混积页岩油甜点富集机理与含油性评价方法_蔺敬旗.pdf

Vol.46 No.6 Dec 2022第46卷 第6期 2022年12月测 井 技 术WELL LOGGING TECHNOLOGY文章编号：10041338（2022）06075007混积页岩油甜点富集机理与含油性评价方法蔺敬旗，曹志锋，王先虎，刘洁梨，徐睿，董旭龙（中国石油集团测井有限公司新疆分公司，新疆 克拉玛依 834000）摘要：构建准噶尔盆地吉木萨尔二叠系芦草沟组页岩油有效含油性及可动性分级评价标准，甄选出含油性好、可动油饱和度高的优质甜点是页岩油高效开发的关键。开展页岩油甜点富集机理、不同流体赋存状态与储层孔隙结构关系的分析研究。研究结果表明，吉木萨尔二叠系芦草沟组页岩油甜点具有混积型页岩油特征，甜点具有弱运移-滞留型的成藏模式；甜点的孔隙结构主要受粒级及成岩作用溶蚀强度的控制，甜点的含油性、可动性与储层孔隙结构相关，明确了页岩油不同流体赋存状态与分布特征；基于核磁共振实验的页岩油弛豫机理与弛豫模式奠定了吸附油、游离油孔隙度和含水性定量表征的物理基础，构建了核磁共振T2谱分簇计算页岩油不同赋存状态流体饱和度的定量表征技术。计算的可动油饱和度与水平井产能、稳定含水率具有较好的一致性，为页岩油水平井井位优选、试采方式、产能评价提供了依据。关键词：吉木萨尔页岩油；甜点；赋存状态；核磁共振；水平井 中图分类号：P631.84 文献标识码：ADoi:10.16489/j.issn.10041338.2022.06.017Enrichment Mechanism and Oil-Bearing Evaluation Method of Mixed Shale Oil Sweet SpotLIN Jingqi,CAO Zhifeng,WANG Xianhu,LIU Jieli,XU Rui,DONG Xulong(Xinjiang Branch,China National Logging Corporation,Karamay,Xinjiang 834000,China)Abstract:It is the key to develop shale oil efficiently to construct the grading evaluation standard of effective oil content and mobility of Permian Lucaogou formation shale oil in Jimsar,Junggar basin,and to select high-quality sweet spot with good oil content and high movable oil saturation.The enrichment mechanism of shale oil sweet spot,the relationship between different fluid occurrence states and reservoir pore structure are analyzed and studied.The results show that the sweet spot of Permian Lucaogou formation shale oil in Jimsar has the characteristics of mixed shale oil,and the sweet spot has a weak migration-retention reservoir-forming model.The pore structure of sweet spot is mainly controlled by grain size and dissolution strength of diagenesis,and the oil content and mobility of sweet spot are related to the pore structure of reservoir,which defines the occurrence and distribution characteristics of different fluids in shale oil.Based on the relaxation mechanism and relaxation mode of shale oil in nuclear magnetic resonance(NMR)experiment,the physical foundation of quantitative characterization of adsorbed oil,free oil and water content was established,and the quantitative characterization technology of T2 NMR spectrum clustering to calculate fluid saturation of shale oil in different occurrence states was constructed.The calculated movable oil saturation is in good agreement with the productivity and stable water content of horizontal wells,which provides a basis for shale oil horizontal well location optimization,trial production mode and productivity evaluation.Keywords:Jimsar shale oil;sweet spot;occurrence state;nuclear magnetic resonance;horizontal well0 前 言吉木萨尔凹陷页岩油藏是中国典型的陆上混积型页岩油藏，甜点特征明显，具有源储共生的特征，是陆上页岩油国家级建设示范区，具有年产页岩油100105 t的能力，该区页岩油开发取得了阶段性突破。