致密砂岩储层开发特征——以苏里格气田A区为例_徐树参.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 2 期 154 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 致密砂岩储层开发特征以苏里格气田A区为例 致密砂岩储层开发特征以苏里格气田A区为例 徐树参（西安石油大学，陕西 西安 710065）摘 要：摘 要：未来几年我国的油气资源产量中非常规油气资源的占比会越来越高，所以我们现在迫切需要研究如何对低渗透率、低孔隙度、低丰度、大面积的致密砂岩储层进行高效科学的开发并且了解其开发特征。对苏 A 井区盒 8+山 1 储层开展综合分类评价，类区开发前景优越；类区，开发增产潜力巨大；类区在研究区内零星分布。关键词：关键词：非常规油气；致密砂岩；开发特征 根据最近我国的油气资源勘探结果显示我国已经探明的非常规油气资源储量占探明总资源的 70左右，从中可以看出非常规油气资源已在我国能源开发领域中有着举足轻重的角色，而且未来几年我国的油气资源产量中非常规油气资源的占比也会越来越高。所以为了保证我国的油气资源安全领域的独立，就必须着重发展对非常规油气资源的勘探与开发。而在我国的非常规油气资源中，致密砂岩气的比重比较高。根据数据表明，我国致密砂岩气藏的探明储量约为2610123，可采储量大概为 1310123，其中可采储量占据了探明储量的一半，所以开发前景优越1。目前,世界上关于非常规致密油气的探索工作尚处在起步与探索中的重要时期。中国已先后在四川、松辽、塔里木、鄂尔多斯等盆地找到了较大的致密砂岩气藏。四川盆地致密气资源最丰富,川中地区日产气量已经超过了 160104 m3，是四川盆地的天然气主要产区。以川中区沙溪庙组二段的致密通道油气活动显示最频繁,有利区域一万平方公里，估计资源量超过万亿立方米2。松辽盆地深层天然气的主要烃源岩是北部的沙河子组。其储层成因及岩石特征与国内外其他火山碎屑岩储层相似但，断陷湖盆气藏分布受断块控制，储层岩石致密，储层渗透率差，气水关系极为复杂3。塔里木盆地库车地区白垩系深层致密气资源潜力巨大，是重要的增产增储区。同时，近年来库车地区侏罗系致密气资源取得了重大突破，应积极开发4。鄂尔多斯盆地的苏里格气田是目前我国发现最大的致密砂岩气田，低孔隙度、低丰度、低渗透率是其主要特征。其储层属于曲流河与辫状河沉积，主要含气层段为二叠系下石盒子组盒 8 段和山西组山 1 段。储层非均质性强，单井控制储量低，气井投产后产量递减快，稳产能力差5。本文以苏里格气田 A 区为例，依据地质学相关理论知识，对比分析苏 A 区块不同砂岩储层的特征及其差异性，从而得出不同储层的开发规律，通过致密气指标评价方法优选，落实不同类型气井开发指标，从而提高苏 A 区块的最终开采效益，实现经济有效的开采。1 研究区块基本地质特征 1 研究区块基本地质特征 1.1 地层概况 苏里格气田是上古生界碎屑岩系中发育的大型砂岩岩性封闭气藏。其上石盒子组和下石盒子组自上而下可划分为8 个含气层段，分别为盒 1盒 8 段；山西组可划分为山 1和山 26。详细岩性特征简述如下：二叠系下统山西组：山西组以“北岔沟砂岩”之底为底界，以“骆驼脖砂岩”之底为顶界，厚度一般 70m 左右。根据沉积序列及岩性组合自下而上分为山 1、山 2 两段。山 2段区内主要是一套三角洲含煤地层，一般有 35 个成煤期。山 2 段为一套含煤碎屑岩地层，岩性主要是石英砂岩或岩屑砂岩夹薄层粉砂岩、泥岩和煤层。山 1 段以分流河道沉积为主，岩性为细中粒岩屑砂岩、岩屑质石英砂岩和泥质岩。石盒子组：石盒子组以“骆驼脖砂岩”之底为底界，该砂岩的顶部有一层“杂色泥岩”，其自然伽马值高。根据沉积序列及岩性组合自下而上分为下石盒子组和上石盒子组两段。