非常规油气资源.docx

本科生实验报告实验课程 学院名称 专业名称 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二O 年 月 二O 年 月致密砂岩气藏概述1 致密砂岩油气藏简介1.1 致密砂岩油气藏的概念致密砂岩油气藏就是所谓的碎屑岩中的低渗透油气藏，它是一个相对的概 念，世界上并没有统一的划分标准和界限，因不同国家、不同时期的资源状况和 技术经济条件而划定前苏联将储层渗透率小于(50〜100)X10沖m2的油藏作为低渗透油气藏， 美国A.I.Leverson认为低渗透油藏储层的上限为10X 10-3pm2o Berg(1988)认为低 渗透油藏储层的上限为1X10沖m2〜10X10-3pm2我国唐曾熊(1994)在其《油 气藏分类及描述》中建议以一个数量级作为划分各类渗透率的范围，低渗透油气 藏储层的渗透率为(10〜100)X 10沖m2；罗蛰潭、王允诚(1986)将油层分为 4类，把渗透率小于10X10-3pm2的称为特低渗透油藏，把渗透率小于100X 10叩m2的称为低渗透油藏我国各油田对低渗透油气藏的定义也不一致：中原 油田把储层渗透率在1 X 10-3pm2〜10 X 10沖m2的油藏定为“低渗透”，将储层渗 透率小于1X10-3pm2的油藏定为“致密”长庆油田认为“低渗透油气藏”是指 渗透率很低(如1X10叩m2〜10X10-3pm2)的油、气层所构成的油气藏。

国家储量 委员会颁布的碎屑岩和非碎屑岩储层物性分级标准中将孔隙度 10％〜15％，渗 透率5 X 10-3pm2〜50X 10叩m2的储层定为低孔低渗储层，而将孔隙度小于10%, 渗透率小于5 X 10-3pm2的储层定为特低孔特低渗储层对于低渗透油气藏的研究，致密砂岩气藏更受到国外学者的关注，相继提出 诸多低渗低孔条件下的致密砂岩气藏的新概念，例如深盆气藏 (deep basin gas) (Masters,1979)、盆地中心气藏(basin-centered gas accumulations)和连续气藏 (continuous gas accumulation)(Schmoker,1996)等深盆气藏的概念最早由在美国 新墨西哥州和科罗拉多州的San Juan盆地和加拿大Alberta盆地深部天然气藏的 研究基础上提出的，他认为深盆气藏系指在特殊地质条件下形成的，具有特殊圈 闭机理和分布规律的非常规天然气藏深盆气藏主要集中分布在盆地中心或盆地构造的深部位，故称之为深盆气藏图 1 加拿大阿尔伯达盆地深盆气藏剖面示意图(据许化政等，1996)其后，Masters (1983)讨论了加拿大Alberta盆地Elmworth油田深盆气藏 的地质特征，指出深盆气藏的主要地质特征为储层致密，气藏内气水倒置，负压 异常以及源一藏伴生等。

Dyman等(1997)将深盆气定义为埋藏深度大于15000 英尺(4572m)的气体聚集该定义实际上是一个经济上的定义，并没有考虑地 质过程Law (2002)认为何时出现盆地中心气藏(basin-centered gas accumulations 缩写为BCGAs)的概念不太清楚，但是Rose等(1986)在研究Raton盆地Trinidad 砂岩天然气聚集时提到这个概念然而，很可能工业部门在文献发表之前，使用 了盆地中心气藏这个概念 Law( 2002)将盆地中心气藏 (basin-centered gas accumulations缩写为BCGAs)定义为区域上广泛分布的充满天然气的气藏该气 藏为饱含气，具异常压力(高压或低压)，通常没有下倾的水界面，并且为低渗 透的储层连续气藏(continuous gas accumulation)的概念由 Schmoker (1996 )提 出，它反映了气藏的大面积连续分布Law (2002)认为在许多情况下，致密砂 岩气藏是一个很好的概念，但是在一些情况下比较含糊，而且它可能包括常规圈 闭的、浮力作用聚集的天然气藏Masters (1979)的深盆气定义在应用上出现 了一些问题，因为并不是所有的储存在致密储层中的气藏都埋藏在很大的深度。

