盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法及勘探方法
技术领域
本发明涉及石油勘探领域,且特别涉及一种盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法及勘探方法。
背景技术
页岩油是指在以页岩为主的地层中,以游离态为主,吸附态和溶解态为辅,赋存于页岩地层中的热成因石油资源,其包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油。页岩油甜点是指在目前技术条件下能够开采出来的页岩油相对富集区域。
勘探目的层的“甜点”预测一直是油气勘探开发工作中的一项重要技术工作,如何快速准确地找到油气“甜点”,精准布井,提高油层钻遇率和油气产量,降低开发成本,对于提高经济效益至关重要。因此,“甜点”的评价技术突破是实现非常规油气经济开采的关键。世界非常规油气资源潜力巨大,国内外石油公司都在着力勘探开发,为了便捷、低成本地找到资源并顺利开发,拥有“甜点”评价技术具有重要的现实意义。
近年来,页岩油气在北美特别是美国成功地勘探和开发,引起了广泛的关注,页岩油气资源也正在成为中国油气勘探的重要对象之一,是勘探的重要领域和后备阵地。国内外学者在泥页岩岩石学特征、储集特征、沉积环境和页岩油气形成机制和富集条件等方面进行了深入的研究,但是对页岩油甜点预测方法的相关研究比较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法,其预测结果与勘探结果对比,相对误差<20%,具有较高的预测精度,现场实用性强。
本发明的另一目的在于提供一种盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法在盐间泥页岩层系油藏甜点勘探中的应用。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法,其包括:
获得待测的页岩层段的岩性岩相,对岩性岩相呈白云岩相的页岩层段取样,测定其烃源条件、储集条件以及含油性特征。
其中,烃源条件需满足:有机碳含量>1.0%,且1.5%>镜质体反射率>0.5%;储集条件需满足:孔隙度>7%,渗透率>0.5md,可流动孔喉半径≥40nm,密度:<2.5g/cm3,具有页理发育结构,声波>250μs/m;含油性特征需满足:可动油量热释烃S1-1>0.25mg/g,油饱和度指数>300mg/gTOC。
本发明提出一种盐间泥页岩层系油藏甜点勘探方法,其包括在勘探之前,利用上述盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法预测油藏甜点。
本发明实施例的盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法及其应用的有益效果是:
本发明与现有技术相比,采用岩性岩相、烃源条件、储集条件和含油性条件相结合的方法,建立了一种盐间泥页岩层系油藏甜点预测方案。由于该方案重点考虑了盐间泥页岩层系油藏非均质性强、烃源条件好、储集条件优、含油性高的特点,因此具有较高的实用价值。
利用该方案实现了我国江汉盆地潜江凹陷潜江组9个韵律层甜点预测。预测结果与勘探结果对比,相对误差<20%,具有较高的预测精度,现场实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的王场构造南断块潜3410韵律层的盐间泥页岩厚度等值线图;
图2为本发明实施例1提供的王场构造南断块潜3410韵律层的盐间泥页岩有机碳等值线图;
图3为利用本发明实施方式提供的预测方法得到的实施例1中王场构造南断块潜3410韵律层的盐间泥页岩油藏甜点分布图;
图4为本发明实施例1提供的王19-8井区王场构造南断块潜3410韵律层的盐间泥页岩含油面积图;
图5为本发明实施例1提供的王场构造南断块潜3410韵律层的的盐间泥页岩综合柱状图;
图6为本发明实施例1提供的王57-王19-8井南北向油藏剖面图;
图7为本发明实施例1提供的过王19-8井东西向油藏剖面图;
图8为本发明实施例1提供的王19-8井的控制储量数据表;
