绥滨拗陷城子河组天然气输导能力综合评价.pdf

大 庆 石 油 学 院 学 报 J OuRNAL OF DAQI NG PETROl EUM I NS TI TUTE 第 3 3卷 第 4期 2 0 0 9年 8月 Vo1 ． 3 3 No ． 4 Aug． 2 009 绥 滨拗 陷城子 河组天然气 输导 能力综合评价 姜 继玉 ，姜艳 春。 ，黄 鹤。 ，王剑峰 ，范秀杰 1 |大庆石油学院 电子科学学院， 黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 8 ； 2 ．大庆油田有限责任公司 第一采油厂， 黑龙江 大庆 1 6 3 0 0 1 ； 3 ．辽河油 田分公司 勘探开发经济评价 中心 ， 辽 宁 盘锦 1 2 4 0 1 0 ； 4 ．大庆油 田技术培训 中心 ， 黑龙江 大庆 1 6 3 2 5 4 摘 要 在绥 滨拗陷城子河组砂体和断裂发育及分布特征研究的基础上 ， 通过定 义和求取砂体 及断裂输导 天然气能 力评价参数 ， 对绥滨拗 陷城 子河组 输导 天然气 能力进行综合评价．根 据该评价结果 ， 结合源岩和圈闭发育特征 ， 对绥滨拗 陷城子河组天然气成 藏的有 利区进 行预测 ．结果表 明， 城子 河组砂 体输导 天然气 能力 高值 区 主要 分布 在北部斜 坡区绥 D 2井处和东部斜坡 区集贤镇处 ； 断裂输导天然气能力东部高 于西部．福兴斜坡 地区 中部 及东部斜坡 区南部是绥 滨拗 陷 城子河组 天然气 成藏与分布的有利 区． 关键词 绥 滨拗 陷 ； 城子河 ；天然气 ； 输 导能力 ； 综合评价 中图分类号 TE1 2 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 01 8 9 l 2 0 0 9 0 4 0 0 3 50 5 天 然气 输导 条件 在某 种程 度 上决定 着 含油 气盆 地 中天 然气 的富集 数量 及其 空 间分 布．D r e y e r T等对 此做过研究和探讨。 卜引， 使人们对天然气输导通道的类型及特征 ， 以及对天然气成藏的作用形成 了初步认 识．由于认识水平和地质条件复杂性的限制 ， 致使人们在输导通道类型对天然气成藏贡献方面的认识 ， 尚 缺 乏定 量概 念．笔 者通过 定 义和 求取 砂体 及 断裂 输 导 天 然气 能力 评 价 参 数 ， 对 绥 滨拗 陷城 子 河 组 输导 天 然 气能 力进 行评 价 ， 并 进行 有 利 区预测 ． 1 天然气输导通道及其特征 由于绥滨拗陷河子组为砂泥岩互层 ， 源岩生成的天然气首先排出并进入与其相邻 的砂岩储层中， 然后 再 沿其 内发 育 的砂 体 作侧 向运 移 ， 在 圈闭 中聚 集 成藏 ．同时 ， 因局 部 地 区城 子河 组 底 界 断 裂发 育 ， 下伏 东 荣组 源 岩生 成排 出 的天然 气又 可沿 断裂 作 垂 向运 移 进 入 城 子河 组 砂 岩 储 集层 中．因此 ， 城 子 河组 天然 气 输 导通道 主 要有砂 体 和断 裂． 1 ． 1 砂体 发 育及 分布 特征 绥滨 拗 陷城 子河 组沉 积时 期 ， 水体 分 布面积 广 ， 沉 积一 套 湖 泊 、 三 角洲 和河 流 相 的 砂 泥岩 沉 积 ， 砂 、 岩 较 发育 ， 滨 1井 和 滨 参 1井 钻 遇 城 子 河 组 砂 岩 厚 度 分 别 为 9 3 8 ． 5 ， 1 0 3 0 ． 0 1 T I ， 砂 地 比分 别 为 5 2 ． 8 ， 6 3 ． 8 ．滨 参 1 井 和滨 1井城 子河 组砂 岩单 层 最大 厚度 分 别为 2 0 ． 0 ， 1 5 ． 0 m， 以 0 ． 5 ～1 ． 0 m 的单层 居 多． 绥滨 拗 陷 目前 只 有 2口探 井 和 3口浅 井 ， 难 以利用 井资 料研 究城 子 河组 砂岩 的空 间分 布 ．因此 ， 利 用 滨参 1 井 和 滨 1井砂 地 比资料 、 沉 积相 资料 和地 震 资料 ， 对其 砂 岩发 育及 分 布进 行 预测 ．