火山岩油藏开发解剖研究专家讲座

火山岩油藏开发解剖研究

——以克拉玛依油田一区石炭系油藏为例火山岩油藏开发解剖研究第1页提纲1火山岩介绍国内外开发觉实状况23火山岩油藏开发技术4案例分析2火山岩油藏开发解剖研究第2页3

火山岩是指火山暴发喷出地面炽热气体、液体和固体再落到地面堆积起来不一样形状小山，因为喷发时喷发出来岩浆有气体渣、固体岩浆，温度和压力快速下降，发生了化学改变和物理改变，所以岩浆就变成了火山岩。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第3页4火成岩矿物组成及分类：（1）化学成份：地壳中九十种天然元素在火成岩中均已发觉，但各个元素含量却极不相同，其中最主要是O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K。这些元素占火成岩总重量99％以上，尤以氧最多，占总重量46％以上。其余全部元素重量总和还不到1％。它们惯用氧化物百分数表示（如表所表示）：氧化物SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaO重量%59.1251.0515.343.083.800.123.495.08氧化物Na2OK2OH2O+P2O5CO2ErO2Cr2O3其它重量%3.843.131.150.300.1020.0390.0550.304火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第4页5（2）火成岩矿物成份：

火成岩矿物成份是火成岩分类和判别主要依据，对了解岩石成因、形成条件、化学成份和物理性质等都有主要意义。火成岩中常见矿物有十余种，主要矿物平均含量以下：矿物含量（%）矿物含量（%）橄榄石2.65%碱性石14.85%黑云母3.86%石英20.40%角闪石1.64%白云母3.85%辉石12.90%樨石及钛铁矿1.45%斜长石35.40%磁铁石3.15%火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第5页6（3）岩石分类：

依据岩石矿物成份和化学成份，可分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩。①超基性岩。如橄榄岩，辉石岩、苦橄岩等。②基性岩。如辉长岩、辉绿岩和玄武岩等。③中性岩。如闪长岩、二长岩、闪长纷岩、安山岩等。④酸性岩。如花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、流纹岩等。⑤碱性岩。如霞石正长岩、霞石正长斑岩和粗面岩、响岩等。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第6页7火成岩相态特征：

