04×10^(-3)μm^(2)。研究区达到储量规范标准下工业产能的储层孔隙度下限:孔隙型储层为7.2%,裂缝—孔隙型储层为4.5%;达到中产产能的储层孔隙度下限:孔隙型储层为11.3%,裂缝—孔隙型储层为8.1%。     

宜川-旬邑地区长8油层组储层特征与控制因素

宜川-旬邑地区上三叠统延长组长8油层组主要为三角洲前缘沉积环境,局部发育湖底滑塌扇体.岩心观察、薄片分析、扫描电镜及压汞测试表明,长8油层组主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,孔隙类型以残余原生粒间孔为主,次为长石溶孔,多为片状喉道和弯片状喉道,孔隙结构以小孔隙-微喉-细喉型与细孔隙-微喉-细喉型为主,储层非均质性强,水下分流河道、河口坝储层物性最好,分支水道最差,绿泥石环边胶结成岩相及石英次生加大胶结成岩相为有利成岩相,压实和胶结作用分别损失的孔隙度为25.65%和3.31%,溶蚀作用整体新增0.83%孔隙度,形成长8油层组目前低孔-超低孔致密砂岩储层.     

鄂尔多斯盆地姬塬西部三叠系延长组长8油层组成岩作用与致密化过程*

利用岩心、铸体薄片、扫描电镜、碳氧同位素及流体包裹体等资料,对鄂尔多斯盆地姬塬西部三叠系延长组长8油层组致密储集层特征进行了研究,重点分析了储集层成岩作用特征和储集层致密化成因机制及过程。研究区长8油层组砂岩主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,经历了压实—压溶、胶结、交代、溶蚀及构造破裂等成岩作用,整体处于中成岩A期晚期。典型成岩序列依次为机械压实、绿泥石黏土膜、早期(泥晶)方解石胶结、石英次生加大、长石、岩屑溶蚀、自生高岭石胶结、自生石英胶结、中期(含)铁方解石胶结。综合研究认为:(1)近物源伴随湖平面快速上升的沉积环境提供了储集层致密化的物质基础,不同沉积微相储集层物性差别较大,分流河道最好,分流间湾最差;(2)长8油层组原始孔隙度为41.35%,压实作用损孔率为50.67%,造成储集层孔隙度急剧降低,胶结作用损孔率为37.48%,导致孔隙度进一步减小,溶蚀作用仅增加了3.26%的孔隙度,难以有效改善储集层质量;(3)上述沉积与成岩因素共同导致储集层致密,致密化过程可分为压实孔隙骤减阶段、早期胶结减孔阶段、溶蚀作用增孔阶段和晚期胶结致密阶段共4个阶段;(4)油气大量充注期储集层孔隙度远低于10%,长8油层组先致密后成藏。     

库车前陆盆地大北地区砂岩储层致密化与油气充注的关系

库车前陆盆地大北地区盐下致密砂岩储层具有埋藏深度大、低孔和低渗的特征,以产气为主并伴生少量的轻质原油.在对大北地区盐下致密砂岩储层特征、油气成熟度、油气充注史研究基础之上,结合致密砂岩孔隙演化特征综合分析油气充注与储层致密化的时间关系.大北地区盐下致密砂岩储层孔隙空间主要以次生溶蚀孔为主,大部分孔隙空间都被沥青充填,由孔隙和沥青组成的空间网络具有较好的连通性,压实作用为储层致密化重要成因,碳酸盐胶结作用应该主要在库车组沉积之前使孔隙度降低.致密砂岩储层中发育沥青,油气地球化学特征以及流体包裹体分析结果均表明库车前陆盆地大北地区致密砂岩储层存在两期油和一期天然气充注.晚期原油充注发生在距今5~4 Ma,对应库车组沉积早期,天然气充注发生在距今3~2 Ma,对应地层抬升剥蚀时期.库车前陆盆地大北地区盐下砂岩储层在油充注时期埋藏深度较浅,具有较高的孔隙度,而天然气充注时期,砂岩储层已经遭受了强烈的压实作用达到了致密化程度.      