图9为本发明实施例2提供的王场油田北断块“甜点”叠合图及王99井位置图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法及其应用进行具体说明。
本发明涉及的术语解释:盐间页岩油-是指赋存于顶底由盐岩封隔的富有机质泥页岩及碳酸盐岩地层中自生自储、连续分布的石油聚集。
富有机质页岩-岩石中有机碳含量大于1%的暗色页岩。
富有机质页岩层段-富有机质页岩及富有机质页岩与粉砂岩、碳酸盐岩等薄夹层的地层单元(注:薄夹层单层厚度不大于1m,累计薄夹层厚度占该页岩层段总厚度比例小于20%。)
目前,据发明人了解,国内外对于甜点的研究主要集中在有机碳、埋深、成熟度、有效页岩连续厚度和保存条件等方面,如表1所示。
表1页岩油(核心)区优选参考标准(参考执行)
勘探实践证明,盐间泥页岩层系油藏,例如是江汉盆地的盐间泥页岩层系油藏,客观存在着相当可观的页岩油资源;相对于北美海相页岩油气,盐间泥页岩层系具有非均质性强、烃源条件好、储集条件优、含油性高的特点。
但经发明人发现,利用目前已有的甜点评价方法在盐间泥页岩层系油藏甜点评价时,主要存在以下几个问题:①忽略了发育于不同岩性岩相的泥页岩,其烃源条件、储集条件和可改造性有明显差别,没有考虑岩性岩相;②没有认识到盐湖相盐间泥页岩层系与淡水-半咸水相泥页岩层系的有机质丰度和烃转化率的区别;③没有考虑泥页岩层系最重要的因素-含油性条件。因此实际的预测效果不佳,因此,基于上述问题采用本发明实施例提供的方法对其进行改进。
需说明的是:钻井取心程序及井场岩心处理按SY/T5336执行。页岩岩石样品选取暗色富有机质页岩,采样间距一般50cm-100cm,也可根据实际情况、测试项目要求加密采样间距,页岩岩样的制备按SY/T5336执行。
还需要说明的是,岩性岩相的判定方法相较于烃源条件、储集条件以及含油性特征的判定方法,更为简单,人力以及财力投入更少,因此,本发明中,采用将测定岩性岩相为第一步,只要不满足岩性岩相的判定标准,直接不进行后续的测定,有效节省人力物力,降低投入成本。
承上述,本发明的实施方式提供一种盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法,其包括:
S1.获得待测的页岩层段的岩性岩相。
进一步地,对盐间泥页岩层系中不同的页岩层段进行取样,测定每个页岩层段的岩性岩相。
其中,岩性岩相的测试方法包括:对页岩层段取样,对得到的样品进行岩石学薄片鉴定以及X-衍射测试。利用岩石学薄片鉴定观察岩性、颜色、结构、沉积构造、裂缝、含油气性等,盐间地层岩石层理极为发育,主要以水平纹层为主,确定岩心宏观结构。利用X-衍射测试确定页岩全岩矿物组成和黏土矿物组成,以及各成分的体积含量,综合岩石学薄片鉴定结果,利用中华人民共和国国家标准《岩石分类和命名方案沉积岩岩石分类和命名方案》(GBT17412.2-1998),结合沉积类矿物与次生矿物,对盐间地层进行岩相综合划分,确定盐间页岩岩石相类型和岩相空间展布特征。
其中,优选地,本发明较佳的实施例中,对页岩层段取样时的取样间隔大于0且不大于0.5m,例如0.3m、0.4m或0.2m等。
其中,由于盐间地层是指夹于两套盐层之间的地层,岩性复杂,由多种岩性混合而成,以泥岩、白云岩、钙芒硝岩三大类岩性为主,同时,白云岩相为有利岩相,因此本发明实施方式中,只有当岩性岩相为白云岩相时,进行S2步骤。其中,白云岩相包括云质页岩相、富碳纹层状泥质白云岩相、富碳纹层状云质泥岩相等。
S2.对岩性岩相呈白云岩相的页岩层段取样,测定其烃源条件、储集条件以及含油性特征。
其中,测定烃源条件、储集条件以及含油性特征的先后顺序可以不做具体的限定,无论烃源条件、储集条件以及含油性特征的先后顺序怎样设置,当其中的一个条件不满足时,则直接放弃后续条件的测定,直接判定为盐间泥页岩层系油藏甜点不存在于该区域。
S2.1.测定烃源条件,其包括:
对岩性岩相呈白云岩相的页岩层段取样,测定有机碳含量(TOC)和镜质体反射率(Ro),烃源条件需满足有机碳含量>1.0%且1.5%>镜质体反射率>0.5%。此条件下,具有较好的烃源条件,作为油藏甜点的一个必备的条件。
