曙光低潜山带难采储量二次评价研究

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  摘 要:曙光低潜山带上报探明储量以来受潜山内幕不清、直井产能低等方面的制约,无法经济开发。本次针对潜山内幕探索性地开展地层层序、潜山内幕岩性剖面、内幕构造、储层评价、油藏特征等方面的研究,利用水平井提高裂缝钻遇率和油层钻遇厚度,提高油井日产能力,实现经济有效开发,动用难采储量的目的,为同类难采储量区块早期评价提供新的思路。
  关键词:碳酸盐岩潜山;曙光低潜山带;二次评价;难采储量
  引 言
  曙光低潜山带构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡中段,其西北为曙古潜山,南为杜古潜山,均为长期稳产、高产的老油气田。曙光低潜山带自1996至1999年陆续上报探明石油地质储量988×104t,由于潜山裂缝性油藏的特殊性,特别是潜山内幕研究成为制约潜山有效动用的难点,十多年来尚有369×104t地质储量未投入开发。在对区域地震、地质资料精细复查、分析的基础上,对该潜山进行了难采储量二次评价部署研究。
  主要依据如下:
  ⑴ 潜山位于斜坡向洼陷的转折部位,中、新生代构造运动活跃,断裂异常发育,有利于油气富集。但由于地震资料品质受限且井控程度低,构造长期未重新落实。
  ⑵ 潜山在新生界沉积前长期裸露地表,受构造运动和后期成岩改造作用的控制,发育了良好的储集空间。
  ⑶ 具有较好的出油井点。潜山共完钻各类井24口井,11口井投入试采,单井产量相差悬殊,投产初期单井日产油5~70t/d。如曙125井初期日产油55.8t/d,累产油12454t。
  ⑷ 水平井技术优势明显且技术渐趋完善,为二次评价提供了技术保障。通过改变井型和开发方式有助于提高单井产能,达到经济有效开发的目的[1]。
  1 曙光低潜山带基本地质特征
  1.1地层
  上报探明储量以前,由于当时生物地研究手段和水平有限,未能在这套潜山地层的取心样品中发现可标定地层时代的生物化石资料,只能用周边有限的露头资料以及井下钻遇潜山的岩性特征和相应的地球物理测井资料对比潜山地层进行划分对比。因此,将这套古潜山地层全部归为中新元古界。
  1.2岩性
  潜山是在浅海-较深海环境下,沉积的一套以泥岩、碳酸盐岩、石英岩交互的地层。碳酸盐岩以灰岩和白云岩为主,泥质岩多为变质泥岩,碳酸盐岩和石英岩为储层[2]。
  1.3储层
  岩心观察与试油证实,在较纯的灰岩、白云岩和石英岩中裂缝发育,为储集岩类;泥质含量较高的灰岩、白云岩和板岩裂缝不发育,为非储集岩。储层空间类型有宏观裂缝、孔洞与微观孔、缝均发育,为具有双重孔隙介质的裂缝~孔隙型储层。具有极低孔、低渗的特点,孔隙度一般分布在2%~10%,渗透率一般分布在0.1~0.3mD,同时孔渗相关性差也反映了储集空间复杂、次生孔隙发育的特点。
  1.4构造及油藏类型
  由于受太古界基底起伏的影响,且元古界地层顶面遭受长期剥蚀,潜山顶面构造是受后期剥蚀形成的,而内幕构造是受沉积和早期构造影响。本区基底构造西高东低,受一系列北东向断层控制,受近东西向和南北向断层切割,使潜山带进一步复杂化。
  油层的分布明显受储层岩性、物性和裂缝发育程度的影响,为裂缝型油藏。
  2 潜山内幕二次评价研究
  2.1建立潜山地层层序
  利用钻井取心及岩屑资料,结合电测井、地震及其它测试资料,从地层岩性、古生物及测井曲线特征等方面对曙光油田地层进行了研究,建立了元古宙及古生代潜山地层层序。曙光低潜山带钻井揭示的元古宙及古生代潜山地层划分为两个界2个系14个组,分别为中-上元古界:长城系大红峪组、高于庄组,青白口系下马岭组、龙山组、景儿峪组;古生界:寒武系老庄户组、馒头组、毛庄组、徐庄组、张夏组、崮山组、长山组、凤山组,奥陶系冶里组。
  2.1.1 古生物化石依据
  通过对潜山岩石薄片复查,在曙光古潜山低断阶带的岩石薄片中发现了属于古生代的三叶虫、腕足类和海百合茎等化石碎片,从而证实在原归属中新元古界的曙光古潜山内发现有属于古生代地层存在。选择易于在有限岩心中发现牙形石和藻类等化石的古生界典型门类,在曙光古潜山的高、中、低断阶带钻遇岩心中进行系统采样,在曙光古潜山的高、中、低断阶带都发现了属于晚寒武世和早奥陶世的标准牙形石生物化石带,并可进行远距离的大区域和洲际对比,证实了曙光低潜山带存在寒武纪至早奥陶世地层。图2为曙125井扫描电镜照片,图片(a)、(b)、(c)为纤细齿丛牙形石,图片(d)克兰兹费氏牙形石,均为中寒武统至上寒武统;图片3为曙111井扫描电镜照片,图片(a)为斯特拉干颚牙形石,图片(b)巴斯特多变单锥牙形石,属下奥陶统冶里组[3]。