鄂尔多斯盆地姬塬西部三叠系延长组长8油层组成岩作用与致密化过程

利用岩心、铸体薄片、扫描电镜、碳氧同位素及流体包裹体等资料,对鄂尔多斯盆地姬塬西部三叠系延长组长8油层组致密储集层特征进行了研究,重点分析了储集层成岩作用特征和储集层致密化成因机制及过程。研究区长8油层组砂岩主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,经历了压实—压溶、胶结、交代、溶蚀及构造破裂等成岩作用,整体处于中成岩A期晚期。典型成岩序列依次为机械压实、绿泥石黏土膜、早期(泥晶)方解石胶结、石英次生加大、长石、岩屑溶蚀、自生高岭石胶结、自生石英胶结、中期(含)铁方解石胶结。综合研究认为:(1)近物源伴随湖平面快速上升的沉积环境提供了储集层致密化的物质基础,不同沉积微相储集层物性差别较大,分流河道最好,分流间湾最差;(2)长8油层组原始孔隙度为41.35%,压实作用损孔率为50.67%,造成储集层孔隙度急剧降低,胶结作用损孔率为37.48%,导致孔隙度进一步减小,溶蚀作用仅增加了3.26%的孔隙度,难以有效改善储集层质量;(3)上述沉积与成岩因素共同导致储集层致密,致密化过程可分为压实孔隙骤减阶段、早期胶结减孔阶段、溶蚀作用增孔阶段和晚期胶结致密阶段共4个阶段;(4)油气大量充注期储集层孔隙度远低于10%,长8油层组先致密后成藏。     

甘泉—富县地区长7致密砂岩储层成岩相的定量识别及其对含油性的控制作用

以岩心分析、测井数据为基础,结合薄片鉴定、扫描电镜等分析手段对鄂尔多斯盆地甘泉-富县地区长7致密砂岩储层的岩性、物性以及成岩相进行了研究。长7致密砂岩储层岩性主要以长石砂岩为主,孔隙度主要分布在3%~10%之间,渗透率主要分布在0.05~0.60 mD之间。依据成岩作用类型和强度及成岩矿物组合特征,并结合孔隙发育特征,将研究区内岩相划分为中压实绿泥石薄膜胶结原生粒间孔相、中压实不稳定组分溶蚀溶孔相、强压实弱溶蚀微孔相、强压实伊利石胶结致密相和强压实钙质胶结致密相5类。通过对成岩相较为灵敏的自然伽马和声波时差交汇建立成岩相识别标准,利用"优势相"法绘制研究区成岩相平面图。勘探成果显示,成岩相对致密油富集具有一定控制作用。     

Characteristics and Origin of Tight Oil Accumulations in the Upper Triassic Yanchang Formation of the Ordos Basin, North-Central China

The Upper Triassic oil accumulations in the Ordos Basin is the most successful tight oil play in China,with average porosity values of less than 10% and permeability values below 1.0 mD.This study investigated the geological characteristics and origin of the tight oil accumulations in the Chang 6 member of the Upper Triassic Yanchang Formation in the Shanbei area based on over 50,000 petrological,source-rock analysis,well logging and production data.The tight oil accumulation of the Chang 6 member is distributed continuously in the basin slope and the centre of the basin.The oilwater relationships are complex.Laumontite dissolution pores are the most important storage spaces,constituting 30%-60% of total porosity and showing a strong positive relationship with oil production.The pore-throat diameter is less than 1 μm,and the calculated critical height of the oil column is much larger than the tight sand thickness,suggesting that the buoyancy was probably of limited importance for oil migration.The pressure difference between the source rocks and sandstone reservoirs is inferred to have provided driving force for hydrocarbon migration.Two factors of source-reservoir configuration and laumontite dissolution contributed to the formation of the Chang 6 tight oil accumulations.Intense hydrocarbon generation and continuous sand bodies close to the hydrocarbon kitchen are the foundation for the large-scale oil distribution.Dissolution of feldspar-laumontite during the process of organic matter evolution generated abundant secondary pores and improved the reservoir quality.     