本发明较佳的实施例中,测定页岩层段的烃源条件的步骤包括测定有机碳含量,测定有机碳含量的步骤包括以取样间隔大于0且不大于0.5m的方式,例如0.5m、0.3m、0.2m或0.1m的方式等取样。其中,有机碳含量的测定可以采用热解仪,例如热解仪ROCKEVAL6等进行测定,并按照现有的方法以及公式计算,得到有机碳含量。
镜质体反射率是目前应用最为广泛的且唯一可对比的有机质的成熟指标。本发明较佳的实施例中,测定页岩层段的烃源条件的步骤包括测定镜质体反射率,测定镜质体反射率的步骤中包括在每一个页岩层段的取样样品至少有5个,测定过程中,可有效去除采集过程中可能出现的样品采集不准确或认为污染等的样品异常数据,使得测定结果更为精准。其中,测定镜质体反射率的方法参见现有的方法。
承上述,依据有机碳含量(TOC)、成熟度(Ro),评价其生烃能力,确定富有机质页岩层段及空间展布特征。可选地,在烃源条件有机质类型的测定指标中,还可以包括测定有机质类型等,作为辅助的证据,进一步确定富有机质页岩层段及空间展布特征。
S2.2对满足烃源条件的页岩层段取样,测定储集条件。其中,储集条件需满足:孔隙度>7%,渗透率>0.5md,可流动孔喉半径≥40nm,密度:<2.5g/cm3,具有页理发育结构,声波>250μs/m。
具体地,测定页岩层段的储集条件的步骤包括测定孔隙度,测定孔隙度的步骤包括以取样间隔为0.9-1.1m,例如0.9m、0.95m、1m或1.05m等,优选为1m的方式取样,测定孔隙度更为精准。测定孔隙度的方法参考现有的技术。测定页岩层段的储集条件的步骤包括测定渗透率,测定渗透率的步骤包括以取样间隔为0.9-1.1m,例如0.9m、0.95m、1m或1.05m等,优选为1m的方式取样,测定渗透率的结果更为精准。测定渗透率的方法参考现有的技术。其中,需要说明的是,测定孔隙度以及渗透率的过程中,是对每个页岩层段中对不同岩石进行取样,测定,综合,得到储层的孔隙度以及渗透率,其中,综合包括求取平均值。
对于可流动孔喉半径,密度,结构等的测定,基于每一页岩层段,选取不同岩石类型的样品,开展页岩微观孔隙结构特征观察,确定孔隙类型、孔隙直径、孔喉大小等参数。
综合页岩微观孔隙结构特征以及孔隙度/渗透率的配合,得到较佳的页岩储层参数,在该参数条件下,有效得到较佳的储集条件。
综上,依据岩心、测录井、地震等资料,以及上述页岩储层参数,得到更为精准的页岩孔隙类型与微观特征、裂缝发育特征等,分析物性、非均质性、有利储层形成条件与控制因素,制定储层评价参数与标准,评价储层质量,确定有效储层空间展布特征。
S2.3对满足储集条件的页岩层段取样,测定含油性特征,其中,含油性特征需满足:可动油量热释烃S1-1>0.25mg/g,油饱和度指数>300mg/gTOC。
其中,术语热释烃S1-1:在200℃恒温1min测试的单位质量岩石中的游离烃含量,主要成分为轻油组分,反映可动油量,单位为mg/g。
油饱和度指数:热解参数S1与有机碳(TOC)的比值,即S1/TOC,单位为mg/gTOC,反映单位有机碳生成的油量。
其中,测定页岩层段的含油性特征的步骤包括测定可动油量热释烃S1-1,测定可动油量热释烃S1-1的步骤包括以取样间隔大于0m且不大于0.5m的方式,例如0.5m、0.3m、0.2m或0.1m的方式等取样;测定的结果的精准性更高。其中,可动油量热释烃的测定方法参考现有技术。
优选地,测定页岩层段的含油性特征的步骤包括测定油饱和度指数,测定油饱和度指数的步骤包括以取样间隔大于0m且不大于0.5m的方式取样,例如0.5m、0.3m、0.2m或0.1m的方式等取样。测定的结果的精准性更高。测定油饱和度指数的方法参考现有技术进行。
综上,依据可动油量(热释烃S1-1)、油饱和度指数等指标,评价页岩含油性。
综合有利岩相、烃源评价、储层评价、含油性评价等指标,预测页岩油“甜点”区。其中,综合评价标准表如表2所示。
表2盐间泥页岩层系油藏“甜点”地质评价标准表
采用岩性岩相、烃源条件、储集条件和含油性条件相结合的方法,建立了一种盐间泥页岩层系油藏甜点预测方案。同时重点考虑了江汉盆地盐间泥页岩层系油藏非均质性强、烃源条件好、储集条件优、含油性高的特点,因此具有较高的实用价值。
