柴達(dá)木盆地柴北緣低滲氣藏低產(chǎn)原因淺析

摘要：摘要：柴達(dá)木盆地柴北緣低孔巖性氣藏單井產(chǎn)量低，措施改造效果不理想，本文結(jié)合前期改造井壓后評(píng)估等手段，從地質(zhì)和工程兩方面對(duì)低產(chǎn)原因進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：柴北緣;路樂(lè)河組;低產(chǎn)原因;地質(zhì)因素;工程因素

0. 引言

隨著致密砂巖氣在天然氣產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大，致密砂巖氣藏已逐漸成為國(guó)內(nèi)外天然氣勘探開發(fā)的熱點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域 [1]，柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)古近系路樂(lè)河組是是青海油田天然氣勘探的主要目的層。近年來(lái)，在該區(qū)先后部署完成了多口探井的常規(guī)及措施試氣工作，普遍存在著儲(chǔ)層自然產(chǎn)能低，制約著該區(qū)規(guī)模儲(chǔ)量的提交和氣田的效益開發(fā)。深入研究該區(qū)路樂(lè)河組致密砂巖儲(chǔ)層特征和分析單井低產(chǎn)的地質(zhì)原因，對(duì)后期制定合理的儲(chǔ)層改造工藝措施有指導(dǎo)性價(jià)值。

1. 儲(chǔ)層特征

1.1. 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1.1 巖石類型

根據(jù)柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)古近系路樂(lè)河組20余塊薄片資料統(tǒng)計(jì)，該區(qū)路樂(lè)河組主要有3種巖石類型：長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：該區(qū)儲(chǔ)層巖石結(jié)構(gòu)成熟度低，分選差，碎屑顆粒以次棱角狀為主，磨圓度差，整體成分成熟度與結(jié)構(gòu)成熟均低。

1.1.2 巖石組分特征

（1）碎屑組分特征

巖礦分析表明，柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層的碎屑組分中的、長(zhǎng)石、巖屑類的平均體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)，平均體積分?jǐn)?shù)為30%，其次為石英類，平均體積分?jǐn)?shù)為20%，塑性組分（千枚巖、板巖、片巖、泥巖及云母）含量較高，平均體積分?jǐn)?shù)為7.43%。

（2）填隙物組分特征

柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)古近系路樂(lè)河組儲(chǔ)層填隙物主要為粘土礦物（伊蒙混層、綠泥石、高嶺石）及碳酸鹽等膠結(jié)物（方解石，白云石）。

1.2. 物性特征

對(duì)研究區(qū)178塊物性巖心分析結(jié)果表明：柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層物性變化較大，分析平均孔隙度最小為8.93%，平均滲透率為5.28mD。儲(chǔ)層滲透率小于1mD的樣品占76%，由此表明，研究區(qū)屬于致密砂巖氣儲(chǔ)層。

1.3. 孔隙結(jié)構(gòu)特征

對(duì)柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層54塊樣品的壓水參數(shù)統(tǒng)計(jì)表明：排驅(qū)壓力主要集中在0.17-0.41MPa之間，平均為0.30MPa;中值壓力在1.48-6.30 MPa，平均為4.63 MPa，平均最大進(jìn)汞飽和度達(dá)91.67%，退汞效率為30.72%，表現(xiàn)為較高的排驅(qū)壓力和中值壓力，反映儲(chǔ)層的滲透性較差;最大進(jìn)水飽和度較大，但退水效率較低，反應(yīng)儲(chǔ)層巖石致密、喉道和孔隙間的連通性較差。

1.4. 應(yīng)力敏感特征

對(duì)該區(qū)冷東平1井兩塊巖心進(jìn)行應(yīng)力敏感性評(píng)價(jià)，巖樣的滲透率損害率分別為99.29%，91.48%%，為強(qiáng)應(yīng)力敏感性。這與該區(qū)層儲(chǔ)層巖石礦物含量、膠結(jié)類型有關(guān)。該區(qū)儲(chǔ)層石英、長(zhǎng)石等剛性巖屑平均含量為70.6%，而塑性填隙物方解石、蒙脫石等平均含量超過(guò)29.4%，并且該區(qū)儲(chǔ)層屬于壓實(shí)成巖，膠結(jié)作用較弱，顆粒較疏松。生產(chǎn)過(guò)程中要主要生產(chǎn)壓差的選擇，避免近井地帶壓降過(guò)低造成較強(qiáng)的應(yīng)力敏感。

1.5. 滲透特征

1.5.1 氣水相滲試驗(yàn)

通過(guò)研究區(qū)5塊巖心氣水相滲曲線發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)巖心氣相相對(duì)滲透率曲線陡直，隨含水飽和度增大，氣相相對(duì)滲透率降低幅度大;氣水共滲區(qū)較較窄，水相相對(duì)滲透率曲線對(duì)應(yīng)的束縛水飽和度平均為67%，屬于高束縛水飽和度。

