酸性火山岩储层储集空间特征与评价研究 ——以松辽盆地北部营城组为例

论文摘要

世界上已发现的火山岩油气藏中以中、基性岩类为主，酸性岩类少见。本文以松辽盆地北部营城组酸性火山岩为对象，综合利用钻井取芯、测井和地震资料，系统开展储集空间特征、成岩作用、物性参数特征和储层评价等方面的研究，对深入认识酸性火山岩储层发育机理有重要的理论价值，同时对气藏的勘探与开发也有具有积极的现实指导意义。酸性火山岩储集空间包括孔隙和裂缝，孔隙以原生气孔和次生的溶孔为主，裂缝以构造缝为主；裂缝以北西和北东走向发育为主。成岩作用分为破坏性和建设性两大类，压溶、熔浆胶结和充填等作用对储层的破坏性最大；溶解作用是次生孔隙形成最重要的成岩作用，火山碎屑熔岩最易溶解，其次是火山碎屑岩，流纹岩溶解性最差。酸性火山岩的孔隙结构可分为5类：Ⅰ类以粒间溶孔、气孔与微孔组合为主，储、渗能力强；Ⅱ类中孔隙包括粒间孔、粒间溶孔、粒内孔、粒内溶孔、微孔等，储、渗能力较强，Ⅲ类以粒间溶孔和微孔组合为主，孔隙、裂缝发育较差，渗流能力差；Ⅳ类中孔隙包括粒间孔、粒间溶孔、粒内孔、粒内溶孔、微孔等类型，连通性差，渗流能力差，Ⅴ类以粒间孔、微孔为主，孔隙发育程度低，连通程度差，储、渗能力都很差。角砾熔岩和气孔流纹岩孔隙结构的有效性最好，以Ⅰ类和Ⅱ类结构为主；熔结角砾岩次之，以Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类结构为主；其次为熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩和火山角砾岩，以Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类结构为主。全直径岩芯物性参数分析表明，酸性火山岩气藏为非均质性严重的特低渗气藏；孔隙度与净上覆岩层压力之间的变化关系满足直线关系或幂函数关系；岩石压缩系数与净上覆岩层压力之间满足幂函数关系；在净上覆岩层压力变化初始阶段，渗透率应力敏感性强，而在净上覆岩层压力变化后期，渗透率应力敏感性弱；储层应力敏感指数随着上覆岩层压力的升高而逐渐增大；启动压力梯度随着空气渗透率的降低而增大，与流度之间满足幂函数关系，与束缚水饱和度无关；火山岩具有弱的速敏性；火山岩段平均气水相对渗透率的束缚水饱和度47.6％，残余气饱和度为13.4％，水相端点相对渗透率为0.372，气相端点相对渗透率为0.1724；Genffen估算的残余气饱和度更接近于实验确定的平均值。酸性火山岩储层受控于岩性和岩相、成岩作用和后期的构造作用。岩性和岩相决定了火山岩原生孔隙的形成与数量；成岩作用决定了原生孔隙的保存、次生孔隙的形成；而构造作用对火山岩储层的后期改造、裂缝的形成起重要作用。酸性火山岩储层可分为5类：Ⅰ类物性较好，为高产储层，能自然产出，主要是角砾熔岩和气孔流纹岩；Ⅱ类物性中等，为高产储层，但需压裂，主要是熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩和气孔流纹岩；Ⅲ类物性较差，低产，主要是熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩、熔结角砾岩和气孔流纹岩；Ⅳ类物性很差，低产，为非工业气层，主要是熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩、熔结角砾岩、火山角砾岩和低孔流纹岩；Ⅴ类物性极差，为非储层，主要是火山角砾岩和致密流纹岩。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的目的与意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 主要的研究内容
• 第二章 研究区地质概况
• 2.1 地层发育概况
• 2.2 区域构造及其演化
• 2.2.1 深层构造格局
• 2.2.2 断陷构造演化特征
• 第三章 营城组火山岩储层岩性与岩相特征
• 3.1 火山岩储层岩性特征
• 3.1.1 火山岩化学成分特征
• 3.1.2 火山熔岩类特征
• 3.1.3 火山碎屑岩类特征
• 3.2 火山岩储层岩相特征
• 3.2.1 火山喷发模式与岩相模式
• 3.2.2 火山岩相分布特征
• 第四章 酸性火山岩储集空间特征与成岩演化研究
• 4.1 酸性火山岩孔隙发育特征
• 4.1.1 原生孔隙
• 4.1.2 次生孔隙
• 4.1.3 复合孔隙
• 4.2 酸性火山岩裂缝发育特征
• 4.2.1 裂缝的类型与特征
• 4.2.2 火山岩裂缝空间展布规律
• 4.3 各类火山岩的储集空间类型及孔缝组合类型
• 4.4 成岩作用及其对储集空间演化的影响
• 第五章 酸性火山岩储层孔隙结构研究
• 5.1 孔喉类型及其特征
• 5.2 喉道类型与特征
• 5.3 孔隙结构类型划分
• 5.4 孔隙结构的有效性分析
• 5.4.1 有效性的定性分析
• 5.4.2 有效性定量分析
• 5.4.3 压汞实验
• 5.4.4 核磁共振
• 第六章 酸性火山岩储层物性及渗流特征研究
• 6.1 全直径岩芯物性分析测定的实验内容与方案设计
• 6.2 孔隙度、渗透率与埋深的关系
• 6.3 孔隙度的应力敏感性实验
• 6.3.1 孔隙度随净上覆岩层压力之间的变化规律
• 6.3.2 升压过程后孔隙度敏感指数的确定
• 6.4 压缩系数应力敏感性评价
• 6.5 渗透率应力敏感性评价
• 6.5.1 渗透率随上覆岩层压力变化的常规敏感分析
• 6.5.2 渗透率随上覆岩层压力变化的特殊敏感性分析
• 6.5.3 应力敏感指数与净上覆岩层压力的关系
• 6.6 全直径岩芯在束缚水条件下气体的启动压力梯度
• 6.6.1 启动压力梯度与空气渗透率的关系
• 6.6.2 启动压力梯度与流度的关系
• 6.6.3 启动压力梯度与束缚水饱和度的关系
• 6.7 速敏性评价
• 6.8 气水相对渗透率曲线分析
• 6.8.1 气水相对渗透率特征
• 6.8.2 平均气水相对渗透率
• 6.8.3 残余气饱和度
• 第七章 酸性火山岩储层发育主控因素与分类评价
• 7.1 岩性、岩相与物性关系
• 7.1.1 岩性与物性关系
• 7.1.2 岩相与物性关系
• 7.2 储层非均质性研究
• 7.2.1 层内非均质性
• 7.2.2 层间非均质性
• 7.2.3 平面非均质性
• 7.3 储层发育的控制因素
• 7.3.1 构造因素的影响
• 7.3.2 岩性和岩相对原生孔隙和裂缝的控制
• 7.3.3 成岩作用因素的影响
• 7.4 储层分类评价
• 第八章 结论与认识
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介