绥滨 拗 陷 城子 河 组砂 岩 发育 ， 最 大厚度 高 于 1 0 0 0 m， 主要 分 布在福 兴 斜坡 东部 ； 其 次在 新 房 凹陷 的滨 1 井 处 和南 大林 子 凹 陷的滨参 1井处 ， 存在 2个次极值点， 砂岩厚度高于 9 0 0 m．由此， 3 个高值区向其 四周城子河组砂岩厚度 逐渐降低 ， 尤其向拗陷东南东部斜坡区城子河组砂岩厚度减小更快 ， 最小厚度小于 1 0 0 m． 1 ． 2断裂发 育及 分布 特 征 绥滨 拗 陷断 裂较 发育 ， 其 中从 东荣 组 断至 城 子河 组 的 主要 断 裂 共 2 7条 图 1 ， 通 过 对 各 个 断 裂 的要 收稿 日期 2 0 0 9 一o 51 1 ； 审稿人 付广； 编辑 郑丽芹 作者简介 姜继 玉 1 9 6 3 一 男 ， 实验师， 主要从 事油气地质方面的研究 大庆石油学院学报 第 3 3卷2 0 0 9 年 素进行 统计 表 1 ， 得 到从 东荣 组断 至城 子河 组 断裂倾 角 为 1 9 。 ～6 9 。 ， 平均 为 4 1 。 ； 断 距 为 2 5 0 ～7 5 0 m， 平 均为 5 5 0 m； 其 中 5号、 1 2 号 、 2 0号、 2 9 ～3 4号 、 3 6号 、 3 8 ～4 1 号等 1 4条断裂规模较大， 断距大 、 延伸距离 长 ， 主要分 布于拗 陷 中部 及北部 ； 南 部断裂 规模 相对较 小． 图 1 绥滨拗 陷断穿东荣组和城子河组断层位置 表 1 绥 滨 拗 陷 断 穿东 荣 组 和 城 子 河 组 断 层 要 素 断裂 断裂倾 垂 向断 断裂 断裂倾 垂向断 编号 角／ 。 距／ m 编号 角／ 。 距／ m 1 1 9 ． 4 0 5 5 0 3 0 47 ．1 9 3 7 5 2 l O ． 0 6 5 5 O 3 l 3 2 ． 5 3 3 2 5 3 2 6 ．1 3 6 5 0 3 2 3 O ． 6 8 2 5 0 5 61 ． 2 2 6 0 0 3 3 4 0 ． 1 7 5 0 0 6 61 ． 2 2 7 5 0 3 4 2 6 ．1 5 4 5 O 7 6 O ． 4 3 7 5 0 3 6 6 4 ． 0 4 6 0 0 8 4 9 ． 0 7 5 5 0 3 7 4 0 ． 5 7 7 0 0 1 2 3 2 ． 7 7 7 5 0 3 8 3 2 ． 07 5 5 0 2 0 4 5 ．1 7 6 5 O 3 9 36 ． 29 5 0 0 2 1 6 8 ． 9 O 7 5 0 4 0 4 0 ． 9 5 3 5 0 2 3 1 9 ．1 6 6 0 0 4 1 6 9 ． O 9 3 0 0 2 5 1 7 ． 7 8 5 5 O 4 2 3 3 ．1 7 5 0 0 2 8 3 7 ． 5 9 6 5 0 4 3 4 2 ． 2 O 6 0 0 2 9 5 5 ． 8 1 4 5 0 2 砂体输导天然气能力 2 ． 1数学模 型及 其参数 2 ． 1 ． 1 数学模 型 砂 体输 导天然 气能 力 的强 弱 除与天然 气本 身 性 质有 关 外 ， 还 取决 于砂 体 本 身 的渗 滤 特 征．天 然气 密 度和黏 度越小 ， 砂 体厚度 越大 ， 渗透 率越 高 ， 越 容易 发生天然 气 通过砂 体 的渗滤 作用 ， 即砂 体输 导天然 气能 力越强 ； 反之 ， 则越 弱．砂体输 导 天然气 能力 的计算 公式 为 T K H ／ ， 1 式中 丁 为第 i 个评价单元砂体输导天然气能力评价参数 ； K 为第 i 个评价单元砂体 的渗透率 ； H 为第 i 个评价 单元砂 体 的厚度 ； 为第 i 个 评价 单元砂 体 内的天 然气 密度 ； 为第 i 个 评价 单 元砂 体 内 的天然 气 黏度． 由式 1 可 以看 出 ， T 不仅 可 以反 映天然 气本 身性 质 、 对砂 体输 导天 然气 能 力 的影 响 ， 而 且 可 以 反映砂 体 的渗 滤特 征 H 、 K 对砂体 输 导天然 气能力 的影 响 ， 因此 丁 是评 价砂 体输 导 天然 气 能力 的一 个 综合评 价指标 ． 2 ． 1 ． 2 主要参 数 1 砂体渗 透率 K ．