鄂尔多斯盆地天环北部储层微观孔喉结构及地层水微观赋存状态

鄂尔多斯盆地天环北部储层微观孔喉结构及地层水微观赋存状态

0地层水的总矿化度层水和油气的形成、聚集和保存密切相关。鄂尔多斯盆地西北部天环北部地层水的总矿化度为10.83～65.88g/L，平均值为31.79g/L。阴离子以Cl1地层水赋值的性能1.1孔桥显微镜下的特征和类型鄂尔多斯盆地上古生界储层现今处于晚成岩阶段成熟—过成熟期，成岩演化程度高，是经历强烈压实、压溶及硅质胶结作用形成的致密砂岩储层1.2储层物性特征应用高压压汞和恒速压汞资料对储层孔喉发育规模、结构及其对储层质量的影响进行分析。研究区致密砂岩储层孔隙度平均为6.01%，渗透率平均为0.49×10高压压汞汞饱和度曲线上各样品最大汞饱和度、歪度等均有较大不同（图5），表明它们在孔喉结构特征方面具有显著差异，这种差异将最终体现在储层物性上，尤其是储层渗透率。通过毛管压力曲线求取孔喉结构特征参数恒速压汞实验结果表明[图9(a）—图9(c)],3个样品的孔隙半径均为正态分布，主要分布在80～300μm之间，分布曲线的范围和峰值基本一致，平均孔隙半径基本相同，分别为155.56μm、151.54μm和155.44μm[表1，图9(d）]。喉道半径为正态分布并具有相对较宽的分布范围，主要分布在0.2～2.4μm之间[图9(e）]，与高压压汞实验结果基本一致，只是高压压汞识别出了更小半径的喉道，求取的平均喉道半径小于恒速压汞。3个样品喉道分布曲线的范围和峰值具有一定差异，孔喉比也与喉道半径具有相似的分布特征[图9(e），图9(f）]，样品19平均孔隙半径最小（151.54μm），平均喉道半径最大（1.23μm）、孔喉比最小（132.77），渗透率达到0.88×102层水微观赋状态与分布模式2.1地层水微观赋存状态前人核磁共振结果显示，随气驱水压力增大，T分析气驱水核磁共振过程中驱替压力、孔喉半径及孔喉类型之间的作用机理，理论上若驱替压力足够大，孔喉内流体将逐步由纯水向气水混合变化，最终变为纯气，孔喉内水体逐步由连续状变为不连续，最终大部分孔隙内水体被气体置换，然而在天然气成藏过程中无法满足气体100%饱和的理想压力状态，微观上不同规模的孔喉在不同压力驱替后地层水微观赋存状态有差异。大孔喉在较低的压力下就可以完成气水置换，通常仅残留吸附于孔隙表面的吸附水，中小孔喉内在一定压力下也可以发生气水置换，但多以气水混合的形式存在，微小孔喉内驱替压力通常无法突破毛管压力，残余纯水（图13）。基于以上分析，结合天环北部储层复杂的微观孔喉结构和砂岩储层较强亲水性的特点，根据不同压力气驱水核磁共振实验结果将地层水在微观孔喉内的赋存状态划分为自由水、毛细管水、束缚水和吸附水4种类型。自由水为图10中橙黄色部分，赋存于较大孔喉，在较小驱替压力下就可能完成气水置换，通常产水量较高；毛管水为图10中绿色部分，赋存在中小孔隙和喉道，受较大毛管力控制，是天然气不饱和充注形成的残留水；束缚水为图10中浅蓝色部分，受微小孔喉控制的地层水，即使在较大驱替压力下也难以流动，常规试气产水量低；吸附水为图10中深蓝色部分，吸附于大孔隙骨架颗粒表面的地层水，主要受吸附作用控制。2.2储层孔喉特征气水分布受烃源岩生排烃强度、距离高生烃强度源岩的距离、沉积环境、储层特征、局部构造、流体运移等因素共同影响动压力梯度控制了残余含水饱和度。因此，气驱水启动压力梯度和束缚孔隙空间体积是饱和水状态下地层水微观赋存类型和残余含水饱和度的主控因素，而地层水的微观赋存模式则受饱和水状态下微观赋存特征和残余含水饱和度的动态关系控制，主要与天然气充注压力和储层孔喉特征有关。