三角洲平原砂岩差异成岩及其对储层分类的控制作用——以鄂尔多斯盆地西南部殷家城地区延安组为例

成岩作用直接影响储层的孔隙演化,控制储层物性及含油性,厘清储层的差异成岩作用及其与油气充注的序列对油气勘探具有重要意义。通过岩芯观察和各类薄片显微镜下鉴定统计,综合X衍射、荧光、物性和压汞等多种测试手段,对殷家城—合道地区延安组三角洲平原砂岩差异成岩演化及其对储层分类的控制作用进行研究。结果显示:原始沉积和成岩流体的差异性是储层差异成岩的主要原因,不同成岩相和储层类型与试油产量均具有较好的对应关系。分流河道中—粗粒砂岩原始孔隙度大,酸性溶蚀作用较强,粒模孔和喉道发育,孔喉连通性好,为大孔喉中孔中高渗储层,多见工业油流井,为Ⅰ类储层;分流河道中—细粒砂岩成岩演化较为缓慢均一,酸性溶蚀产生大量散点状溶孔,孔喉连通性差,为与Ⅰ类储层主要区别,孔隙度相当但渗透率较小,为小中孔喉、中孔中低渗储层,多见低产油流井,为Ⅱ类储层;天然堤含泥细—粉砂岩压实作用强烈,云母弯曲变形,为主要减孔因素,根据方解石含量可将其进一步分为两类,一类无明显方解石胶结,为特小孔喉、低孔特低渗储层,多产水,另一类发育强烈压实作用的同时见大量方解石胶结,为致密无效储层,多为干层,二者均划分为Ⅲ类储层。各类储层的空间分布与单井试油产量间具有较好对应关系,可为下一步储层甜点的预测提供理论支撑。     

致密砂岩储层不同成岩作用对孔隙度定量演化的影响：以鄂尔多斯盆地姬塬油田长6储层为例

鄂尔多斯盆地姬塬油田长6储层压实作用和成岩作用强烈,储层的强非均质性制约了油气勘探效益的提高。通过开展常规物性、图像粒度、铸体薄片、X衍射、扫描电镜、高压压汞和恒速压汞等实验研究储层的微观特征,以时间为主轴,综合沉积环境、埋藏深度、古地温、构造等因素,采用“成岩演化特征”和“地质综合效应”相结合的方法建立了姬塬油田长6致密砂岩储层的孔隙度演化模拟方程,分析了致密砂岩储层成岩作用、孔隙演化等的成因机理。孔隙度演化计算结果表明姬塬油田长6段致密砂岩储层初始孔隙度为3733%,压实作用损失的孔隙度为2247%,早期胶结-交代损失的孔隙度为369%,产生的次生孔隙度为653%,中晚期胶结-交代过程孔隙度损失平均值为697%,计算孔隙度平均值为1006%。致密砂岩储层的差异性成岩演化过程是导致储层物性和微观孔隙结构差异的根本原因。     

Pore Size Distribution of a Tight Sandstone Reservoir and its Effect on Micro Pore-throat Structure: A Case Study of the Chang 7 Member of the Xin’anbian Block,Ordos Basin,China