  2.1.2 岩石学及电测井依据
  元古宙和古生代潜山,在纵向上由于地层不同,其岩性组合也不同,这些岩性组合显示了不同时代地层的特点。在横向上,不同钻孔钻遇的同时代地层具有相同的岩性组合。同时,这些岩性组合与同时代的标准剖面或辽河断陷周边地区具有很好的可比性。如本区景儿峪组主要由绿灰、褐灰、灰色海绿石砂岩,泥质粉砂岩,砂质页岩和浅灰色、褐灰色泥灰岩组成,呈互层或夹层状,这与蓟县标准剖面和辽西地区野外露头的景儿峪组具有很好的可比性。
  对元古宙和古生代以碳酸盐岩为主的地层,在地层的划分与对比时,常用用自然伽玛能谱测井。对纯的碳酸盐岩地层,放射性钾含量很低,自然伽玛曲线低平。但由于不同时代或不同时期的碳酸盐岩的沉积环境不同,导致不同地层中的粘土矿物含量不同,表现为自然伽玛曲线有不同程度的突起。元古宙和古生代地层有三个自然伽玛对比标志层,一是龙山组,海绿石砂岩、石英砂岩和深灰色泥岩互层。曲线呈锯齿状,自然伽玛相差较大,最小值4.4R/h,最大值21.7R/h,一般为10~19R/h;二是景儿峪组,紫红色泥岩、海绿石砂岩及薄层灰岩。曲线呈微齿状,自然伽玛值高且差值小,最小值12.6R/h,最大值19.2R/h,一般为15~18R/h;三是崮山组,黑色、紫红色泥云岩,含砂泥岩,云质砂岩,泥质云岩互层。自然伽玛相差悬殊,但下限值较大,最小值9.6R/h,最大值28R/h,一般为10~20R/h。   2.1.3 地震地层学依据
  不同时代的地层沉积条件存在一定的差异,因此,在不同地层之间出现波阻抗的突变。连续的地震反射通常是沿着地层的层面或不整合面,而地层内部的岩性变化一般不产生连续反射,仅仅是使层面或不整合面的波形发生变化,因而利用地震剖面可以追寻地层界面。通过层位标定和骨干剖面解释,确定了潜山顶界反射层地震反射特征。潜山顶界反射较为清晰,元古宙和古生代地层呈明显角度不整合接触,局部地区内幕清楚。图4是曙125块曙116-曙127井任意线,古生界地层倾向为北偏东,元古界地层倾向北偏西,呈明显的角度不整合。
  2.2潜山形态刻画
  地质综合研究结果表明曙光低潜山带为古生界、元古界、太古界相互叠置形成的复合潜山。地震地质紧密结合,首先制作准确的合成地震记录,从井资料分析潜山上覆岩层与潜山的岩性、电性特征,将钻井分层与地震波组特征进行详细研究对比,特别是阻抗特征相近的不同岩性界面分析,将井合成记录与井旁地震记录进行合理匹配,建立速度场。然后利用地震解释软件对潜山顶面进行追踪解释,研究潜山顶面构造。由于工区面积较大,精细刻画了储量规模相对较大,具备二次开发潜力的两个区块。曙103区块潜山顶面形态为单面山,四周被断层围限,高点埋深3200m,见图5;曙125区块构造整体被NE向的兴西断层和曙108西断层所夹持,并被块内NE向、近EW向断层分割,呈东西分带、南北分块的特点,走向北东,见图6。
  潜山内幕形态关键是地层倾角的识别。地层倾角测井除了反映地层构造倾角以外,还反映沉积倾角特征,信息比较杂乱。为了更好反映古生界和元古界潜山地层倾向、倾角,曙103块筛选出3口井的倾角测井资料、2口井的井周声波成像进行倾角处理解释,解释地层倾角30°~60°,地层倾向75°~110°。曙125区块对9口井进行构造倾角交互解释。依据常规测井资料,结合岩心分析资料,确定泥岩与灰岩交界面,手工拾取岩性界面,消除沉积倾角干扰,确定地层倾角。如曙125-1井在3508.1m,地层倾角9.3°,地层倾向北偏东70.2°;在3577.6m,地层倾角4.5°,地层倾向北偏东70.8°,见图7。通过手工拾取岩性界面,综合确定古生界地层倾角8°,地层倾向北偏东55 °;元古界地层倾角约为10°,地层倾向北偏西25°。
  2.3 潜山内幕储层识别与评价
  2.3.1 潜山内幕岩性识别
  潜山地层测井曲线特征是岩石矿物成分、孔隙结构和孔隙流体的综合反映。根据岩心、测井、录井等各种资料综合分析,古生界、元古界潜山地层主要岩性有碳酸盐岩、石英岩、泥质岩及其过渡类型,碳酸盐岩主要造岩矿物为白云石、方解石,石英岩的主要造岩矿物为石英,泥质岩类的造岩矿物为高岭石等粘土矿物。白云石、方解石、石英、粘土矿物在测井响应上具有明显的差别(表1),白云石和方解石密度高、时差低;石英相对低密度、高时差;粘土矿物具有较高的放射性,因此造成潜山各岩性在数控测井系列曲线上特征比较明显,这就为用测井资料识别潜山岩性奠定了基础[4][5][6]。
