吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油层系地质甜点评价

作     者：王璟明 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：卢双舫;肖佃师

授予年度：2021年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：页岩油层系 物性分级 含油性评价 可动性评价 地质甜点评价 

摘      要：页岩油是一类重要的非常规油气资源,尽管处于生油窗内的泥页岩油层系普遍含油,但只有在含油性及可动性均较好的层段内实施水平井钻探及大型压裂才能实现页岩油的效益开发,甜点层段的分类及优选是保证页岩油实现商业开发的基础,也是页岩油地质甜点评价的核心目标。然而,吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油层系纳米级孔喉系统占主导,油质偏重,其物性、含油性和可动性非均质性较强,因此如何对储层进行有效的分级评价、精细刻画页岩油储层含油性及页岩油赋存状态以及评价芦草沟页岩油储层的可动性,进而优选地质甜点是需要解决的难题。本文以吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油层系为研究对象,对其物性、含油性及可动性评价,进而指导综合地质甜点的分类及优选。主要通过铸体薄片、场发射扫描电镜、高压压汞、核磁共振等实验对页岩油层系的孔隙类型、孔喉特征等微观孔喉结构进行表征,再利用分形原理对孔喉进行分区,并基于聚类分析,建立物性分级分类方案;结合岩心含油级别以及激光共聚焦实验从宏观和微观对页岩油层系的含油性进行研究,并利用核磁共振-离心联测实验建立吸附油和游离油量评价模型,定量表征页岩油的赋存状态及影响因素;基于试油产能,结合岩心含油产状、含油饱和度对页岩含油性进行分级评价;利用核磁共振-驱替联测实验对页岩油储层的可动性进行定量表征和评价;通过灰色关联度分析,从物性、含油性和可动性三个方面优选评价指标,建立基于权重分析的页岩油综合地质甜点评价方法,实现地质甜点综合分类,揭示甜点的空间分布规律。研究表明:1)芦草沟组页岩油层系储集空间以微纳米级的残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔和晶间孔为主,偶见有机孔和微裂缝,平均孔喉半径R分布在0.007-0.39μm,均值为0.058μm,T主要分布在0.1-50 ms,对应孔隙直径大约为0.01-0.5μm;2)基于分形理论,将芦草沟组页岩油层系的孔喉划分为微孔(750 nm),并通过对不同孔喉含量聚类分析,将储层分为I-IV储层和无效储层5类,确定物性参数、孔喉参数界线,其中,I类储层的中值孔喉半径R100 nm,II类储层R介于40-100 nm之间,III类储层的R为25-40 nm,IV类储层R为15-25 nm,无效储层的R70 nm时,页岩油以游离态为主,10 MPa驱压下驱替效率多大于40%,且随R增加而快速增大,均值为57.02%;6)选取渗透率、含油饱和度和可动油孔隙度分别作为物性、含油性和可动性评价指标,利用灰色关联度分析法,三者权重系数比值为0.398:0.199:0.403,并结合物性和含油性分级方案将地质甜点划分为I-III类甜点,其中,上甜点I-II类地质甜点厚度高值区主要分布在J37、J305、J10050等井附近,下甜点的高值区主要位于J176、J179、J10050等井附近。从物性、含油性和可动性三个方面出发,所建立的地质甜点综合评价方案,为芦草沟组页岩油后续有效开发提供技术支撑,降低地质风险与建产成本。