文昌Ⅹ油田物性主控因素定量分析及有利区预测.pdf

文昌 油田目的层珠海组是低渗背景下发育“甜点”的典型储层有利区的预测问题亟待解决 为此针对珠海组分析沉积作用和成岩作用对其物性分布规律的影响 应用成岩数值模拟方法综合考虑成岩与沉积两大物性影响因素建立孔隙度预测模型 研究表明:中粗砂岩物性较好水下分流河道根部物性最好压实作用和胶结作用降低了储层物性溶蚀作用改善了储集空间且压实作用是低渗储层形成的最主要因素 珠海组二段和珠海组三段的孔隙度分布规律存在差异但总体上有利区分布于靠近南大断裂的区域埋深相对较浅、成岩强度较弱、离物源较近关键词:文昌 油田 物性特征 沉积作用 成岩作用 有利区中图分类号:文献标识码:文章编号:()前 言文昌 凹陷位于珠江口盆地西部珠三凹陷属于新生代陆缘拉张型断陷湖盆 是珠江口盆地西部油气勘探开发的重点区域 该凹陷为油气兼生型富烃凹陷发育文昌组和恩平组 套湖相烃源岩油气资源潜力很大 文昌 油田位于文昌 凹陷珠三南断裂带与六号断裂带之间的断阶转换带是近几年新发现的中大型油田其主要目的层为珠海组二段、三段及恩平组一段、二段 其中目的层珠海组二段、三段为低渗背景下发育“甜点”储层的典型区域但存在储层物性分布规律不清、储层非均质性强、物性主控因素不明等问题有利区预测比较困难目前国内外关于低渗致密储层的研究主要侧重于描述储层微观孔喉结构和定量评价储层物性参数 鲜有涉及储层物性成因的综合解释 根据铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、孔隙定量计算和常规物性分析化验确认研究区的储层物性主要受到沉积作用和成岩作用的影响 因此本次研究从沉积和成岩方面探讨影响储层物性的主要地质因素定量分析成岩作用的强度通过成岩数值模拟进一步预测储层孔隙度 储层基本特征.岩石学特征从文昌 油田 口钻井各获取长度为.的岩心样品从另外 口井获取 个壁心样品利用其分析化验资料开展岩石学特征研究)珠海组二段的岩石学特征 岩石类型主要为长石质岩屑砂岩其次为长石岩屑石英砂岩储层碎屑成分以岩屑(体积分数为.平均.)为主其次为石英(体积分数为.平均.)长石含量相对较少(体积分数为.平均.)陆屑成熟度指数为.平均为.总体上成分成熟度较低泥质杂基平均体积分数仅为.储层分选性为中 差、中等磨圆度为次棱 次圆支撑类型为颗粒支撑颗粒间呈点 线接触结构成熟度为中等(见图)杨丽:文昌 油田物性主控因素定量分析及有利区预测)珠海组三段的岩石学特征 岩石类型主要为长石质岩屑砂岩其次为长石岩屑石英砂岩储层碎屑成分以岩屑为主(体积分数为.平均.)其次为单晶石英(体积分数为 .平均.)长石含量较少(体积分数为.平均.)陆屑成熟度指数为.平均.总体上成分成熟度较低泥质杂基平均体积分数仅为 储层分选性为中等磨圆度为次棱 次圆支撑类型为颗粒支撑颗粒间呈点 线、线、凹凸接触结构成熟度中等(见图)图 文昌 油田岩石薄片综上所述珠海组储层形成于物源供给充足的沉积环境中砂体粒度为中 粗、细 中较厚石英、长石等刚性颗粒含量高泥质杂基含量少储层成分成熟度低结构成熟度中等.物性特征根据岩心、壁心实测常规物性统计结果绘制珠海组二段、三段孔渗分布直方图(见图、图)珠海组二段 孔隙度主要分布于.平均为.中值为.渗透率主要分布于(.)平均为 中值为.属于中孔低渗储层)珠海组三段 孔隙度主要分布于.平均为.中值为.渗透率主要分布于(.)平均为.中值为.