大孔大喉的粒间孔和溶蚀孔内部水体可流动性好，低压充注下孔喉内大量水体就可以被气体置换，呈气水混合状，含气量较高，赋存自由水（图10中橙黄色区域，部分含气，部分含水，含气比例高），较高充注压力下孔喉内水体几乎全部被气体置换，为纯气残余少量膜状吸附水（图10中深蓝色区域）；中小孔喉控制的粒间孔和溶蚀孔内部气水微观分布受较小毛管力控制，低压充注下孔喉内少量水体可以被气体置换，呈现气水混合，含气量低，赋存大量毛管水（图10中绿色区域），高压充注下孔喉内水体被气体置换程度也较高，呈气水混合或纯气，含气量高，赋存少量毛管水（图10中绿色区域，以含气为主，少量水）；微小孔喉的粒间孔内气水分布受较大毛管力控制，低压充注下孔喉内水体难以被气体置换，为纯束缚水（图10中浅蓝色区域，以含纯水为主），高压充注下为气水混合，但含气量低，赋存束缚水（对应图10中绿色区域，以含水为主，少量气）；晶间微孔孔喉规模小且连通性差，低压和较高压力充注下均以水为主，赋存束缚水（图10中浅蓝色区域，以含纯水为主）（图17）。基于核磁共振T2.3气藏含气性变化鄂尔多斯盆地西北部天环北部是典型低生烃强度背景下的致密砂岩气藏，气层不具有连片分布的特征，垂向上和平面上都具有十分复杂的气水关系，烃源岩对天然气成藏具有更加显著的控制作用，纵向上的气水分布随烃源岩与储层之间距离增大，天然气成藏过程中充注强度减弱，气藏含气性逐步变差（图19）。山1段气层较多，含水层较少，产水井比例仅为19%，盒8段气水层较多，盒8下亚段产水井比例达到49%，盒8上亚段产水井比例达到60%，表明离烃源岩较近的储层更易成藏，在气源不充足的条件下，远距离成藏动力不足，造成空间上含气性差异大。自山1段至盒8下亚段、盒8上亚段气水分布逐步复杂化，一是含气性逐步变差，由气层向含水气层、气水同层、含气水层、水层逐步变化，二是大孔喉控制的地层水比例增加。山1段储层物性较差，但紧邻烃源岩，气源条件相对较好，砂体封闭性中等—较好，成藏过程中气水置换相对充分，砂体普遍含气，大孔喉内富气，部分受微小喉道控制的孔隙末端或微孔内含水，以气层和含水气层为主，束缚水和毛管水为主要微观赋存状态，单井平均产水量仅为1.5×103气藏地层水微观赋存状态(1）鄂尔多斯盆地西北部天环北部盒8段—山1段储层以粒内溶孔、晶间孔和残余粒间孔为主要孔隙类型，分别占33%、31%和16%，孔隙半径分布在80～300μm之间，平均为154.18μm，喉道半径分布在0.01～1.60μm之间，主流喉道半径平均为0.55μm，为微米级孔隙和纳米级喉道，喉道半径是储层渗流能力的主要控制因素。(2）研究区致密砂岩气藏地层水具有束缚水、毛管水、自由水和吸附水4种微观赋存状态，大孔大喉的粒间孔和溶蚀孔，低压充注下呈气水混合状，含气量较高，赋存自由水，较高充注压力下为纯气残余少量膜状吸附水；中小孔喉控制的粒间孔和溶蚀孔，低压充注下呈现气水混合，含气量低，赋存大量毛管水，高压充注下，呈气水混合或纯气，含气量高，赋存少量毛管水；微小孔喉的粒间孔，低压充注下为纯水，高压充注下为气水混合，但含气量低，赋存束缚水；晶间微孔内，低压和较高压力充注下均以纯水为主，为束缚水。(3）束缚水、毛管水、自由水和吸附水的孔喉半径截止值分别为0.10μm、0.26μm和0.28μm，启动压力梯度和小于0.10μm的孔喉是地层水微观赋存状态和残余含水饱和度的主控因素，在天然气成藏过程中，随气驱水强度增大，大孔喉控制的地层水百分比逐步降低。研究区自由水占50