在经S1以及S2预测得到盐间泥页岩层系油藏甜点及其位置后,可选地,为了进一步验证该结果的正确性,还包括于获得盐间泥页岩层系油藏甜点及其位置之前,还包括钻探验证。
在经S1以及S2预测得到盐间泥页岩层系油藏甜点及其位置后,应提交主要成果报告、成果图件及数据表,便于查阅。
其中,成果报告包括以下内容:
a)页岩有机地球化学测试报告;b)页岩储层参数测试报告;c)页岩含油性参数测试报告。
成果图件以下内容:
a)页岩层顶面构造图;b)页岩层埋深图;c)页岩地层综合柱状图;d)页岩地层连井剖面图;e)页岩地层岩性岩相展布图;f)页岩有机碳含量分布图;g)页岩镜质体反射率分布图;h)页岩有机质类型分布图;i)页岩可动油量展布图;j)页岩油饱和度指数展布图;k)页岩孔隙度展布图;l)评价区页岩油地质综合评价图。
数据表包括:
a)地层分层数据表;b)页岩油地层综合数据表(面积、有效厚度、岩矿组成、有效孔隙度、渗透率、可动油量、油饱和度指数等)。
利用该方案实现了我国江汉盆地潜江凹陷潜江组9个韵律层甜点预测。预测结果与勘探结果对比,相对误差<20%,具有较高的预测精度,现场实用性强。
基于上述结果,本发明还提出一种盐间泥页岩层系油藏甜点勘探方法,其包括在勘探之前,利用上述盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法预测油藏甜点。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
王场构造南断块潜3410韵律层
江汉盆地潜江凹陷王场构造南断块的潜3410韵律层,有效页岩连续厚度为7-9m(如图1所示),有机碳(TOC)为1.2-1.3%(如图2所示)。按目前已有的甜点评价方法(也即是表1提供的方法),预测结果为:江汉盆地潜江凹陷王场构造南断块的潜3410韵律层为非甜点区。因此,尽管该区多年来已经钻探10多口井,并钻穿了潜3410韵律层,但一直没有对潜3410韵律层试油,从而没有取得勘探突破。
利用本发明的实施方式对江汉盆地潜江凹陷王场构造南断块潜3410韵律层盐间泥页岩层系油藏甜点进行预测,评价结果为江汉盆地潜江凹陷王场构造南断块的潜3410韵律层为甜点区(如图3所示)。
利用本发明的实施方式对江汉盆地潜江凹陷王场构造南断块潜3410韵律层盐间泥页岩层系油藏甜点进行预测,主要包括如下步骤:
1、岩性岩相
盐间地层是指夹于两套盐层之间的地层,岩性复杂,由多种岩性混合而成,以泥岩、白云岩、钙芒硝岩三大类岩性为主,通过系统建立岩性识别技术,明确了潜江凹陷潜3410韵律层岩性岩相纵横向分布规律,其纵向上发育泥岩相、白云岩相、钙芒硝岩相3个亚相,平面上由北往南发育砂岩相-泥岩相-白云岩相-钙芒硝岩相,通过解剖盐间已有出油井和未出油井的岩性岩相特征,王场地区潜3410韵律层为有利岩相-白云岩相。具体请参阅图5。
2、烃源条件
按照页岩油烃源评价标准,建立了盐间泥质白云岩油藏TOC分级评价标准,认为TOC>1.0%的泥质白云岩为I类,0.5%<TOC<1.0%的泥质白云岩为II类,TOC<0.5%的泥质白云岩为III类。盐间地层的泥岩、泥质白云岩是高效优质烃源岩,纵向上主要发育在潜23、33下-34、43-4下三个层段,平面上主要分布在蚌湖-王场-周矶-广华一带。TOC一般1.0-3.44%,有机质类型以I型和Ⅱ型为主,在蚌湖、周矶、王场等地区潜3410韵律层沥青“A”含量高达0.3%以上,烃含量在蚌湖和周矶洼陷烃含量可达800ppm以上,具有较好的烃源条件。并且,上述地区Ro为0.5-1.5%。可见,王场等地区潜3410韵律层具有较好的烃源条件。
3、储集条件
建立了基于孔隙度、渗透率、中值孔喉半径的储层分类评价标准,I类储层中值孔喉半径>0.1μm,孔隙度>12%,渗透率>1mD,评价为好储层;II类储层0.05μm<中值孔喉半径<0.1μm,7%<孔隙度<12%,0.5mD<渗透率<1mD,评价为较好储层;III类储层中值孔喉半径<0.05μm,孔隙度<7%,渗透率<0.5mD,评价为差储层。其中有利储层为I、II类储层,中值孔喉半径>0.05μm,孔隙度>7%,渗透率>0.5mD。盐间地层的云质泥岩、泥质白云岩储集条件较好,孔隙度平均为13.9%,渗透率一般为0.129-94mD,中值孔喉半径0.01-0.3μm,同国内外非常规油的储集条件比较,盐间具有较好的储集条件。王场等地区潜3410韵律层,孔隙度>7%,渗透率>0.5md,可流动孔喉半径≥40nm,密度<2.5g/cm3,页理发育,声波>250μs/m,具有较好的储集条件。