属于低孔特低渗储层总体上珠海组二段的物性优于珠海组三段尤其靠近南大断裂的区域物性最好图 珠海组二段孔渗分布直方图图 珠海组三段孔渗分布直方图杨丽:文昌 油田物性主控因素定量分析及有利区预测 物性主控因素分析.沉积先决条件对储层物性的影响沉积环境是储层发育的基础不同沉积环境中的砂岩厚度、成分、分选性、磨圆度和泥质含量等指标均有所不同从而产生储层孔隙结构和储层物性方面的差异 研究区物性分布规律复杂因此岩相与沉积微相的差异明显 通过岩心观察发现研究区岩性特征复杂既包含粗砂岩、含砾粗砂岩、含砾中粗砂岩又包含细砂岩、极细砂岩 岩性对物性尤其对渗透率的影响巨大不同岩性的渗透率呈现明显的分带性(见图)岩相对物性控制的复杂性表现为“粗中有差、细中无好”的物性分布特征 中粗砂岩物性较好渗透率一般大于.粉、细砂岩物性较差渗透率基本上小于.图 文昌 油田不同岩性的孔渗关系沉积微相控制着储层物性在珠海组扇三角洲前缘亚相沉积中已识别出水下分流河道主体、水下分流河道侧缘、席状砂、分流间湾 种沉积微相珠海组二段、三段的孔隙度和渗透率分布特征如图 所示)珠海组二段 靠近南大断裂(水下分流河道根部)的井区埋深较浅物性最好孔隙度大于 渗透率较高且普遍大于(.)水道主体区和前缘物性次之孔隙度大于.渗透率主要介于(.)水道侧缘区砂岩厚度薄岩性较细物性较差孔隙度均低于.渗透率均低于.)珠海组三段 靠近南大断裂的井区埋深较浅物性较好孔隙度均大于.渗透率主要介于(.)水道主体区物性次之孔隙度主要介于.渗透率一般大于.前缘或者水道侧缘区物性较差孔隙度均低于.渗透率一般小于.图 珠海组二段、三段的孔渗分布特征物性分布特征明显受沉积微相的控制但珠海组二段、三段的物性分布特征存在一定差异且水道主体物性并非较好 综上所述沉积是影响储层物性的关键因素但不是唯一因素 在成岩后期改造作用对储层物性的影响至关重要.后期成岩改造对储层物性的影响.压实作用对储层物性的影响埋深是影响储层物性的主要因素之一随着埋深不断加大来自上覆地层的压力也在增大机械压实作用增强进而导致孔隙度降低 在同一深度范围内由于粗砂岩的抗压实能力较强因此与细砂岩相比其孔隙度和渗透率较高 埋深小于 的粗砂岩样品孔隙度一般大于.渗透率大于.埋深介于 的粗砂岩样品孔隙度一般小于.渗透率也大于 埋深大于 的粗砂岩样品孔隙度、渗透率均较低孔隙度仅.左右渗透率仅(.)这是因为当储层埋深超过 在强烈的机械压实作用下骨架颗粒被挤压得非常紧密从而导致孔隙喉道不发育、储层物性变差总体上珠海组二段因埋深较浅、压实作用较弱压实率介于.(平均.)以中等压实成岩相为主在显微镜下可见颗粒主要呈点 线接触珠海组三段压实率介于.杨丽:文昌 油田物性主控因素定量分析及有利区预测.平均.以中等 强压实成岩相为主部分井区埋深较大、压实作用较强在显微镜下可见颗粒主要呈点 线、线接触底部可见凹凸接触 压实作用是研究区最主要的成岩作用也是影响物性的主控因素.胶结作用对储层物性的影响珠海组二段主要发育方解石、铁方解石、铁白云石、海绿石等胶结物其次发育菱铁矿、石英次生加大、黄铁矿、高岭石等胶结物 其中方解石、铁方解石局部富集个别样品中方解石或铁方解石的体积分数高达 几乎充填所有孔隙空间并形成钙质层 全区普遍发育铁白云石胶结物铁白云石晶形较小(一般小于 )以粉、细晶为主充填孔隙空间晶粒结构多为半自形晶、他形晶 若忽略钙质层的影响则珠海组二段的胶结物体积分数介于 (平均.)胶结率介于 (平均.)以弱胶结物为主珠海组三段主要发育铁白云石、海绿石、菱铁矿等胶结物其次发育石英次生加大、黄铁矿等胶结物 与珠海组二段不同珠海组三段几乎不发育高岭石、方解石、铁方解石等胶结物 样品中所含铁白云石的体积分数平均为.