绥 滨拗 陷城子 河组 砂岩 渗透率 实测 值较 少 ， 文 中主要通过 砂岩 实测 渗透 率与 孔 隙度之 间 的关 系 ， 利 用砂 岩孑 L 隙度 与声波 时差之 间 的关 系 ， 再 通 过过 井 剖面 校 正地 震 层速 度 ， 将 其倒 数 代 人砂岩孔隙度与声波时差之间关系式 中求取砂体孔隙度， 最后由孔隙度求出砂体渗透率． 2 砂体厚度 H ．对于研究区有探井的评价单元 ， 可以通过钻井剖面直接统计得到； 对 于没有探井 的评价 单元 ， 可根据 地震 资料确 定城 子河 组砂体 厚度 ． 3 天然气黏度 ． 越小 ， 天然气越易流动． 可由文献E 6 3 的实验结果整理得到经验公式 一 2． 6 0 3 41 1 0 T 4 ． 46 9 1 1 1 0 P 1 ． 6 7 2 1 0 ～ ， 2 6 第 4期 姜继 玉等 绥滨拗陷城子河组天然气输导能力综合评价 式 中 P 为 压力 ； T 为温度 ． 4 天然气密度 ． P 可 由文献[ 6 ] 的实际结果整理得到的经验公式 一一 3 ． 40 5 3 2 8 0 ．0 1 5 1 37 7 Pi 0． 17 2 88 5T“ 2 ． 2综 合评 价 将绥滨拗陷城子河组划分为 1 0 5个评价单 元 ， 确定 每一 个评 价 单元 内的砂 体 厚度 、 渗 透率 、 天然气黏度和密度．然后 由式 1 计算每一个评 价单元内砂体输导天然气能力评价参数， 结果见 图 2 ．由图 2可知 ， 绥 滨 拗 陷 城 子 河 组砂 体 输 导 能力综合评 价参数为 2 ～4 0 1 0 m ／ s ， 高 值区主要分布在北 部斜坡 区绥 D 2井处 和东 部 斜坡区集贤镇处 ， 砂体输导天然气能力评价参数 分 别 为 4 0 1 0 m ／ s和 3 2 1 0 1 T I ／ s ， 由 2 个高值区向拗陷中部及东西两侧砂体输导天然 气 能力 综合 评价 参 数逐 渐减 小 ， 在拗 陷西 部减 小 至 2 X 1 0 I T l ／ s以下 ． 3 断裂输导天然 气能力 3 ． 1数学 模型 及参 数 3 ． 1 ． 1 数 学模 型 3 天然气在地下通过断裂进行渗滤运移 ， 其渗 图2 绥滨拗陷城子河组砂体输导天然气能力评价参数 滤运移量受到输导动力 源储压差 、 断裂本身渗 分布 透率 、 横截面积 、 倾角、 天然气黏度、 断裂垂 向延伸距离距离 、 输导时间等多种因素的影响， 可以近似地用达 西定 律表 示 Q _Ks t A ps m a ， 4 ／ 2h 式中 Q为天然气沿输导通道的渗滤运移量 ； K 为断裂渗透率； A p为天然气输导动力 ； s 为断裂横截面积 ； t 为天然气输导时间； a为断裂倾角； 为天然气黏度； h为断裂垂 向延伸距离 垂直断距 ． 由式 4 可知 ， Q越 大 ， 表 明天 然气 沿 断裂 渗滤 运移 量 越 大 ， 输 导能 力 越 强 ； 反 之 ， 则 越 弱 ．它与 s ， f ， K 和 s i n a 成正 比； 与 h和 成反比．A p和 t 是反映天然气通过断裂渗滤运移能力的外界条件， 而不是反映 其 自身输导能力的条件．s 为断裂输导天然气能力的影响因素 ， 其值对具体的某一断裂难 以确定．采用天 然气沿断裂的相对输导速度 ， 即在单位压差下单位时间 内通过单位面积内天然气 沿断裂渗滤运移距 离 表示 断裂 输导 天然 气能 力 V-- 一 ． ㈣ 由式 5 可知， V越大， 表明断裂本身输导天然气的能力越强 ； 反之 ， 越小 ， 则断裂本身输导天然气的 能力越弱．由此看出， 是可以综合反应断裂输导天然气能力 的一个综合指标． 3 ． 1 ． 2 主要 参数 1 断 裂渗透 率 K ．K 是其 输 导天 然气 能力 的最 根 本 反 映．由于 受钻 井 取 心及 测 试 等 因素 的限 制 ， K 的求取困难 ， 尤其是断裂活动开启过程中的渗透率 ， 通过测试更是无法进行．裂缝是断裂输导天然气， 尤其是活动开启时期输导天然气的主要输导通道 ， 假设断裂带的渗透率 即为裂缝 的渗透率 ， 且 目前裂缝宽 度 充填裂缝 即为断裂活动开启时的宽度．在此条件下 ， 可 以求取裂缝 的渗透率代 替断裂活动开启时的 大庆石油学院学报 第 3 3卷2 0 0 9年 渗 透率． 