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泌阳凹陷裂缝性白云岩油气储层特征研究

周锋德  
【摘要】: 由灰岩、泥岩和白云岩等非砂岩类岩石所构成的油气储层属于典型的“非常规油气储层”,此类储层如果没有裂缝和溶孔(洞)的改造,很难成为有效的油气储层。泌阳凹陷白云岩区储层属湖相白云岩裂缝-溶孔(洞)性储层,层系厚度达2000多米,岩性以典型的湖相泥质白云岩为主,夹几层碱层,是一种独特的储层类型。前人对该地区储层进行过许多研究,但对白云岩储油能力、储集体空间分布、储集层类型、裂缝特征及其分布规律等因素没有明确的认识。在这些因素当中,白云岩储层裂缝性评价是关键,它对评价、开发该地区油藏意义重大。本文主要针对白云岩裂缝性储层识别和预测问题进行研究。运用碳酸盐裂缝性储层表征技术研究思路,首先从岩心观察、测井数据处理及薄片等直观资料入手,总结白云岩储层地质特征;建立可靠的定量化模型对单井裂缝类型、裂缝测井特征及裂缝发育层段进行识别;并应用数学模拟方法对储层裂缝发育带进行预测,其中包括高斯曲率方法的首次应用。同时,通过对该地区古构造应力场的研究对该地区油气能量分布进行预测;最后对有利储集体分布、储层等级和含油性进行了评价,为该地区的进一步勘探和开发提供依据。 首次应用基准面旋回变化方法用于该白云岩层系地层旋回对比,将核二段地层划分为4级基准面旋回,即1个长期旋回、6个中期旋回、15个短期旋回(云2取芯段)和许多超短期旋回。通过岩心观察,把该地区复杂的岩性组合关系归纳为5种常见的岩性组合类型。 通过据显微镜、扫描电镜观察、X射线衍射和电子探针分析,泌阳凹陷白云岩类矿物主要以白云石、方解石为主,此外还有分布较普遍但含量不高的黄铁矿、方沸石等。溶解、成岩破裂等成岩作用对储层裂缝贡献较大。充填作用较弱,裂缝中无充填的裂缝占60.5%,沥青充填的裂缝占7%,碱晶体充填的裂缝占11.6%。 储层宏观溶孔(洞)分为白云岩针孔、绿豆状-黄豆状溶孔、牛眼状溶孔、溶洞和孔洞五种。识别裂缝类型主要有:同沉积滑动裂缝、同沉积干裂收缩裂缝、水平裂缝、X型共轭剪裂缝、低角度裂缝、早期高角度裂缝和晚期高角度裂缝等。微观孔隙主要分粒间孔隙、显微针孔、溶蚀孔隙和揉皱孔隙4种。微观裂缝类型有层间微裂缝、共轭交叉剪裂缝、高角度斜交裂缝和微观缝合线4种类型。云2井含油段观察证实,x型剪切裂缝发育是形成有利储层最重要的因素,剪切裂缝在碱层与泥质白云岩互层中含碱白云岩、含泥质白云岩中较发育。识别出砂岩粒间孔隙性储层、低孔低渗白云岩孔隙储层和含裂缝白云岩储层三种类型,其中,白云岩组合裂缝-溶孔型储层是最有利的储集类型。 WP=6 通过对云1、云2和泌69三口井的岩性和测井电性的归纳,建立了测井电性与岩性关系模版,运用先进的人工神经网络方法,对研究区10口未取心井进行岩性识别,可信度达80%,在次基础上作出H23段岩相分布图。 运用曲率方法(包括极值主曲率方法和高斯曲率方法)对裂缝进行预测和评价,结果显示裂缝平面上集中云2井附近发育,平面上将裂缝划分3个等级:H21段裂缝在段在云1、云2、泌103、泌69、云6-1、泌2等井控制的范围内发育;H22段在云1、云2、泌103、泌69、云6-1等井控制的范围内发育;H23段在云1、云2、泌103、泌69、云6-1、泌2、泌149、云3、云3-1、S02、S41、An26等井控制的范围内发育;比较构造等值线图,裂缝发育与构造分布关系密切。 根据应力场方法评价裂缝原理,首次在油气储层裂缝研究中引入大型有限元软件(MARC软件),对该地区能量密度变化、最大主应力变化进行模拟。 通过地层对比方法识别6个有利储集层段。综合岩性、构造、数学计算等资料,在平面上把有利储层划分4个等级:H21段裂缝在段在云1、泌103、泌2、云2、泌69、云6-1等井控制的范围内发育;H22段在云1、云2、云6-1、云3等井控制的范围内发育;H23段在云1、泌2、云3-1等井控制的范围内发育。 通过对储集体空间和含油性的评价,预测H21、H22、H23三段含油面积分别为2.58 km2、1.75 km2和3.94 km2,累计可采储量为67.2×104t。


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