也有个别达.多为孔隙式胶结物 与珠海组二段相比珠海组三段的铁白云石晶体较粗且从粉晶到中、细晶各类大小晶体都有既有自形晶也有半自形晶 若忽略钙质层的影响则珠海组三段的胶结物体积分数介于.(平均.)胶结率介于 .(平均.)以弱胶结物为主总体上研究区珠海组二段、三段的胶结物含量不高以弱胶结物为主其中珠海组二段的胶结作用相对略强由文昌 油田物性与胶结物含量的关系(见图)可知孔隙度、渗透率均与胶结物含量为负相关 当砂岩中胶结物的体积分数大于.时砂岩致密胶结基本上不发育孔隙储层为无效储层 此砂岩为钙质(或灰质)胶结砂岩通常会阻碍油气的分布及流体的流动成为油气运移的隔挡层.溶解作用对储层物性的影响研究区储层长石、岩屑等受酸性溶蚀作用的影响最为普遍 长石沿解理缝溶蚀溶蚀强烈时仅剩颗粒残骸甚至完全溶解最终形成铸模孔 根据孔隙类型定量分析确认珠海组二段的孔隙类型以长石粒内溶孔和铸模孔为主原始粒间孔的占比为 粒间溶孔、长石岩屑粒内溶孔、铸模孔、高岭石晶间孔等次生孔隙的占比为.溶蚀作用强烈 同时确认珠海组三段的孔隙类型以原始粒间孔为主其次为铸模孔和长石粒内溶孔原始粒间孔的占比为 次生孔隙的占比为 溶蚀作用属于建设性的成岩作用可有效提高研究区的孔隙度但会使喉道分布变得更为复杂对渗透率的影响有限综上所述珠海组二段的溶蚀作用相对强烈孔隙发育更加充分储集空间也得到了极大改善图 文昌 油田物性与胶结物含量的关系 低渗储层有利区预测.成岩强度平面分布预测由于海上油田钻井少、分析化验资料有限因此可采用成岩数值模拟技术从时间和空间上对成岩演化过程进行定量模拟 本次研究选用了东北石油大学孟元林研发的 成岩模拟系统基于化学动力学模型从时间和空间上对成岩参数进行模拟 通过数值模拟得到一个重要参数 成岩指数用于综合反映成岩强度的大小预测结果显示珠海组二段、三段的成岩指数平杨丽:文昌 油田物性主控因素定量分析及有利区预测面分布存在一定差异但总体上特点一致(见图)纵向上埋深加大则成岩指数也不断增大平面上南部靠近珠海组三段南大断裂埋深较浅、成岩指数较小向北埋深加大时成岩指数逐渐增大(部分井区伴随地层抬升成岩指数相对减小)综合分析认为埋深对成岩指数的影响较大即压实作用对成岩指数的影响较大这与通过化验资料分析所得的结论相一致图 珠海组二段、三段成岩指数平面分布预测结果 通过成岩数值模拟得到成岩参数镜质体反射率()、温度()、伊蒙混层中蒙皂石含量()和自生石英加大()然后对这些参数进行加权求和计算出成岩指数 通过成岩参数的数值模拟与实测数据对比检验模拟结果的准确性 如表 中镜质体反射率模拟预测值与实测值的匹配性较好两者误差可控制在 表 镜质体反射率的数值模拟与实测数据对比井名层位镜质体反射率预测实测误差 珠海组二段.珠海组二段.珠海组二段.珠海组二段.珠海组二段.珠海组三段.珠海组三段.珠海组三段.基于成岩数值模拟的孔隙度预测研究区碎屑岩储层的物性主要受成岩作用和沉积作用的控制因此选用可以反映成岩强度的成岩指数、分选系数和粒度中值等参数对其与已钻井实测孔隙度的相关性进行分析 分析结果表明:珠海组二段的孔隙度与成岩指数、粒度中值、粒度平均值之间具有明显的负相关性它们与分选系数之间具有较好的正相关性(相关系数分别为、.、.)珠海组三段的孔隙度与成岩指数、粒度平均值呈明显的负相关性它们与分选系数之间有较好的正相关性(相关系数分别为、.、.)