  2.3.2岩性测井划分标准
  采用钻井取心及岩屑录井薄片分析资料对岩性的鉴定,选择补偿声波(Δt)和自然伽玛(GR)制作了Δt—GR交会图(图8),确定古生界、元古界潜山各种岩性的划分标准,见表2。
  2.3.3潜山内幕有效储层的识别
  古生界、元古界潜山储层就其基质而言,具有低孔、低渗的特点。孔隙度一般在3%~4%,基质岩块渗透率一般低于1×10-3μm2。有效储层是指裂缝孔隙和基质孔隙都较发育的储集岩。在岩性识别的基础上,利用3700测井资料采用RLLd~■·△t交会划分储层。
  当RLLd<2200Ω·m,■·△t>10μs/ft时,为有效储层(图9)。
  2.4油藏类型再认识
  通过潜山形态刻画、内幕储层研究及单井试油试采分析,取得以下四点认识:
  ① 油藏类型为风化壳型油藏,具有边水。油层分布在距离潜山面以下200m的古生界风化壳地层内,油水界面为3770m,见图10。
  图10曙127井~曙111井油藏剖面图
  ② 潜山带非均质性强,产量存在差异
  油井采油强度相差较大,试油方式下油井采油强度0.01~2.14t/(d.m),平均为0.58t/(d.m);试采情况下,油井采油强度0.11~0.66t/(d.m),平均为0.35t/(d.m)
  ③ 直井自然产能低,酸化后能大幅度提高产能
  5口井(曙127、125、125-1、123、110)进行了酸化试油,见到明显效果。如曙125井在3505.0~3590.0m井段常规试油,日产油0.18t,酸化后日产油181.8t,累产油752.1t。
  ④ 边水能量不足,初期油井产能高,但投入开采后产量递减快。
  3 产能建设部署与实施情况
  根据难采储量特点,在产能建设部署研究中遵循四点原则:一是在储层发育相对有利部位应用水平井、大斜度井提高油井日产能力,实现经济有效开发;二是针对该油藏的特点,油井投产前采取压裂、酸化等储层改造措施;三是采取人工注水保持地层能量开发,采用边底部位注水方式,提高采油速度和采收率;四是为保证单井有足够的生产能力,要求单井控制储量在20×104t左右。按照上述原则,在构造落实,储层产状及油层分布认识较清楚的曙103和曙125块部署4口水平井,旨在通过水平井提高单井日产能力,实现经济有效动用的。
  目前,完钻并投产1口井,上钻1口井。曙103-PtH1井实施古生界潜山水平井,设计水平段200.2m,裸眼段3449~3565m,厚度116m/裸,水平段电测解释油层+低产油层56.9m。电潜泵生产,生产井段为3449~3565m。投产初期排液,日产液48m3,含水100%,累计排液186.41m3后见油,含水变化由100%、80%、63%、50%、21%到痕迹显示。目前油压0.05MPa,套压0.9MPa,日产液27.2m3,日产油9.5t,含水17.7%,累积产液678.33m3,累积产油272.78t。
  4 结 论
  从潜山顶界构造解释、潜山形态的刻画、岩性识别与剖面的建立、潜山储层综合评价等潜山内幕的核心问题进行了系统研究,为井位部署奠定了基础。
  ⑴ 通过对曙光低潜山地层序列的研究,根据牙形石古生物化石,划分并建立了古生界地层,建立了曙光低潜山完整的地层层序序列。
  ⑵ 利用2009年新采集、处理的地震资料,重新落实了曙光低潜山曙光低潜山的构造特征及断裂的组合关系;并结合钻、测井资料,分析了古生界、元古界、太古界地层的平面展布规律。
  ⑶ 根据测井地层倾角解释,结合地震波反射特征,确定古生界地层倾向为北偏东55°,地层倾角为8°;元古界地层北偏西25°,地层倾角为10°。
  ⑷ 通过地质的综合研究,部署难采储量评价井4口,实施1口井,说明站在新技术前沿评价,曙光低潜山带具有较好的开发前景。
  参考文献
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  [6] 柏松章,唐飞.裂缝性古潜山基岩油藏开发模式.北京:石油工业出版社,1997:3~25.
  作者简介
  陈超(1972-),女,高级工程师,1991年毕业于大庆石油学院开发系油藏专业,现从事油气田开发规划工作。
  赵庆辉(1973-),男,高级工程师,1991年毕业于大庆石油学院开发系油藏专业,现从事油气田开发试验工作。
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