盖层封闭的相对性在勘探初期的积极意义——以排2井为例

2022-09-10

一、排2井沙湾组气测特征

排2井是2005年在准噶尔盆地车排子凸起钻探的一口井, 该井于沙湾组试油获高产轻质油流。值得一提的是, 该井的录井气测无C1、C2组分, 却含有较高的C3以上重烃组分。

试油显示, 其原油密度为0.789g/cm3, 含蜡量6.16%, 无水、气产出。天然气的生成条件要远比石油宽泛得多, 石油的形成过程中也时刻伴随着天然气的形成。[2]同时, 天然气中, 甲烷的含量往往是有绝对优势的。排2井气测中C1、C2组分的缺失, 本文从以下几方面分析。

二、原因分析

1. 油源

从油源上来看, 由伟丰等做的排2井油源分析认为, 该井的原油主要来自四棵树凹陷侏罗系烃源岩, 同时混有昌吉凹陷二叠系原油。勘探证实, 相关区域和地层未产出与此类似的气测轻组分缺失的情况, 可排除这种现象的油气源因素。

2. 油气差异聚集原理

根据油气重力分异作用和差异聚集原理, 盖层的封闭能力和圈闭的闭合高度较大程度控制了油气的分布与差异聚集。[2]排2井钻遇的不同油藏, 在垂向上体现了这种差异聚集。但这只能导致油气一定程度的差异聚集, 由于气体分子较液体和固体分子有着更剧烈的布朗运动, 尤其是在地下较高的温度和压力下, 难以使天然气各组分在单个油藏内产生重力分异。同时, 如果该圈闭上部仍存在有利的圈闭, 也有气藏形成的可能。而上部地层较浅, 成岩性较差, 导致该油气藏的气体轻烃组分散失, 上部也未能形成气藏。

综上所述, 笔者认为, 天然气组分中C1、C2的缺失是盖层封闭的相对性导致的, 即盖层不足以封闭C1、C2而使其突破盖层并逸散。

三、盖层封闭机理与排替压力

盖层之所以能封闭油气, 目前普遍认为其封闭机理主要有毛细管压力封闭、异常高压封闭和烃浓度封闭。其中, 最普遍也是最主要的封闭机理为毛细管压力封闭, 由于盖层粒细、致密, 导致孔隙性差、毛细管阻力 (Pc) 大。异常高压封闭与烃浓度封闭相对少见。排2井沙湾组油藏盖层泥岩未成熟, 内有夹层, 无异常高压, 即本油藏盖层的封闭主要为毛细管压力封闭。

毛细管压力封闭, 即其具有较高的排替压力 (Pd) 。

储盖层接触面上的排替压力差为 (润湿角θ近似为0) :

其中rt、rp分别为盖层和储层孔喉半径, σ为油水界面张力。

油 (气) 水两相时, 排替压力差△Pd为油气从储层进入盖层必须克服的最小压力。

四、油柱高度的计算

排2井区沙湾组油藏储层孔隙度26.5%, 渗透率165.7×10-3μm2, 为三角洲砂经过波浪的再次搬运和沉积形成的滩坝砂体, 疏松, 高孔高渗。[5]公式3-2中因rp远大于rt, 可用盖层的排替压力近似代替盖储层的排替压力差, 即

突破压力 (P0) 为盖层的排替压力、地层压力、烃浓度与异常高压封闭压力和储层水动力等因素的和。排2井沙湾组油藏盖层未见异常高压, 埋深较浅, 有机质未成熟, 无排烃能力。即突破压力近似为盖层排替压力Pd盖。

设CH4、C2H6、C3H8、…对盖层的排替压力分别为P1、P2、P3、…。盖层岩石对于不同油气组分的排替压力可以通过直接测试法在实验室测得, 即用不同的烃组分去突破饱和了水的岩心样品, 理论上得出P1

静水条件下, 促使油气向上突破的动力为浮力F, 油气突破盖层时, 在数值上F=P0=Pd盖。对于油 (气) , 单位面积上油 (气) 柱的静浮力

此时所封住的油 (气) 柱高度为

现代油气成藏理论认为, 油气藏是在油气的供给和散失的平衡过程中形成的。[1]席伟军等认为该处沙湾组轻质油为外援阶梯状、晚期快速充注而成。[6]由此, 本文在分析过程中暂不考虑时间因素, 且假定该油藏有充分的油气供给。

利用三维地震解释系统、储层反演技术, 可基本描述储层构造形态。当盖层不足以封闭特定碳数以下的油气分子时, 根据建立的不同油气组分的排替压力标准表, 结合油气密度, 计算所封闭油 (气) 柱高度Zo, 则

再结合砂体构造形态, 得到油气在储层中的展布范围。为勘探初期下一阶段井位的部署提供依据。做精细研究还要考虑水动力、异常高压等其它因素的影响。

总结与分析

本文旨在建立一个简单的模型, 即:油源充足情况下, 由于盖层有限的封闭性能和不同油气组分通过盖层的排替压力的不同, 建立不同组分的标准排替压力表, 进而通过浮力计算盖层所封闭的油气柱的高度, 并得出油气在储层中的展布特征。

然而, 通过实测法建立一个标准的不同组分的排替压力表可能会受温压环境、岩心样品、实验时间等诸多因素的影响, 但在勘探初期, 钻探资料有限的情况下, 也是可以尝试的一种方法。

摘要：盖层对油气的封闭作用及其对油气藏的形成的控制作用都具相对性。在油气源充足条件下, 盖层的分布与封闭性能控制着油气的运移、聚集与保存。[1]、[2]盖层的展布特征易于预测, 其封闭性能则被重视的不够多。本文注意到盖层封闭能力对油气聚集规模的预测意义。盖层封闭作用的局限性限制了油气在较大可容空间中的持续聚集, 但同时也创造了通过盖层有限的封闭性能计算其所封盖油气柱高度的可能。

关键词：盖层,盖层封闭能力,油气柱高度