2 断 裂倾 角 a ．a可 由构造 图直 接测取 或计 算求 得． 3 断裂垂向延伸距离 垂向断距 ．由于天然气在地下对 天然气的输导运移 主要是垂 向运移， 所 以天 然气沿 断裂 的运移 距离 受 h控制 ．h主要通 过钻 井剖 面 中东荣 组和城 子河 组之 间 的距 离计 算得 到． 4 天 然气 黏度 ． 越小 ， 天 然气越 易流 动 ， 通 过砂 体渗 滤能 力越强 ； 反 之 ， 则越 弱 ． 3 ． 2综合 评价 根据绥 滨拗 陷各评 价单 元 内断穿 城子河 组底 面断裂 渗透 率 、 断层倾 角 、 输 导距 离及 天然 气黏度 统计 和 计算 ， 利用式 5 对其各评价单元 内断裂输导天然气综合能力评价参数进行计算 ， 结果见图 3 ．由图 3可 知 ， 城子河组断裂输导天然气能力综合评价参数总体表现为东高西低．拗陷东部断裂输 导能力综合评价 参 数为 5 ． 0 X 1 0 。 ～ 4 ． 5 1 0 - 1 。 m／ s ， 共 有 5个相 对 高值 区 ， 其 中福 兴斜 坡上 有 2个 分别 为 4 ． 5 1 0 。 m／ s 和 2 ． 5 1 0 。 m／ s ； 东部斜 坡带 上有 2个 分别 为 3 ． 5 1 0 m／ s和 2 ． 0 1 0 。 m／ s ； 福 兴斜 坡 和 东 部斜坡带 交界 处有 1个 3 ． 5 1 0 。 m／ s ．断裂 输 导能 力 评价 参 数 由 高值 区 向其 他 地 区逐 渐 减小 ．西 部 为较低值 区 ， 大部分 地 区断裂输 导天 然气 能力综 合评 价参 数低 于 5 ． 0 X 1 0 。 m／ s ． 4 有利勘探 区预测 根据 绥滨拗 陷城 子河组 砂体 和断 裂输 导天然 气能 力 的综 合评 价结 果 ， 以及源 岩 和圈闭 的发 育特征 ， 对 城 子河组 天然气 运聚 成藏 的有利 区进 行预测 ， 结 果见 图 4 ．由图 4可 知 ， 绥 滨拗 陷城 子河 组 砂体 和 断裂 输 导 天然气 能力较 强 区 ， 主要分 布在 福兴斜 坡 区 中部 和东部 斜坡 带南 部地 区 ， 前者 分 布面积 大 于后者 ， 有利 喜 房 凹／ ／ 、 ＼ 普 受 农 场 中 ＼ 南 ／ ＼ ＼ 一一 ／ 1 部 东 屯 ／ 林 】 斜 图例 圈圈 井位 构造分区线 回回 地名 有利区 图 。 拗 陷城 子河 断裂输 导天然 气能力 综合评 价参 数 图 4 绥 滨 拗 陷 城 子 河 组 有 利 区预 测 分 布 ‘ 于天然气 在 内部 断块 和断层 遮挡 圈 闭中 聚集成 藏 ， 是 绥滨拗 陷城 子河 组天 然气下 一 步勘探 的重 点地 区． 5 结论 1 绥滨拗 陷城 子河组 砂体 输导 天 然 气能 力综 合 评 价参 数 为 2 ～4 0 1 0 - 1 m ／ s ， 高值 区主要 分 布 在 北部斜坡 区绥 D 。 井 处 和东部斜 坡 区集 贤镇处 ； 绥滨 拗陷 城子河 组 断裂输 导能 力综 合评 价 参数 为 5 ． 0 3 8 第 4期 姜继 玉等 绥滨拗 陷城 子河组 天然气 输导能力综合评价 1 0 ～4 ． 5 1 0 m／ s ， 由西 向东逐 渐增 大 ， 表 明输导 天 然气 能力 逐渐 增强 ． 2 绥滨拗陷城子河组砂体和断裂输导天然气能力较强的地区 ， 主要分布在福兴斜坡区中部和东部斜 坡带南部 ， 有利于天然气在 内部断块和断层遮挡圈闭中聚集成藏 ， 是城子河组 天然气成藏与分布的有利 地 区． 参考文献 [ 1 ] Dr e y e r T，S c h e i e A， Wa l d e r h u n g O ．Min i p e r me t e r 为 b a s e d s t u d y o f p e r me a b i l i t y t r e n d s i n c h a n n e l s a n d b o d i e s [ J ] ．AAP G B u 1 1 e t i n ． [ 3 ] [ 4 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