岩相分为暴发相、溢流相和火山沉积相，其中暴发相是火成岩勘探有利相带。在每次喷发早期，岩浆积蓄能量较大，主要以暴发作用方式形成岩相为主；喷发中期，强度减弱，喷发相对平衡，形成大面积溢流玄武岩；临近结束时，形成火山和正常沉积作用混合产物。对应地形成一次暴发相—溢流相—火山沉积相喷发模式。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第7页8（1）油源条件与油气保留因为火成岩本身不含有生油能力，所以火成岩要形成油气藏，其附近必须紧邻烃源岩，火成岩能够就近捕捉油气，从而确保形成油气藏物质基础。（2）岩性与岩相火成岩岩性和岩相对其储层物性影响是因为各种火成岩岩性和岩相孔隙、裂缝和孔缝组合类型及发育程度不一样所造成。从基性到酸性熔岩，岩石脆性逐步升高；熔岩除在喷出地表时会因挥发组分逃逸作用形成原生气孔外，在结构应力作用下更易碎易裂，形成大量次生孔缝。火成岩油气藏控制原因火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第8页9(3)成岩作用早期成岩作用是指以冷凝或压实作用为主成岩作用，为火成岩形成时段，原生孔隙和原生裂缝形成于这一阶段。晚期成岩作用是指火成岩经过早期成岩作用固结成岩后，受到淋滤、结构、埋藏以及地层水等原因影响所形成各种成岩作用类型。(4)结构运动因为结构应力作用，储层形成大量规模不等断裂和裂缝，改进火成岩储层储集性能，是火成岩储层发育主要原因。结构裂缝使孤立孔隙相互连通，显著地增强了孔、渗性，结构裂缝有利于地下流体活动，充填于岩体内碳酸盐等易溶物质极易被溶解，形成各种溶蚀孔、洞、缝等次生储集空间。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第9页10紧邻烃源岩，深大断裂与烃源岩沟通，有利于油气运移和成藏。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第10页11火山岩油藏储层形成机理及类型深水喷发：因为静水压力大，溶解于岩浆中挥发组分不轻易逃逸，难以形成气孔，故原生气孔极不发育，再加上水体共同作用，火山岩发生显著蚀变(绿泥石化)并被充填，原生气孔愈加稀少。在浅水环境或陆上喷发形成火山岩：尤其在喷发时遭遇大气降水，岩浆中挥发组分大量逃逸形成原生气孔，同时炽热岩浆突遇水体会发生淬火作用，形成大量原生微裂隙，把原生气孔很好地连通起来，组成良好储集空间。如冷凝收缩节理缝。后期改造次生：因为后期结构运动形成大尺度结构缝，暴露溶蚀形成次生孔等。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第11页12火成岩裂缝类型受岩性、结构、早期成岩和晚期成岩作用控制，火成岩中发育不一样产状和成因裂缝。按产状分主要有斜交缝、网状缝、水平缝、直劈缝等。斜交缝是指两组裂缝成共轭或近似共轭发育、各种角度裂缝共存、单条裂缝延伸长度大于1m裂缝（见图a）；网状裂缝是指多期次发育多组不一样角度裂缝相互交织组成网状空间系统（见图b）；水平缝是指角度小于30º、较单一、横向延伸距离大于2m裂缝（见图c）；直劈缝是指裂缝角度大于80º、较单一、垂向长度大于0.5m裂缝（见图d）。火山岩油藏裂缝种类及特征火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第12页13按裂缝成因分类，主要有自碎缝、收缩缝、溶蚀缝、节理缝、结构缝等自碎缝：是指岩浆冷却过程中形成、发育于火山岩块内或岩块间裂缝，单条裂缝延伸长度普通小于20cm，裂缝宽度普通小于2μm，裂缝密度较大（见图2a）；收缩缝：是指岩浆冷却或成岩过程中形成、发育于矿物内或矿物间裂缝，单条裂缝延伸距离普通小于10cm，裂缝宽度普通小于1μm，且裂缝密度较大（见图2b、2c）；溶蚀缝：是指火成岩在表生、深部热液、有机质演化形成有机酸等环境下形成裂缝，常与断裂、次生孔隙伴生，裂缝宽度和密度较大（见图2d）；节理缝：是指在岩浆冷却过程中，在近火山口附近形成近水平或近垂直裂缝，其延伸距离取决于火山暴发指数和喷发规模，普通大于2m（见图2e）；结构缝：是由结构运动造成应力改变形成裂缝，以网状缝为主（见图2f），集中发育于断裂带附近。火山岩介绍火山岩油藏开发解剖研究第13页提纲1火山岩介绍国内外开发觉实状况23火山岩油藏开发技术4案例分析14火山岩油藏开发解剖研究第14页15国外火山岩油气藏勘探概况早期阶段(20世纪50年代前):大多数火山岩油气藏都是在勘探浅层其它油藏时偶然发觉,认为其不会有任何经济价值,所以未进行评价研究和关注。第二阶段(20世纪50年代初至60年代末):认识到火山岩中聚集油气并非偶然现象,开始给予一定重视,并在局部地域有目标地进行了针对性勘探。1953年,委内瑞拉发觉了拉帕斯油田,其单井最高产量到达1828m3/d,这是世界上第一个有目标地勘探并取得成功火山岩油田,这一发觉标志着对火山岩油藏认识上升到一个新水平。第三阶段(20世纪70年代以来):世界范围内广泛开展了火山岩油气藏勘探。其中较为著名是美国亚利桑那州比聂郝—比肯亚火山岩油气藏、格鲁吉亚萨姆戈里—帕塔尔祖里凝灰岩油藏、阿塞拜疆穆拉德哈雷安山岩及玄武岩油藏、印度尼西亚258石油勘探与开发·油气勘探贾蒂巴朗玄武岩油藏、日本吉井—东柏崎流纹岩油气藏、越南南部浅海区花岗岩白虎油气藏等。国内外开发觉实状况火山岩油藏开发解剖研究第15页