Pore distribution and micro pore-throat structure characteristics are significant for tight oil reservoir evaluation, but their relationship remains unclear. This paper selects the tight sandstone reservoir of the Chang 7 member of the Xin’anbian Block in the Ordos Basin as the research object and analyzes the pore size distribution and micro pore-throat structure using field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), high-pressure mercury injection(HPMI), highpressure mercury injection, and nuclear magnetic resonance(NMR) analyses. The study finds that:(1) Based on the pore size distribution, the tight sandstone reservoir is characterized by three main patterns with different peak amplitudes. The former peak corresponds to the nanopore scale, and the latter peak corresponds to the micropore scale. Then, the tight sandstone reservoir is categorized into three types: type 1 reservoir contains more nanopores with a nanopore-to-micropore volume ratio of 82:18;type 2 reservoir has a nanopore-to-micropore volume ratio of 47:53;and type 3 reservoir contains more micropores with a nanopore-to-micropore volume ratio of 35:65.(2) Affected by the pore size distribution, the throat radius distributions of different reservoir types are notably offset. The type 1 reservoir throat radius distribution curve is weakly unimodal, with a relatively dispersed distribution and peak ranging from 0.01 μm to 0.025 μm. The type 2 reservoir’s throat radius distribution curve is single-peaked with a wide distribution range and peak from 0.1 μm to 0.25 μm. The type 3 reservoir’s throat radius distribution curve is single-peaked with a relatively narrow distribution and peak from 0.1 μm to 0.25 μm. With increasing micropore volume, pore-throat structure characteristics gradually improve.(3) The correlation between micropore permeability and porosity exceeds that of nanopores, indicating that the development of micropores notably influences the seepage capacity. In the type 1 reservoir, only the mean radius and effective porosity have suitable correlations with the nanopore and micropore porosities. The pore-throat structure parameters of the type 2 and 3 reservoirs have reasonable correlations with the nanopore and micropore porosities, indicating that the development of these types of reservoirs is affected by the pore size distribution. This study is of great significance for evaluating lacustrine tight sandstone reservoirs in China. The research results can provide guidance for evaluating tight sandstone reservoirs in other regions based on pore size distribution.     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4+5低渗透储层成因

碎屑岩储层成岩作用复杂而强烈,对储层物性有着重要影响。应用岩相学研究方法,在对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4+5低渗砂岩储层成岩作用及其对物性影响定量研究基础上,探讨了低渗储层成因机理。成岩作用和孔隙演化研究表明,压实作用虽然造成12%～20%的孔隙度损失,但是压实后剩余孔隙度仍高达15%～23%,早期胶结作用使孔隙度损失很小,压实作用和早期胶结作用并没有使储层致密,不影响油气渗流。溶蚀作用进一步改善了储层,晚成岩阶段A期-B期形成的钠长石、亮晶方解石、白云石、自生高龄石和铁绿泥石等大量胶结物的晚期胶结作用使储层孔隙度仅有4%～6%,储层因此而致密,由此影响油气渗流。晚期裂隙作用对储层孔隙度贡献为6%～8%,改善了储层物性而使其成为有效储层。盆地演化及与之对应的成岩事件研究认为,印支运动前,姬塬地区长4+5储层处于浅埋藏阶段,经历压实作用和早期胶结作用,早-中侏罗世长 7烃源岩进入未成熟-低熟阶段,形成富含有机酸流体进入储层而发生溶蚀作用,早白垩世中-晚期进入深埋藏成岩阶段,晚期胶结物大量形成而使储层致密。生烃增压作用导致的裂隙以及晚白垩世以来的构造运动形成的裂缝对研究区长4+5有效储层形成具有非常重要意义,同时对低渗油气藏勘探也具有指导意义。     

鄂尔多斯盆地西南部镇泾地区长8油层组致密储层评价

综合鄂尔多斯盆地西南部镇泾地区延长组长8油层组的岩心、薄片、孔渗及压汞测试等资料,在长8储层结构、储层质量发育控制因素研究基础上,对长8低渗致密砂岩储层进行了分类评价。结果表明,长8砂岩储层发育低孔-特低渗储集物性,储层孔隙结构具有细-微孔喉、排驱压力大、分选差的特征,主要可分为3种类型,其中发育Ⅰ型曲线储层孔渗性最好。沉积作用形成的物质基础决定了储层原始孔渗性能,其中分流河道及水下分流河道具最优孔渗性能;成岩作用中,压实作用是储层储集性能破坏的主要因素;溶蚀作用起建设性改善作用。选取孔隙度、渗透率、孔隙排驱压力、中值压力和中值孔喉半径等主要储层参数进行聚类分析,将长8储层划分为3种类型:Ⅰ类为最好储层,Ⅱ类为较好储层,Ⅲ类为相对最差储层。其中,Ⅰ类储层主要分布于分流河道分叉叠置及水下分流河道汇聚叠合部位,储层品质最好,为最有利勘探目标。