根据成岩指数、分选系数、粒度中值等参数与孔隙度的相关性并结合沉积、成岩两大物性主控因素的影响采用多元地质统计学方法分别建立主力油组珠海组二段、三段孔隙度预测模型 此预测模型不是简单通过已钻井的物性数据插值进行井间预测而是从孔隙演化成因入手预测孔隙度分布规律结果更为合理、准确 珠海组二段、三段的孔隙度预测模型分别如式()、式()所示:.()杨丽:文昌 油田物性主控因素定量分析及有利区预测.()式中:、珠海组二段、三段的孔隙度 分选系数 成岩指数 粒度平均值 粒度中值由孔隙度预测模型可知成岩指数的权重系数最大这进一步说明成岩作用对孔隙演化的控制作用占主导地位 根据孔隙度预测模型分别对珠海组二段、三段的孔隙度平面分布进行预测结果如图 所示研究表明珠海组二段有利区的孔隙度大于.分布于靠近南大断裂或隆起的区域埋深相对较浅、成岩强度较弱、离物源较近 珠海组三段有利区的孔隙度大于.分布于靠近南大断裂的区域埋深较浅、成岩强度较弱、储层物性相对较好 物源来自东南神狐隆起区即顺物源方向直至北部沉积中心随着埋深增大成岩作用强度增大、储层物性变差总体上珠海组二段、三段的物性平面分布规律与成岩作用的变化趋于一致前者的孔隙度相对较好图 珠海组二段、三段孔隙度平面分布预测结果 为验证预测效果对孔隙度的预测值与实测值作了对比(见表)可以看出孔隙度预测值与实测值的匹配性较好两者误差可控制在 这表明孔隙度预测模型较为合理预测结果较为可靠表 文昌 油田珠海组孔隙度预测值与实测值对比井名层位孔隙度预测实测误差 珠海组二段.珠海组二段.珠海组二段.珠海组三段.珠海组三段.珠海组三段.珠海组三段.珠海组三段.结 语文昌 油田目的层珠海组是低渗背景下发育“甜点”的典型储层有利区的预测问题亟待解决为此针对珠海组分析沉积作用和成岩作用对其物性分布规律的影响 应用成岩数值模拟方法综合考虑成岩与沉积两大物性影响因素建立孔隙度预测模型 分析结果如下:)文昌 油田为典型低渗储层其中珠海组二段属于中孔低渗储层珠海组三段属于低孔特低渗储层 总体上珠海组二段的物性好于珠海组三段且靠近南大断裂的井区物性最好)沉积是影响物性的先决条件后期的成岩改造是影响储层物性的关键因素 中粗砂岩物性较好靠近南大断裂带扇三角洲根部的物性最好 压杨丽:文昌 油田物性主控因素定量分析及有利区预测实作用是研究区珠海组形成低渗、特低渗储层的最主要因素)珠海组二段、三段的孔隙度分布规律存在一定差异但总体上有利区均发育在靠近南大断裂的区域埋深相对较浅、成岩强度较弱、离物源较近参考文献 茹克.南海北部边缘叠合式盆地的发育及其大地构造意义.石油与天然气地质():.钟建强.珠江口盆地的构造特征与盆地构造演化.海洋湖沼通报():.龚再升李思田.南海北部大陆边缘盆地油气成藏动力学研究.北京:科学出版社:.甘军张迎朝邓勇等.珠江口盆地西部文昌 凹陷古近系天然气富集主控因素与勘探方向.中国海上油气():.李辉陈胜红张迎朝等.珠江口盆地珠三坳陷断裂特征与油气成藏.海洋地质与第四纪地质():.陈林范彩伟刘新宇等.珠江口盆地西部文昌 凹陷油气富集规律与有利勘探方向.中国海上油气():.():.():.万琳王清斌赵国祥等.扇三角洲不同粒级砂岩储层微观孔隙结构定量表征:以石臼坨凸起陡坡带东三段为例.地质科技情报():.陈林李珊珊游君君等.文昌 凹陷古近系低渗储层物性影响因素定量评价与应用.地质科技情报():.尤丽张迎朝李才等.基于沉积成岩 储集相分析确定文昌 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