例如，San Juan盆地中致密储层中的气藏埋藏深度为914m的浅层此外，致密 储层中的气藏都饱含气，不存在倒置的气水界面连续气藏虽然可以准确地描述 致密储层中大面积充满天然气的特征，但是太广泛，包括了煤层甲烷和泥岩天然 气藏，因此他建议在目前没有其它更好的定义的情况下，采用盆地中心气藏 (basin-centered gas accumulations缩写为BCGAs)来描述赋存于低孔隙度和低渗透 率的砂岩中的天然气藏但是我们认为，相对来说，致密砂岩气藏这个概念更能 反映低孔隙度和低渗透率砂岩中的天然气藏的特征，因此我们主张采用致密砂岩 气藏这个概念，并且深盆气为致密砂岩气的一种特殊类型总体来说，致密砂岩气藏是指赋存于低孔隙度和低渗透率砂岩中的低渗透天 然气藏，属于非常规油气藏尽管在致密砂岩气藏的概念上存在不一致认识，但 有一点是值得肯定的，即致密砂岩气藏的气层在增产措施以前很难依靠油井的自 然产能来获得经济有效的工业价值1.2 致密砂岩油气藏储层的分类及评价目前致密气藏的分类是和致密油藏放在一起的，以储集层特征为分类评价标 准，目的在于综合认识油气层内部结构特征，为合理开发和提高最终采收率提供 科学依据，也为储量的计算提供标准。

在致密砂岩油气藏研究中，因为不同盆地 不同深度致密砂岩油气藏开采现状、分布规律、地质产状和形成机制等的不同， 在致密砂岩油气藏分类中，分类评价的标准也不一样1.2.1 根据油气层物性和生产特征分类李道品(1997)根据实际生产特征，按照油气层的平均渗透率，进一步把低 渗透油气藏分为三类：第一类为一般低渗透油气藏，油气层的平均渗透率为(10.1〜50) X10-3pm2 这类油气藏的油气层接近正常油气层，油井能够达到工业油流标准，但产量太低， 需采取压裂措施提高生产能力，才能取得较好的开发效果和经济效益第二类为特低渗透油气藏，油气层平均渗透率为（1.1〜10.0）X10-3pm2 这类油气藏的储层与正常油气层差别比较明显，一般束缚水饱和度增高，测井电 阻率降低，正常测试达不到工业油流标准，必须采取较大型的压裂改造和其他相 应措施，才能有效地投入工业开发，例如长庆安塞油田、大庆榆树林油田、吉林 新民油田等第三类为超低渗透率油气藏，其储层的平均渗透率为（0.1〜1.0） X10-3pm2 这类油气藏的储层非常致密，束缚水饱和度很高，基本没有自然产能，一般不具 备工业开发价值但是如果其他方面条件有利，如油气层较厚，埋藏较浅，原油 性质比较好等，同时采取既能提高油井产量，又能减小投资、降低成本的有力措 施，也可以进行工业开发，并取得一定的经济效益，如鄂尔多斯盆地的川口油田。

中国石油天然气总公司以渗透率为基本标准，根据李道品等人的研究成果 （1997）,将低渗透油气藏储层分为I类一般低渗透层、II类特低渗透储层、III 类超低渗储层、IV类致密储层、V类非常致密和超致密层、VI类裂缝一孔隙层， 共六类，这一分类方案符合中国低渗透油田的实际状况在综合评价中，主要选择以下几方面的参数：①储层的微观结构参数，以反 映流动半径，描述孔隙几何结构、退汞效率、孔喉比，以及与采收率有关的参数 为主要选择对象，以简化分类中的参数；②驱动压差和排驱压力，是量度储集层 有效流动特征的最低压力，特别是和采收率有关的驱动压力不同结构的油气层 虽有相同的采收率，但驱动压力不同；③储集层的比表面积，它是油气层孔隙度 和渗透率的函数，能全面反映储集层的性质，比表面积小，储集性好；比表面积 大，储集性差；④相对分选系数，变异系数，是同质异名参数它和标准差、分 选系数都是表示孔喉分选的按前述原则和选择的参数，各类低渗透储集层主要有以下特征： 中低渗透层：严格讲，此类油气层不属于低渗透层范围，但为了对比起见， 在此加以简要描述这类油气层的渗透率值在（100〜50）X10叩m2,油气层性质弱 亲水一亲水，与中高渗透油气层相比，各项微观特征参数差异很大，中高渗透层 和中低渗透层的分界性很强，不论这个界限是否合理，但宏观特征和微观特征均 是清楚的。

