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2.5 渗透率 泥页岩的渗透率是孔隙度、束缚水饱和

2021-02-27 12:24 作者:菠菜评级 点击:

  泥岩盖层评价的主要参数 1 常规参数 1.1 面积 盖层的面积反映盖层的平面分布范围和连续性, 是决定油气聚集范围的重要 因素,只有大面积连续分布于盖层下的储集层才有可能形成油气富集。 1.2 埋深 盖层埋藏太浅,静水压力太小,油气容易通过盖层渗滤、扩散;另外,埋藏 浅的盖层容易遭受风化侵蚀及地表水淋滤,从而降低突破压力;埋藏太深,盖层 会因脆性增加容易破碎而引起封闭性能降低。从前人研究结果看,总体上盖层封 闭能力随盖层埋深增加而增强。 1.3 粘土矿物含量 泥岩的封盖性能取决于它的可塑性和膨胀性。 粘土矿物的可塑性和膨胀性以 蒙脱石最强,伊/蒙混层次之,其次为高岭石,再次为伊利石,以绿泥石最差。 因此就其泥岩岩性而言,含蒙脱石的高的泥岩封盖性能好于高岭石为主的泥岩; 含高岭石高的泥岩封盖性能好于伊利石为主的泥岩; 而含伊利石高的泥岩封盖层 性能又好于绿泥石为主的泥岩。 2 泥岩盖层评价的测井评价参数 2.1 厚度 泥岩厚度是盖层评价的重要参数之一。泥岩厚度越大,其封盖能力必然得到 提高。泥岩厚度大的优势:反映沉积环境稳定,泥岩均质性好;降低微孔隙及连 通孔隙的连通性,增强封闭能力;泥岩内生成流体不易排出,形成异常高压;在 断层部位易形成侧向封堵等。 2.2 含砂量 泥页岩盖层含砂量的多少直接影响盖层的质量,泥页岩含砂量的增大,将导 致地层可塑性降低,脆性增大,容易产生裂缝。这一效应对深层泥岩尤为突出, 甚至产生储盖倒置的现象。 2.3 总孔隙度 测井计算的总孔隙度代表着地层流体可流动部分和被粘土矿物束缚部分占 据的孔隙空间之和与岩石体积之比。 泥岩盖层总孔隙度的大小反映泥岩的压实程 度,总孔隙度越小,压实程度越高,孔隙吼道半径越小,泥岩孔隙毛细管压力越 大,渗透率越低,封闭性能越好。因此,泥页岩盖层总孔隙度是反映盖层质量的 重要参数。泥页岩总孔隙度与突破压力呈非线性函数变化。泥岩总孔隙度由大到 小线性降低时,突破压力变化速率则由小到大急剧增加。 一般来说,泥岩总孔隙度只要降低到 30%左右即可封闭油气藏。因此该孔隙 度值可以作为泥岩盖层封闭油气的下临界值,只要泥岩总孔隙度低于此值,并且 具有区域分布,都可以作为油气藏的封盖层。 泥页岩总孔隙度由中子、密度测井曲线计算获得。当取得泥岩总孔隙度后, 再计算泥岩的突破压力。 2.4 有效孔隙度 在讨论泥岩总孔隙度同突破压力的关系时, 是把盖层看做均一化的理想盖层 为前提的。实际上,在较大范围内,泥岩的岩性、结构和构造并不是单一的,泥 岩内部孔隙大小、孔隙结构经常不一样,在各种成岩作用和构造作用下,经常产 生次生孔隙和微裂缝, 它在某一局部范围内或某一深度段可能存在着各种形式的 微渗漏空间。这些次生孔隙微裂缝、微裂缝和各种形式的微渗漏空间,在测井参 数上表现为有效孔隙度。 用中子-密度交会计算的泥页岩盖层有效孔隙度的大小, 反映泥页岩的次生孔隙、 裂缝的发育程度, 因此, 它是评价盖层质量的重要参数。 一般来说,有效孔隙度比总孔隙度对突破压力的制约作用强,即有效孔隙度 比总孔隙度对盖层的封闭性能的影响大。时代新的盆地,泥岩盖层的封盖性能主 要取决于总孔隙度的大小。