16国外火山岩油气藏勘探、研究程度总体较低,即使发觉了众多油气藏,但多为偶然发觉或局部勘探,还未作为主要领域进行全方面勘探和深入研究,当前全球火山岩油气藏探明油气储量仅占总探明油气储量1%左右。地质学中火山岩研究历史很长,但火山岩油气藏研究还处于起步阶段。国内外开发觉实状况火山岩油藏开发解剖研究第16页17国内火山岩油气藏勘探概况①偶然发觉阶段(1957-1990年):主要集中在准噶尔盆地西北缘和渤海湾盆地辽河、济阳等坳陷。②局部勘探阶段(1990-年):伴随地质认识，中国陆上火山岩储量增加与勘探历程图不停提升和勘探技术不停进步,开始在渤海湾和准噶尔等盆地个别地域开展针对性勘探。③全方面勘探阶段(年后):截至年底,中国石油天然气股份有限企业已提交火山岩探明石油储量47821.3×104t,溶解气地质储量229.4×108m3;火山岩油气藏探明天然气地质储量1249.2×108m3。全国火山岩探明油气当量约为73000×104t。国内外开发觉实状况火山岩油藏开发解剖研究第17页18中国沉积盆地火山岩油气藏于1957年首次在准噶尔盆地西北缘发觉,该区火山岩油气藏勘探已历经50余年。当前在渤海湾、松辽、准噶尔、二连、三塘湖等11个含油气盆地发觉了火山岩油气藏。国内外开发觉实状况火山岩油藏开发解剖研究第18页提纲1火山岩介绍国内外开发觉实状况23火山岩油藏开发技术4案例分析19火山岩油藏开发解剖研究第19页20火山岩开发方式及技术研究（1）天然能量开采

火山岩油藏多为异常高压，部分含有充分边底水供给，在开采早期，应充分利用天然能量开采。（2）溶解气驱

火山岩裂缝发育,溶解气驱降压开采将使裂缝闭合,使储集孔隙空间体积有可观降低,使剩下油气因储集空间降低而降低,使原油采收率提升；

火山岩储层孔隙结构复杂,大缝大洞发育,造成降压开采后期油层中滞留气饱和度比普通孔隙性砂砾岩油藏高,原油被滞留油层中游离气挤出。

还有些人认为,在降压开采后期裂缝中可能出现“次生气顶”。这一原因将使火山岩油藏溶解气驱采收率有较大提升。（3）注水开发

当前，对于火山岩油藏大多采取注水开发方式，不过标准上不应注水。国外对火山岩油藏大多采取衰竭式开发,实施注水开发极少。而国内有不少油田采取注水开发,不过效果不太显著。

火山岩油藏开发解剖研究第20页21（4）水平井应用因为裂缝发育，含有一定展布方向，垂直于裂缝方向打水平井能够有效增大泄油面积，改进驱替效果。（5）采取不规则井网

火成岩油藏通常非均质性比较严重，与常规沉积相储层相比含油分布规律性较差，平面展布上比较复杂，针对含油位置采取不规则井网效果更加好。（6）热采、蒸汽吞吐

对于火成岩稠油油藏而言，多采取热采、蒸汽吞吐开发方式，采取蒸汽吞吐比注热水开发效果要好。（7）酸化、压裂改造办法火山岩开发特征：通常早期产能较高，中后期产量递减较快，压力衰减较快，注入水快速水窜。火山岩开发方式及技术研究火山岩油藏开发解剖研究第21页22

当前火成岩开发存在一些问题：

多采取注水开发方式，不过因为火成岩裂缝发育，裂缝连通很轻易造成水窜；储层巨厚块状，无稳定隔层，不利于水驱。当前还未形成一套科学成岩开发体系，国外也大多采取衰竭式开采，面临问题较多。

几点提议：（1）早期生产应适当控制生产压差和采油速度；（2）生产过程中尽可能降低修井作业，并尽可能预防油层伤害；（3）针对水快速锥进应用排水采油技术

排水采油主要目标是经过选择高含水井进行排水,以降低周围井油水界面上升速度,或在单井中实施油管排水、套管采油采油工艺技术,使油井重新进入低含水阶段或无水采油阶段,从而到达提升采收率目标。火山岩开发方式及技术研究火山岩油藏开发解剖研究第22页23