下石盒子组为一套浅灰色含砾粗砂岩、灰白色中粗粒砂岩及灰绿色岩屑质石英砂岩，砂岩发育大型交错层理，泥质含量少。上石盒子组主要为一套红色泥岩及砂质泥岩互层，夹薄层砂岩及粉砂岩，上部夹有 13 层硅质层，厚度一般 140160m。它是一套干旱湖泊环境为主的沉积，在测井曲线上反映出高电阻、高自然伽马7。1.2 构造特征 苏里格气田南部位于鄂尔多斯盆地依山斜坡西北部，呈北东高西南低的西倾单斜构造。构造简单，断层不发育，顶部埋深一般在海拔-2110-2330m 之间，内部发育鼻状隆起构造。苏 A 区块位于苏里格气田中部，继承了鄂尔多斯盆地依山斜坡整体构造格局。它具有西低东高的特点，特别是鼻状构造具有西南低东北高的特点。区块西南至东北部地层结构最大隆升幅度可达 150m。在西倾单斜构造背景下，主要发育控制全区的 6 个鼻状构造，总体分布为东北-西南，延DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.058 徐树参：致密砂岩储层开发特征以苏里格气田 A 区为例 155 伸距离 1535km。局部构造圈闭发育，面积 0.56km2，幅度 530m。1.3 沉积特征 苏 A 区块位于苏里格气田中部，其上古生界主要气源岩是石炭-二叠系下部海陆过渡相煤岩与泥岩，发育于气源岩之间及其上的盒 8 段和山 1 段河流相砂体构成了储集体，二叠系上部河漫滩-湖相泥岩构成了上古生界气藏理想的区域盖层由于古生界盒 8 段和山西组主力储层砂岩的长期成岩作用，储集岩中大部分原生孔隙被破坏，形成了上古生界盒8 段和山西组低孔低渗砂岩储集体系。盒 8上段可划分为 2 个小层，每个小层发育 59 条曲流河，河流方向仍然是自北向南，其中，盒 8上2方向略向北东-南西向偏移，盒 8上2为曲流河向辫状河过渡的沉积环境，河道宽度明显较盒 8下窄。山 1 段按照旋回可划分为三个小层，为曲流河沉积，各小层自西向东依次发育 610 条河道。盒 8下段可划分为 2 个小层，总体为辫状河沉积，在垂直河道方向上有两条主河道带，在平行河道方向砂体不但发育而且连续，最大可延伸 10 个井距。1.4 储层特征 苏里格气田储层岩性主要为灰白色中粗粒、含泥粗中粒岩屑质石英砂岩，灰白色粗粒、粗中粒岩屑砂岩。而盒 8 段泥岩多见杂色、灰绿色、褐色、灰色和棕色，灰黑色和深灰色次之，且杂色或棕色泥岩往往与灰色、灰绿色泥岩呈互层，或见厚层灰色、灰绿色泥岩中夹杂色泥岩，反映其沉积环境水位变化频繁，水体常在氧化环境与还原环境之间变化。山 1 段泥岩为深灰色、灰黑色，砂岩多呈灰白色和浅灰色，反映其沉积时气候为潮湿气候，沉积环境为弱还原还原环境。2 储层分类评价 2 储层分类评价 2.1 砂体展布特征 盒 8 上 1 砂体厚度 210m，零星分布；盒 8 上 2 砂体厚度 212m，主体发育 3 条南北向砂带；盒 8 下 1 砂体厚度 220m，主体发育 2 条宽大砂带；盒 8 下 2 砂体厚度 220m，砂体最发育，全区分布；山 11、山 12、山 13 砂体厚度 214m，多集中在 610m，山 13 相对砂体最发育，东部好于中西部。2.2 有效砂体展布特征 各小层有效砂体均呈南北向展布，纵向叠加，盒 8 下 1、盒 8 下 2 最发育，其余各层均零星分布。盒 8 上 1 有效砂体厚度 210m，有效砂体不发育且零星分布；盒 8 上 2 有效砂体厚度210m，呈条带状分布；盒8下1有效砂体厚度218m，中、西部大面积连片分布；盒 8 下 2 有效砂体厚度 220m，砂体最发育，全区分布，中东部略好；山 11、山 12、山 13 有效砂体厚度 210m，多集中在 48m，全区条带状零星分布。