泥岩突破压力随埋深增加(或随地层层系变老)而增 大。对时代老的盆地来说,泥岩封盖性能主要取决于有效孔隙度的大小。 2.5 渗透率 泥页岩的渗透率是孔隙度、束缚水饱和度和含砂量的函数。孔隙度、含砂量 越高,渗透率越大;束缚水饱和度越大,渗透率越小。需要注意的是,当泥页岩 存在裂缝时,渗透率将会失去均质地层的孔渗关系,使渗透率急剧增大,盖层失 去封闭油气的能力。 3 微观孔隙结构参数 3.1 盖层岩石孔隙管道的直径 根据 H.H.涅斯切罗夫公式来估算由一定粒级的均匀颗粒组成的孔隙管道直 径: d= SA 3 1? Φ ? SA 式中:SA——泥质颗粒表面,cm2/g; Ф——孔隙度,小数; d——孔隙管道的平均直径,μm。 一般说来,d 越小,盖层遮挡能力就越强。 3.2 岩石孔隙流体能 非润湿性流体在孔隙中具有的能量,称之为岩石总孔隙流体能(EA) EA = σ ? A 式中:A 为岩石孔隙内总表面积,σ为界面张力。 当用岩石的比表面积(SA,由吸附法测得)来表示 EA 时,即得: Er = σ ? SA Er 为岩石孔隙流体能(焦尔/g) 。 因此可以计算各种盖层的孔隙流体能。能量大的盖层的封盖能力好,反之, 则差。对生、储、盖组合中孔隙流体能的计算,也可以识别组合的好坏。 3.3 突破压力和贯穿压力 突破压力 PA:指油气开始突破盖层的毛细管压力(即岩样表面最大孔喉半径 rA 对应的毛细管压力 ) 。 贯穿压力 PB:指实验中,油气从一端贯穿到另一端时对应的毛细管压力。因 此,贯穿才是油气通过盖层散失的起点(具体为岩样) ,其值一般应比突破压力 大。 3.4 盖层封堵的油气高度 通过盖层中毛细管压力(PC)的大小来确定: pc = ?ρ ? g ? hg 式中:Δρ—气水密度差,g/cm3; g—重力加速度; hg——气水共存时的岩石气柱高度,cm。 经过单位换算得: hg = 10 ? Pc ?ρ 此时 hg 的单位为 m。 它具有流体势能的含义。计算盖层和气源层的气柱高度 hg 时通常取 Pg(盖 层毛细管压力)=PA(气源层毛细管压力) ,而对于储集层取 Pg=PHO(储层毛细管 压力)高度差,即: Δh 储-盖=h 储-h 盖 Δh 生-储=h 生-h 盖 当Δh 储-盖>0 时, 则饱和度在 10%以上的天然气从储集层进入盖层向上运移; 反之则被盖层封住。 当Δh 生-储>0 时天然气就可从生气层排出进入储集层而运移。 3.5 突破时间 突破时间根据 Purcell(1949 年)公式计算,即: tA = 4 ? ? L2 ? α 2 ×10 3 2 ?P ? rA 式中:tA——突破时间,s; rA——发生突破时的孔隙半径,cm; μ——流体的粘度,Pa·S; L——岩层的厚度,cm; α——弯曲的理论修正值(取α =π/2) ; ΔP——从半径为 rA 的孔隙通道中排出流体时的压力差。 测出突破压力后, 按照盖层的厚度就可以计算出天然气需要多长的时间才会 从盖层的底部运移到盖层的顶部而逸散掉,或者用它来计算盖层的有效厚度。 3.6 排替压力 排替压力是影响盖层本身封闭油气能力的根本参数。 排替压力越大盖层封闭 天然气能力越强,越有利于油气的聚集与保存,相反排替压力越小盖层封闭油气 能力越弱,越不利于天然气的聚集与保存。

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