松辽盆地萨北三区沉积微相特征及对储层压裂效果影响研究

【摘要】本文应用沉积学、高分辨率层序地层学以及单一砂体识别原理为指导,利用岩心资料、钻井资料、测井资料和岩石化验分析资料,以“旋回对比,分级控制”的划分方法,对比油层组划分,建立地层格架,从油组、砂岩组、油层逐级对地层进行划分,确定各级各小层的划分标志,制定小层分层标准,识别出8个一级标准层和7个二级标准层,将萨北三区西部萨尔图、葡萄花油层和高台子油层划分67个沉积单元砂层。确定河流—三角洲沉积体系在平缓地带砂体识别技术。通过调研大量前人的研究成果,再根据取心井最直接和最详细的第一手资料,证实了研究区不仅仅受北部物源控制,还受来自北东向物源的影响。通过工区附近六口取心井的精细岩心观察和描述,采用岩性、古生物化石配合单砂体形态及测井曲线四大类指标,包括颜色、结构、构造、岩性、旋回性、成分、自生矿物及特殊含有物,古生物化石及对单砂体形态及测井曲线共10类相指标进行沉积环境的分析。最终确定研究区为河流一三角洲沉积体系,共识别出2类相、6类亚相、20类微相。河流相识别出河道微相、点坝微相、心滩微相、决口扇微相、天然堤微相、溢岸薄层砂微相、河道间泥微相、废弃河道微相；三角洲分流平原亚相识别了水上分流河道微相、废弃河道微相、天然堤微相、决口扇微相、溢岸薄层砂微相、河道间泥微相；三角洲前缘亚相识别了天然堤微相、水下分流间湾微相、席状砂微相、远砂坝微相。又依据储层在沉积过程距离湖岸线的位置关系将储层分为I、II、III类储层,9种沉积模式,I类储层主要为河流相砂质辫状河和曲流河2种沉积模式,II类储层主要为三角洲分流平原亚相远岸、中岸和近岸水上分流河道3种沉积模式,III类储层主要为三角洲内前缘亚相近岸、中岸、远岸水下分流河道砂体和三角洲外前缘亚相席状砂体4种沉积模式。研究区发育泥质、物性及钙质3种隔夹层类型,主要为泥质夹层,各小层间的层间非均质性强,渗透率平面变化差异大。本次研究着重研究砂体内部夹层的分布规律及特征,但厚度变化较大；研究表明在砂体发育的小层内夹层数目多且厚,但也受沉积微相影响,河道中心部分夹层发育少,夹层主要发育在河道边部；各类砂体毗邻面处以及砂体内部分型面处,例如P13小层属于辫状河沉积环境,多发育于心滩,砂岩厚度大。横纵向变化大,导致砂岩韵律层多砂体内部结构面多。依据沉积微相特征研究、储层非均质性以及砂体内部夹层发育特征研究,依据结构分型理论,对不同沉积微相内的砂体以及各沉积微相相接触的结构面特征,划分出4种类型,即单一河道、多河道叠加、坨状砂和席状砂横纵向的砂体结构模型,能较准确地划分出砂体内部构造特征,能刻画出油田高含水水驱后的剩余油存在区域。以研究区内沉积微相特征研究、储层非均质性研究和隔夹层分布特征研究为基础,对研究区内压裂效果进行综合性分析,研究得出砂体有效厚度、地层系数、含油饱和度以及地层压力为主要影响因素,并应用地质因素作为单因变量模型参数估计运用麦夸特法,利用非线性的迭代方法建立函数的迭代模型。建立单因素与增油量关系,求取个单因素对增油的技术界限值,并根据沉积微相控制的砂体特征划分出四种类型砂体：河道砂、河间砂、坨状砂和席状砂；并模拟计算出四类砂体的压裂增油技术界限：河道砂有效厚度为3.8m,渗透率为0.3D,含油饱和度为56%,总压差为0.1MPa；河间砂有效厚度为4.3m,渗透率为0.1D,含油饱和度为30%,总压差为0.2MPa;.坨状砂有效厚度为3.9m,渗透率为0.13D,含油饱和度为42%,总压差为0.2MPa;席状砂有效厚度为4.3m,渗透率为0.11D,含油饱和度为39%,总压差为-0.2MPa。最终建立统一压裂模型界限值：压裂整体效果的技术界限为压裂厚度至少大于4m,地层系数达到0.8D·m,含油饱和度达到45%,总压差达到0.2MPa,才能使压裂后增油量达到5t。通过研究沉积微相、储层分类、储层非均质性特征以及砂体隔夹层等因素,优选出压裂井区带,即为宏观优选和精细优选。宏观优选区带就是沉积微相好,砂体发育,有效厚度大,含油饱和度高的区域,这些因素都好的就是Ⅰ类储层：河流相砂质辫状河和曲流河；Ⅱ类储层次之为三角洲分流平原亚相远岸、中岸和近岸水上分流河道；最后是Ⅲ类储层即三角洲内前缘亚相近岸、中岸、远岸水下分流河道砂体和三角洲外前缘亚相席状砂体。在宏观选定的基础上,依据各类砂体平面和垂向上的变化特征以及各砂体内部结构特征进行优选,在砂体不太发育地带,选择发育夹层多,砂体毗邻接触处多的井区,因为该区带是剩余发育区域,从而增强压裂成功率,提高原油采油率,为油田增产提供有力理论依据。
【作者】张亮；
【导师】施尚明；
【作者基本信息】东北石油大学，石油与天然气工程，2014，博士
【关键词】松辽盆地；萨北三区；沉积微相；储层非均质性；压裂效果；

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