中拐凸起598斷塊上烏爾禾組氣藏低產因素分析

劉 慧，楊 振，封 猛，丁心魯，徐偉紅

（1．中國石油西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依 834000；2．中國石油新疆油田分公司開發公司，新疆克拉瑪依 834000）

近年來，準噶爾盆地西北緣中拐凸起多口井在二疊系上烏爾禾組勘探獲得突破，顯示了該地層具有勘探潛力。中拐凸起上烏爾禾組為超覆于中、下二疊統區域不整合面之上的一套大型淺水退積型扇三角洲沉積[1-2]，平面上巖相變化快。儲層主要發育細-中礫巖、砂礫巖和細-粗砂巖，含有泥質雜基，經受較強成巖作用，呈現低孔低滲的特征[3]。受長期繼承性構造活動及復雜油氣成藏過程影響，上烏爾禾組發育的圈閉受斷層和地層共同控制[4]，相鄰斷塊或砂體間成藏特征差異大，呈現“一塊一藏”的特征，儲層質量成為單井產能的關鍵因素[5]。

598斷塊上烏爾禾組儲層改造前試油均為干層。金龍26井是2017年在598斷塊部署的一口重點探井，在上烏爾禾組目的層取獲油跡級巖心，巖心出筒時表面連續冒氣，個別表斷面外滲褐色原油。鉆遇目的層時氣測見明顯異常，后效顯示活躍。經常規胍膠壓裂液壓裂改造后，求產初期最高產氣量 6 540 m3/d，后期產量迅速下降，氣舉后仍然不出產量，壓裂液返排率 70.7%。由于對該井試產前含油氣性的認識與實際產出差異較大，且試產前、后產能存在差異，因此，本文從儲層巖性、物性、孔隙結構和敏感性等方面出發，通過與鄰近同層系高產井對比，分析造成598斷塊低產的因素，為后期試油選層及儲層改造提供技術指導。

1 儲層特征

1.1 巖石學特征

598斷塊上烏爾禾組巖性主要為灰色含礫粗砂巖、砂礫巖、夾薄層綠灰色和灰色泥巖，整體呈塊狀結構。金龍26井巖心薄片資料分析顯示，碎屑顆粒以凝灰巖（約72.7%）、英安巖（約8.3%）、花崗巖（約4.3%）等火成巖巖屑為主，長石（約5.7%）、石英（約5.7%）礦屑次之。泥質雜基含量2%～10%，平均含量4.7%，呈分散質點式或沿碎屑顆粒邊緣呈薄膜式分布，主要為伊/蒙混層（約48.8%），其次為綠泥石（約22.0%）及高嶺石（約19.7%）。碎屑顆粒整體分選較差，呈半棱-半圓狀，成分成熟度低，局部方解石膠結。

1.2 儲層物性及儲集空間特征

金龍26井測井曲線在目的層段呈現伽馬低值、自然電位正異常的儲層特征；除少數井段沖洗帶電阻率呈現低值，沖洗帶深側向、淺側向電阻率曲線基本重合，反映儲層較為致密；測井密度及聲波時差在目的層段曲線較為平滑，測井密度為2.47 g/cm3，聲波時差為262.5 μs/m；補償中子值在目的層段波動較大，反映儲層不同的含氣性。

23塊巖心常規孔滲分析表明，孔隙度為4.0%～14.1%，平均10.0%；滲透率為0.06×10-3～3.28×10-3μm2，平均0.67×10-3μm2。12塊飽和鹽水巖心核磁共振分析測得，孔隙度為 2.9%～8.5%，平均 6.1%；滲透率為 0.01×10-3～0.42×10-3μm2，平均 0.13×10-3μm2，反映儲層內存在死孔隙。綜合分析認為，目的層屬于低孔、低滲性差儲層。

通過對巖石鏡下薄片分析，目的層儲集空間類型主要為粒內溶孔、剩余粒間孔泥質雜基收縮孔和微裂縫等，粒內溶孔局部為自生礦物充填-半充填，孔隙間連通性較差。

1.3 孔隙結構特征

孔隙結構特征是砂礫巖儲層評價和預測的基礎[6]。巖石學分析表明，目的儲層碎屑顆粒中凝灰巖成分達72.7%，測井解釋楊氏模量為20 213 MPa，泊松比為0.294，反映巖石具有較強塑性。從顯微薄片中可以看出，在經歷機械壓實、膠結、溶蝕等復雜成巖作用影響后，凝灰巖巖屑擠壓變形占據原始粒間孔隙，僅殘留少量粒間孔隙。碎屑顆粒之間主要呈線性接觸、壓嵌式膠結。

5塊巖心樣品壓汞實驗數據表明，排驅壓力為0.29～0.60 MPa，平均為 0.42 MPa；中值壓力為 7.45～15.70 MPa，平均為11.65 MPa，對應中值半徑為0.07 μm；儲層孔喉半徑偏小，偏態為-0.67～-1.05，平均為-0.90，偏細歪度，孔喉分選差；最大進汞飽和度為 57.1%～69.9%，平均 62.2%，反映儲層內存在死孔隙；退汞效率為32.0%～37.6%，平均34.5%；均質系數為0.12～0.14，平均0.13，反映儲層孔喉配置較差，非均質性強。