（4）从油藏工程角度：发展流线追踪技术；准确捕捉剩下油位置。

应用流线追踪技术，结合裂缝分布情况，建立适合该块地质模型，在此基础上，使用水平井进行开发，以及对不一样开发方式进行优选，找出最合理开采方式，到达提升采收率目标。火山岩开发方式及技术研究火山岩油藏开发解剖研究第23页提纲1火山岩介绍国内外开发觉实状况23火山岩油藏开发技术4案例分析24火山岩油藏开发解剖研究第24页实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）25油藏地质

新疆一区石炭系为克白断裂上盘潜山油藏，顶面埋深570m-1100m。该油藏紧邻深大断裂，为油气运移主要通道，纵向上油藏深度跨度较大。原始压力11.89MPa原始压力系数为1.31，属于异常高压；饱和压力8.0MPa，地饱压差3.89MPa，油藏饱和程度67.3%，属于中等饱和油藏。火山岩油藏开发解剖研究第25页26

（1）油藏岩相特征从岩相特征看出，一区石炭系油藏三个相均发育，在平面上造成了储层存在一定非均质性。从产能测试层段和油藏剖面图能够看出，在纵向上也存在很大非均质性。

岩相特征反应出一区石炭系油藏纵、横向非均质性极强实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第26页27（2）

油藏储层特征一区石炭系岩心照片一区石炭系储层不一样岩性分析孔隙度与分析渗透率比较新疆一区石炭系火山岩储层岩心分析孔隙度分布曲线孔隙度、渗透率表明储层以中低渗为主，裂缝发育实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第27页28油藏开发特征-试采特征油藏整体经历3个开发阶段，基本无稳产期，递减大。实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第28页29油藏开发特征-产能特征新疆一区石炭系火山岩油藏油井早期日产油分布曲线新疆一区石炭系火山岩油藏油井累产油分布曲线一区石炭系高产井自喷稳定生产期间产量递减统计产能特征：（1）油井初产差异大，高产井分布较零碎；（2）油井累计产油量差异大；（3）油井产量递减较大，油藏无稳产阶段。实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第29页30油藏开发特征-注水特征能够看出油藏地质条件很好，能够满足注水要求。1985.9-1985.11，转注水井6口（均为开发试验区）；1986.9-1986.10，转注水井8口（围绕试验区外扩）；1987.6-1987.10，转注水井23口（油田主体部位注水井）；1988.4-1988.8，转注水井10口（边部井及少数水淹井）；1989.4-1989.7，转注水井14口（边部井及少数水淹井）；1990-1992，转注水井13口（少数水淹井及局部井网不完善地带井）。一区石炭系注水井开井数与日注水平改变曲线一区石炭系1858井注水曲线一区石炭系几口注水井井口注水压力改变曲线实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第30页31油藏开发特征-开发存在问题注水效果分析：注水见效井少，注水效果差，水窜现象严重。一区石炭系强烈水窜井水窜情况统计表一区石炭系经典水窜井1842井注采对应曲线从表上能够看出，部分井含水从5-10%左右经过了两到五个月就上升到了50-80%左右，水窜速度很快，注水效果差。实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第31页32油藏开发特征-开发存在问题补孔效果分析：一区石炭系油藏无效与低效补孔井累计已占到48.8%，补孔效果总体偏差。一区石炭系1988年至1992年补孔效果统计表

一区石炭系油藏补孔效果较差，分析原因：一是油藏内部局部有低渗透岩体，但无稳定隔层，所以油藏剖面上普通不存在较具规模未动用油藏；二是油藏压力水平已经很低，这会降低油藏补孔效果。实例分析（新疆一区石炭系基岩潜山油藏开发研究）火山岩油藏开发解剖研究第32页深入开发工作方向331）加强火成岩油藏产液剖面录用工作加强动态资料录用工作，尤其是产液剖面测试工作，为剩下油分布提供参考依据一区石炭系