况且又引进了驱动压力、比表面积，使分界参数和特征就更为明显和 可靠，也更符合油气层的流动特征I类：一般低渗透层：此类油气层的渗透率在（50〜10）X10叩m2该类储层的 特点是主流半径较小，孔喉配位低，属中孔，中细喉组合的油气层驱动压力低， 流动能力较差，开采较为容易退汞效率中，均质系数很差，驱油效率较高中 低渗和一般低渗层，是以K = 50 X 10叩m2做为分界的当油气层的渗透率低于 40X 10-3pm2时，无论是无水米收率和最终米收率，都是随渗透率的降低而降低， 引起不同变化的渗透率约为（（20〜40） X10-3pm2，这就划出了一般低渗油气层的 范围值这个值和确定的分界是接近的油田更多的实验资料证明，只有渗透率 低于10X10-3pm2时，水驱油效率才随渗透率的降低而降低n类：特低渗透层：此类油气层的渗透率值在（10〜1.0）X10-3pm2，油气层性 质中-弱亲水性该类特点是平均主流半径小，孔隙几何较前者为差，相对分选 系数好，孔喉配位低，属于中孔微喉，细喉组合的油气层驱动压力大（（3〜10MPa）, 难度指数大，流动能力差，比表面积大，储渗参数低，不易开米微孔占 1/3， 退汞效率低，孔喉屏蔽作用强，孔隙滞留多，水驱效率中等，石油米收率在50% 左右。

关于一般低渗透层和特低渗层的分界是以K=10X10-3pm2做为分界的这 个界限是和国内各家的分界一致m类：超低渗透层：此类油气层的渗透率值（1.0〜0.1） X10-3pm2，油气层性 质属亲水该类储层特点是平均主流吼道半径小（0.11pm）,孔隙几何差，相对 分选系数好，孔喉配位少，属小孔细微喉组合驱动压力大，排驱压力高 （2.272MPa）,流动能力差，开采难度大，比表面积大，吸附滞留多，水驱油效 率低其分类参数虽然具明显性，但能否成为工业油气层，实例较少，只有火烧 山油田平二段油气层，平均渗透率为0.523X 10-3pm2 （32块样品），其他油气层 的平均渗透率均大于1X10-3pm2新疆小拐油田油气藏是这类油气层的实例，夏 子街油气层，平均渗透率为0.247X10-3pm2 （387块样品）；夏一段渗透率为0.25 X 10-3pm2；夏二段渗透率为0.16 X 10-3pm2，油气层最大汞饱和度46.0%W类：致密层（非有效厚度层）：此类油气层的渗透率值（0.10〜0.01）X10-3pm2, 排驱压力大（5.5546MPa），平均中值压力高（12.0968 MPa），油气进入储集层要 克服很大的毛细管阻力，平均中值半径为0.0620pm。

油气层表面性质属亲水， 水驱油效率低关于超低渗透油气层和致密层，是以K=0.1X10-3pm2做为分界 指标的这个分界的特征参数均较其他分界参数更为突出，差异更为明显国内 文献报道的最小含油喉道半径为0.018pm （欢26井，S3下杜11,曲志浩，1986） 所以油气可以进入这些储集层的孔隙系统，但增加了采出难度，加上低渗透油气 层伴有裂缝，使采油工艺更复杂，石油采收率较低，只有 36.52%V类：非常致密层和超致密层：此类油气层的渗透率值 （0.01〜0.001） X 10叩m2和（0.001〜0. 0001） X10-3pm2，平均排驱压力大于6 MPa，它的显著特点 是中值压力高，汞饱和度低，驱动压力大，如高参 1 井沙三 51 油气层组中的某 些油气层，汞饱和度只有30%，驱动压力大于28 MPa，是非常差的储集层，可 作为气的储层或非常差的油气层。