2 低產原因分析

克017井位于金龍26井北東向1.5 km處，兩口井被一條近東西走向的斷層分隔。對克017井目的層（與金龍26井相同層位）采用同等規模常規胍膠壓裂液壓裂改造，試獲最高日產氣量10.5×104m3，壓裂液返排率46.3%。為分析598斷塊低產原因，對金龍26井與克017井目的儲層巖性、電性、物性和含油氣性等參數進行對比分析（表1）?？梢钥闯?，金龍 26井含油氣性要稍優于克 017井。研究認為598斷塊低產主要原因為儲層孔隙結構差、存在一定水敏性及存在水鎖傷害。

2.1 儲層孔隙結構差

塑性巖屑含量高低是影響儲層儲集性能最主要的參數。隨著塑性巖屑含量的增加，儲層滲透率急劇降低[5]?？?17井目的儲層巖性與金龍26井一致，都為一套厚層狀灰色砂礫巖，碎屑顆粒以變質巖巖屑為主，火成巖巖屑、石英、長石礦屑次之。測井解釋金龍26井泥質含量明顯高于克017井，塑性成分較多，反映金龍26井儲層巖石塑性較克017井大。經受壓實、膠結等成巖作用后，金龍26井目的儲層原生孔隙損失較克017井多，儲層更致密，孔隙結構更復雜，使得金龍26井測井體積密度高于克017井。金龍26井關靜壓求得地層壓力系數為1.21，在退液、試產過程中井口壓力、產量衰減快，反映出孔隙結構差、滲透率低、地層供液不足的特征。

表1 金龍26井與克017井典型錄測參數對比

2.2 儲層存在水敏效應

前人通過實驗及現場對水敏效應引起的儲層傷害進行了研究。研究認為水敏傷害程度主要與外來流體跟儲層配伍性、黏土礦物類型和產狀相關；儲層損害機理主要為水敏性礦物吸水膨脹和細微顆粒堵塞孔喉兩種[7-8]。在壓裂施工中，外來流體的大量注入在一定程度上會對儲層造成影響[9]。金龍26井砂礫巖儲層黏土雜基含量達10.0%，以伊/蒙混層（約48.8%）為主，其次為綠泥石（約22.0%）和高嶺石（約19.8%）。伊/蒙混層比達75.0%，說明混層中以蒙脫石為主，而蒙脫石的膨脹能力最強，在與外來流體接觸時極易膨脹。實驗中金龍26井巖心用清水浸泡12 h后垮塌嚴重。金龍26井壓裂施工時采用6%的 KCl防膨胍膠壓裂液，但防膨率僅為 51.0%，同樣可以說明壓裂液進入地層后會引起敏感性礦物膨脹，使得儲層物性變差。此外，儲層內黏土礦物產狀主要為分散質點式及薄膜式，在外來流體進入地層后，引起分散質點式分布的黏土顆粒從骨架剝離，在儲層孔隙通道內遷移、聚集，堵塞喉道；薄膜式分布的黏土礦物吸水膨脹，占據大量有利滲流通道，使得儲層滲透率大幅度降低。

2.3 水鎖傷害大

對于低滲儲層，水鎖傷害是影響油氣藏產能的重要因素[10-12]。水鎖效應的本質是毛細管壓力在油氣層孔道的彎液面上產生了一個附加的表皮壓降，其影響程度與儲層潤濕性、含水飽和度、驅替壓力大小、侵入液體量、巖石孔道彎曲程度和粗糙程度等參數有關[13]。金龍26井目的層裂縫不發育，孔隙與喉道配置關系差，壓汞實驗數據表明，最大孔喉半徑均值為1.91 μm，孔喉中值半徑均值為0.07 μ m。液-固界面間相互作用力大，且儲層高壓低滲，近井筒地帶天然氣彈性能釋放后，地層能量不足，不足以解除近井筒水鎖，使得水鎖現象尤為嚴重，這是造成單井產能低的重要原因。

3 結論

（1）598斷塊二疊系上烏爾禾組儲層為厚層塊狀灰色含礫粗砂巖、砂礫巖，碎屑顆粒以凝灰巖為主。儲層泥質含量高，以伊/蒙混層為主，混層比達到75.0%，以蒙脫石為主。

（2）598斷塊儲層巖石塑性強，在經受復雜成巖作用后，碎屑顆粒間主要呈線性接觸，壓嵌式膠結，儲層屬于低孔低滲。儲集空間主要為粒內溶孔、剩余粒間孔以及泥質雜基收縮孔和微裂縫等，孔喉中值半徑均值為0.07 μm，孔喉配置關系差。

（3）儲層物性差、孔隙結構復雜是598斷塊低產的根本因素；儲層黏土礦物含量高，壓裂施工導致儲層滲透性下降，存在一定水敏性，是造成低產的重要因素；孔喉配置差，微細吼道發育，地層能量虧空，使得在近井筒地帶存在水鎖效應，是造成低產不可忽略的因素之一。

（4）砂礫巖碎屑組分、泥質雜基含量是影響中拐凸起上烏爾禾組儲層物性重要因素。對于物性差、水敏儲層，應采取優化壓裂液、壓后快速返排措施，降低壓裂施工對儲層傷害。