但对其甜点储层成因及储层流体分布认识不足，页岩油甜点进入水平井开发后普遍含水，水平井含水基金项目：中国石油天然气集团有限公司攻关项目“页岩油测井关键技术研究与应用”（2019E-2603）第一作者：蔺敬旗，男，1984 年生，高级工程师，从事测井资料综合解释评价方法研究与应用工作。E-mail：蔺敬旗，等：混积页岩油甜点富集机理与含油性评价方法第46卷 第6期751 差异大等问题是制约页岩油高效开发的一个关键难题。通过前期的勘探开发，主要对页岩油成因、成藏条件、岩石学特征、页岩油赋存状态、可动性、产能等主控因素开展了研究1-13。本文通过对吉木萨尔凹陷页岩油优势甜点储层的岩性、孔隙发育特征与实验资料进行研究，试图弄清甜点成藏模式、优势甜点的成因、储层流体赋存状态及主控因素。在此基础上研究了核磁共振页岩油甜点不同类型流体分布特征及表征方法，为研究区页岩油高效开发提供技术支撑。1 水平井甜点分布特征吉木萨尔凹陷位于新疆准噶尔盆地东部隆起区西南端，是形成于中石炭统褶皱基底上具有西断东超特征的箕状凹陷。北部以吉木萨尔断裂为界，西部以西地断裂和老庄湾断裂为界，南部以三台断裂为界，东部为逐渐抬升的斜坡，最终过渡到古西凸起，面积约1 200 km2。研究区芦草沟组为薄互层细粒沉积，纹层与页理发育，岩性为陆源碎屑与化学沉积过渡性岩类的混积岩，发育微米、纳米孔喉系统。源储一体是其典型特征，源储共生，储中有生，自身具备源生原储条件，造就了吉木萨尔凹陷芦草沟组整体含油、满凹分布的特征，是典型的陆相页岩油油藏。目的层芦草沟组纵向发育2个甜点P2l22和P2l12，地层埋深2 5004 500 m，平均厚度分别为38、44 m，属咸化湖泊相夹三角洲相沉积，页岩油甜点多源混积、岩性成分多样、孔隙结构复杂、非均质性强。上甜点发育在芦二段二砂组（P2l22），P2l22分为P2l22-1、P2l22-2、P2l22-3、P2l22-4 4个小层，上部的3个小层为主力油层，地层厚度约47.0 m，砂屑云岩、岩屑长石粉-细砂岩、云屑砂岩纹层为优势岩性储层。P2l22-2地层厚度9.512.9 m，上部油层发育稳定，以、类油层为主，其顶面距小层顶面0.51.2 m，平均厚度3.5 m，平均可动油孔隙度3.9%，且横向连续性较好。P2l22-3地层厚度15.119.6 m，中部油层发育稳定，以、类油层为主，其顶面距小层顶面7.510.5 m，平均厚度2.4 m，平均可动油孔隙度7.6%，且横向连续性较好，是水平井优选的主要靶区。下 甜 点 发 育 在 芦 一 段 二 砂 组（P2l12），分 为P2l12-1、P2l12-2、P2l12-3、P2l12-4、P2l12-5、P2l12-6、P2l12-7 7个小层，顶部的3个小层为主力油层，地层厚度约30.0 m，云质粉砂岩纹层为优势岩性。P2l12-2地层厚度9.210.4 m，自上而下发育3个单油层，中间的2号单油层主要发育类油层，其顶面距小层顶面4.35.6 m，平均厚度2.0 m，平均可动油孔隙度8.1%，且横向连续性较好。P2l12-3地层厚度8.810.4 m，中部油层发育稳定，以、类油层为主，其顶面距小层顶面3.65.0 m，平均厚度1.9 m，平均可动油孔隙度6.9%，且横向连续性较好，是水平井优选的主要靶区。2 页岩油甜点成因机理与流体赋存状态甜点具备相对较优的物性条件和储集空间，是页岩油勘探开发的关键与核心。依据吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组地质、岩心资料分析，吉木萨尔页岩油甜点主要受沉积、成岩、成藏的影响。甜点的发育和分布受沉积微相控制；成岩过程中的压实、胶结以及溶蚀作用不同程度改变了储层孔隙结构；生烃和构造作用进一步改善了储层孔隙结构，从而影响到甜点的含油性、可动性。2.1 沉积微相芦草沟组沉积时期，水平面的频繁变化造成沉积相带呈环状分布，整体上呈现由敞流湖盆逐渐变为闭流湖盆、上甜点段水体更加咸化的特点。在上甜点沉积期，从凹陷边缘到中心，远岸滩、远岸坝逐渐过渡为浅湖泥、半深湖泥及深湖泥微相，研究区南部主要发育滩坝沉积，规模和影响范围小于下甜点段。在下甜点沉积期，形成北东向展布的以滩坝相、咸化湖泊相和三角洲相为主的沉积环境。页岩油甜点孔隙结构主要受岩石中泥质、石英、白云石含量及次生孔隙发育程度的影响。孔隙结构是影响页岩油甜点可动流体孔隙度、可动油饱和度、丰度的关键因素。因此，沉积环境对可动油丰度分布起决定性作用6。吉木萨尔凹陷芦草沟组主体发育三角洲、半深湖-深湖泥质、深水重力流、云坪、滨湖滩砂和碳酸盐岩浅滩沉积，甜点具有高长英质、高碳酸盐、低黏土的岩性特点及层理发育的结构特点，其主要沉积环境为受波浪作用较强的云坪、混合坪、滨湖滩砂和碳酸盐岩浅滩沉积。依据岩性组合、测井曲线和沉积构造等对二叠系芦草沟组沉积相进行研究分析，沉积相类型为咸化湖泊相沉积，具有滨湖-浅湖、浅湖、浅湖-半深湖、半深湖、三角洲前缘和前三角洲 5 种沉积亚相，湖泥、滩坝夹湖泥、滩坝、浅滩、湖泥夹沙坝等5种沉积微相。从芦草沟组大量的荧光薄片来看，原油主要赋存于剩余粒间孔、粒间（粒内）溶孔、晶间孔和少量的2022年测 井 技 术752 微裂缝中。当孔隙度变高时，含油饱和度也明显变高，且含油级别也随之变高，可见物性对含油性的控制作用比较明显。根据岩心含油饱和度分析，芦草沟组储层含油饱和度中值高达73.4%，属于高饱和度油藏，芦草沟组储层源储一体，油气注入充足，故饱和度高。前人勘探结果表明，吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组主要沉积相类型为湖泊相和三角洲相，有利于甜点形成的沉积环境为浅湖-半深湖亚相，发育上、下甜点，垂向上具有不同生