1.5.2 核磁共振實(shí)驗(yàn)

核磁共振實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層孔隙流體中氫核信號(hào)的觀測(cè)，可直接測(cè)量出巖石孔隙中的流體特性，獲取儲(chǔ)層有效孔隙度、滲透率、可動(dòng)流體和束縛流體體積，本文選取柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層3塊巖心開展核磁共振實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度平均為36.97%，束縛水飽和度為63.03%。

2. 低產(chǎn)原因分析

2.1. 地質(zhì)因素

2.1.1 沉積非均質(zhì)性

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是制約致密砂巖含氣飽和度的關(guān)鍵因素，均質(zhì)性好往往含氣飽和度。非均質(zhì)性強(qiáng)往往含氣飽和度較低。從冷東平1井現(xiàn)場(chǎng)取心發(fā)現(xiàn)，巖性的非均質(zhì)性極強(qiáng)，縱向上巖性無(wú)規(guī)律的在礫巖，含礫砂巖，泥質(zhì)砂巖，砂質(zhì)泥巖等巖性間交替變化，且?guī)r性之間層理面較為明顯。

2.1.2 儲(chǔ)層品質(zhì)差

通過(guò)對(duì)產(chǎn)氣段巖礦特征分析發(fā)現(xiàn)，柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)古近系路樂(lè)河組儲(chǔ)層砂巖的巖石類型主要為長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖，成熟度低、分選差。儲(chǔ)層具有剛性組分（石英類）含量低，塑性組分含量高的特點(diǎn)，是造成單井產(chǎn)量低的一個(gè)重要因素。

2.1.3 儲(chǔ)層物性

儲(chǔ)層物性是直接關(guān)乎儲(chǔ)層改造后效果的重要參數(shù)，通過(guò)對(duì)牛東區(qū)塊的電性（反應(yīng)儲(chǔ)層物性）與壓后效果統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，試氣結(jié)果達(dá)到工業(yè)氣流的井物性好，聲波時(shí)差普遍在250μs/m以上。試氣結(jié)果未達(dá)到工業(yè)氣流的井物性較差，聲波時(shí)差普遍在250μs/m以下。

2.2. 工程因素

2.2.1 施工參數(shù)

通過(guò)柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)古近系路樂(lè)河組儲(chǔ)層近兩年改造井的情況來(lái)看，普遍采用小排量、中等規(guī)模壓裂工藝，施工排量平均2.7m3/min，加砂規(guī)模21m3。液量178.4m3。該區(qū)儲(chǔ)層砂質(zhì)含量較高，雖然采取了較小的排量控制縫高，但壓裂過(guò)程中人工裂縫仍很容易突破目的層厚度，最終由于支撐劑的沉降造成目的層無(wú)支撐劑的有效支撐，導(dǎo)致壓后效果較差。

2.2.2 壓裂液

壓裂液的選擇上需要考慮儲(chǔ)層的巖石學(xué)特征和敏感性，而根據(jù)前期對(duì)柴北緣地區(qū)目的層的敏感性分析，普遍有一定程度的水敏感性和堿敏感性傷害，酸敏感性傷害則較弱。考慮到常用的胍膠壓裂液為堿性，酸性壓裂液一方面有利于降低破裂壓力，溶蝕方解石，增大滲流通道。另一方面有利于降低外來(lái)流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

2.2.3 排液周期

以長(zhǎng)慶蘇里格氣田和鄂爾多斯盆地東部地區(qū)氣田為例，通常在改造措施結(jié)束后30-40min開井，放噴初期采用3-8mm油嘴控制放噴，排量100-200-300L/min，根據(jù)壓力變化情況通過(guò)節(jié)流管匯控制逐漸放大放噴，若不能自噴，采用液氮?dú)馀e、氮?dú)鈿馀e等其他排液方式及時(shí)誘噴排液。

3. 結(jié)論

（1）柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)古近系路樂(lè)河組儲(chǔ)層剛性組分含量相對(duì)低，塑性組分含量相對(duì)高應(yīng)力敏感性強(qiáng)，地層覆壓，塑性組分受壓變形，滲透率大幅度降低是造成單井產(chǎn)量低的一個(gè)重要地質(zhì)因素。（2）柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)路樂(lè)河組儲(chǔ)層，喉道半徑小和可動(dòng)流體飽和度低，儲(chǔ)層滲透率普遍小于1MD儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)，連通性均較差造成單井產(chǎn)量低的另一個(gè)重要地質(zhì)原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙宏波.鄂爾多斯盆地榆林地區(qū)煤系地層山2段致密石英砂巖儲(chǔ)集層特征及形成機(jī)理[J]. 巖性油氣藏，2010，22（4）：57-63.

作者簡(jiǎn)介：張煜，男，1980年生，2010年西南石油大學(xué)碩士研究生，工程師，目前在青海油田鉆采工藝研究院從事壓裂酸化工藝研究及應(yīng)用工作。

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