4、含油性特征
建立了盐间泥质白云岩的含油性分类评价标准,I类含油性,S1>3mg/g,S1/TOC>300mg/gTOC评价为好含油性;II类含油性,1mg/g<S1<3mg/g,mg/gTOC100<S1/TOC<300mg/gTOC评价为中等含油性;III类含油性,S1<1mg/g,S1/TOC<100mg/gTOC评价为差含油性。其中以S1>3mg/g,S1/TOC>300mg/gTOC含油性最好。盐间地层录井均为“油浸”级别,从反映含油性的S1、S1/TOC参数来看,S1一般为1-30mg/g,S1/TOC一般为100-1400mg/gTOC之间,含油性较好。通过解剖盐间出油井和未出油井的S1和S1/TOC,从而建立了S1与S1/TOC之间的关系。王场等地区潜3410韵律层,油饱和度指数大于300mg/gTOC,S1-1>0.25mg/g,具有较好的含油性。
5、钻探验证
王19-8井是1998年11月完钻的一口老井。构造上位于潜江凹陷王场构造南断块轴部,处于用本发明评价结果的潜江凹陷潜3410韵律层盐间泥页岩层系油藏甜点区,请参阅图4。2013年7月1日,进行老井复查,初期日产油3.0t左右。2个月后产量递减到0.3t,经本发明提供的方法研究分析认为该时期只是进入了休眠段,请参阅图5、图6和图7,还有大量的油没有采出,所以坚持继续投产。
通过近一年的生产,从2014年6月15日进入稳定吸水、持续稳产阶段,日产油又回升至3.0t左右。该井目前已累计采油732t。2014年,该区申报新增控制含油面积3.43km2,控制原油地质储量273.94×104t(303.03×104m3),技术可采储量41.09×104t(45.45×104m3)(如图8所示)。王19-8井盐间试油成功,展示了潜江凹陷潜江组盐间具有较大的勘探开发潜力,对江汉油田发展具有重要意义。
实施例2
王场构造北断块潜3410韵律层
利用本发明提供的盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法,预测得到江汉盆地潜江凹陷王场构造北断块潜3410韵律层盐间泥页岩层系油藏甜点。预测步骤如实施例1所示,在此不再复述。
钻探验证
请参阅图9,王99井构造位置位于江汉盆地潜江凹陷王场背斜北断块,地理位置位于湖北省潜江市周矶农场前进四队四组。该井位于潜三段10韵律和潜四下段2、6韵律“甜点”叠合区内。设计井深2820m,设计完钻层位为潜四下段。
王99井于2017年1月6日开钻,完钻井深2825m,完钻层位潜四下段。在潜江组录井见油斑显示80.5m/27层,油迹显示21.5m/13层,油浸显示103.5m/68层,其中,潜四下共见油斑显示38m/13层,油浸显示25m/9层。测井共解释40层,其中油层17.2m/12层,页岩油层130.6m/22层,高水淹层4.8m/2层,低水淹层1.2m/1层,干层10.6m/6层。潜四下共解释页岩油层89.8m/9层,最大单层厚度24m。试油初期日产油25.1方,累产油2432方,显示潜江组盐间页岩油具有较好的勘探开发前景。
承上,通过实施例1以及实施例2,也即是说,对盐间泥页岩层系油藏甜点进行勘探的勘探方法中,包括在勘探之前,利用上述盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法预测油藏甜点,接着进行勘探,通过其预测的高精度性,可有效节省人力物力,提高油藏甜点的开采,提高现场实用性。
综上,本发明实施例提供的盐间泥页岩层系油藏地质甜点的预测方法,其预测结果与勘探结果对比,相对误差<20%,具有较高的预测精度,现场实用性强。由于预测结果与勘探结果对比,相对误差<20%,具有较高的预测精度,因此其在盐间泥页岩层系油藏甜点勘探中的应用具有较佳的现场实用性。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。