2.3 分类评价 综合以上研究成果，依据有效储层厚度、物性结合已钻井试气及生产情况对苏 A 井区盒 8+山 1 储层开展综合分类评价，结果如下（图 1）：图 1 苏 A 井区盒 8+山 1 储层综合评价分类图 图 1 苏 A 井区盒 8+山 1 储层综合评价分类图 156 徐树参：致密砂岩储层开发特征以苏里格气田 A 区为例 类区，面积为 327km2，有效储层厚度10m，孔隙度为 5.6%15.2%，平均孔隙度为 9%，渗透率 0.13.1610-3m2，平均渗透率为 0.6610-3m2，含气饱和度 28%78.8%，饱和度均值为 58.2%，典型的产量是每天超过200,000m3。每个阶段都集中在重叠河流的中心，具有良好的发展前景。类区，面积465km2，有效储层厚度6m，孔隙度5.4%14.1%，平均孔隙度为 8.6%，渗透率 0.22.6910-3m2，平均渗透率为 0.5510-3m2，含气饱和度 12%81.8%，平均饱和度为54.58%，典型的产量是每天超过50,000立方米。I 类是优化井网的关键领域，井网在该地区广泛存在，具有很大的增长和生产潜力。类区，面积为 165km2，有效储层厚度6m，孔隙度3.7%13.6%，平均孔隙度为 7.7%，渗透率 0.11.4910-3m2，平均渗透率为 0.4810-3m2，含气饱和度 21.7%69%，饱和度均值为 49.94%，每天的典型产量少于 50,000立方米，研究区域内零星分布。3 结论与建议 3 结论与建议（1）苏 A 区块单层划分方案如下：盒 8 上 1、盒 8 上 2两分，盒 8 下 1、盒 8 下 2 两分，山 11、山 12、山 13 三分，盒 8 上单层平均厚度 7.5m，盒 8 下单层厚度平均 6m，山 1单层平均厚度 7.6m。（2）分别从沉积背景调研方面开展苏 A 区块沉积环境，可以得出苏里格气田盒 8 上段、盒 8 下段和山 1 段地层沉积类型完全属于河流相，而且盒 8 上段和山 1 段沉积类型为曲流河沉积，盒 8 下段沉积类型为辫状河沉积，河流相为主要造砂单元，分小层精细刻画叠合砂体分布特征，进而落实砂体展布。（3）依据有效储层厚度、物性结合已钻井试气及生产情况对苏 A 井区盒 8+山 1 储层开展综合分类评价：类区，面积 327km2，集中分布在各期叠置河道的中央位置，开发前景优越；类区，面积 465km2，主要分布在类区周边，开发增产潜力巨大，；类区，面积 165km2，研究区内零星分布。建议：在开发致密砂岩储层时应开展储层未动用储量空间分布规律研究，明确层间及井间未动用储量分布情况，结合储层精细描述，优化开发井位坐标，有效动用剩余未动用储量。同时开展提高采收率技术攻关，基于目前开发井网，研究合适加密方式及加密时机，提升区块储量动用程度及采收率。参考文献 参考文献 1 凌云,李宪文,慕立俊,等.苏里格气田致密砂岩气藏压裂技术新进展J.天然气工业,2014,34(11):66-72.2 何建华,曹峰,邓虎成,等.四川盆地 HC 地区须二段致密砂岩储层地应力评价及其在致密气开发中的应用J/OL.中国地质,2022(7):1-16.3 张大智,初丽兰,周翔,等.松辽盆地北部徐家围子断陷沙河子组致密气储层成岩作用与成岩相特征J.吉林大学学报(地球科学版),2021,51(01):22-34.4 唐军,章成广,信毅.油基钻井液条件下裂缝声波测井评价方法以塔里木盆地库车坳陷克深地区致密砂岩储集层为例J.石油勘探与开发,2017,44(03):389-397+406.5 费世祥,余浩杰,陈存良,等.致密砂岩气藏水平井开发关键技术以苏里格气田上古生界为例J.西安石油大学学报(自然科学版),2022,37(04):26-35.6 余瀚熠.苏里格气田 S 区块储层综合预测方法研究及应用D.成都理工大学,2010.7 何彬.鄂尔多斯盆地西南部上古生界石盒子组盒 8 段沉积体系研究D.长江大学,2014.