【关于油藏流体连通性和分隔性的研究】 油藏流体

  [摘要]油藏的分隔性和油层连通性研究是油气藏评价的重要内容,油藏地球化学研究成果表明,储层连通不一定等同于流体连通,因为油层内可能存在有机隔层,出现“储层连通,油层分隔”的现象。本文通过对油藏流体连通性和分隔性理论的探讨,系统地总结了油藏内流体流动屏障的确定方法。
  [关键词]油藏地球化学 流体非均质性 连通性 分隔性
  1理论依据
  1.1油藏流体非均质性的成因机理
  人们在多年前就已经认识到油藏内的流体成分存在着非均质性现象。而这些非均质性流体必然导致油藏的非均质性。油藏内流体非均质性成因机理是复杂的。不同学者对其成因机理有各自的理解。England等认为,油藏内部诸如气油比和生物标志物之类的非均质性,是石油充注、聚集过程中继承性保留下来的源岩有机相和成熟度的差异所致。据England,在单一油源的条件下,由于不同时期注入的油气的成熟度、化学组成和性质存在差异:在多油气源、多方向充注的情况下,不同来源油气的物理、化学性质明显不同,因此,在油气藏充注过程中,油气在垂向和侧向上具有非均质性。
  1.2油藏流体充注成藏与混合作用。石油最初以枝状流动形式,通过排替压力最小的孔隙进入圈闭,当运移进入的石油数量与分布范围增大时,浮压逐渐增大,致使石油向较小的孔隙充注并把残余地层水排出.如果新生成的石油从源岩中排出,并从圈闭的一侧注入,它将如同一系列“波阵面”那样,向圈闭内部推进,从而在横向上和垂向上取代以前生成的石油,并且阻止石油柱的广泛混合(图1)。
  
  根据有关研究,一旦进入油藏内的石油达到高的孔隙饱和度时,在石油柱逐步建立力学和化学平衡的过程中,油藏内的石油就以与地质时期相匹配的速率进行重新分配。
  2油藏内流体流动屏障的确定方法
  2.1根据油藏内流体总体组成变化确定流体流动屏障
  福蒂斯油田位于北海英国海区内,油田22口井的高压物性资料表明,横向上石油的组成有相当大的变化,这可在泡点压力的变化上得到充分反映(图2),由图2可看出,在油田北部和南部存在两个油源灶。东南部的油气来自于南部烃源灶,而主油区则被来源于北部的油气充满。东南部与北部油区石油的泡点压力值有明显的差异,这种差异可能与整个油田储层的连通性不好有关,即在两油区之间存在阻碍流体发生混合作用的屏障。
  
  图2福蒂斯油田位置和石油泡点压力(x100000Pa)分布图(据England,1990)
  2.2根据原油组成色谱指纹特征变化确定流体流动屏障
  连续油藏的石油表现出一致的色谱特征,而来源于不同油藏的石油则具有明显不同的色谱指纹。因此,可以应用石油色谱指纹的对比来判断油藏的连通性。目前主要采用烃类化合物指纹星状图法、轻烃指纹星状图来判断油层的连通性,并取得了良好的效果。
  2.3根据油田水组成变化研究油藏的连通性
  油田水的化学组成的变化规律将为井内确定潜在流动屏障提供重要的信息。在水层和油层内,RSA(残余盐分析)揭示的87Sr/86St比值突变常可表明油层间存在流动混合的屏障。因此,RSA可提供一种预测流体流动屏障的方法,利用这种方法判别横向上的分隔层,无论在含油区还是在含水区都是可能的。近年来残余盐同位素分析对比已经成为研究油层连通性的有效手段。
  2.3.1含水层内流体流动屏障的确定
  
  图3示出了北海油藏的一口井的RSA87Sr/86St比值分布特征。在这个例子中,全部数据都来自含油区。在该井的下部,RSA的87Sr/86St比值非常一致,指示地层水具有均一的成分,尽管在这个层段中有二层页岩。在油水界面以上约180m穿过一层页岩处,87Sr/86St比值有一个突变的台阶,台阶以上再次出现恒定不变的水成分。因此,这组数据表明,在油水界面之上180m处是一个把两种成分明显不同的水隔开的隔层。在这种简单情况下,应用RSA的87Sr/86St数据来进行聚类分析,就有可能鉴别出流动单位以及分隔流动单位的隔层屏障,提供精确的研究成果。
  图3北海一口油井中RSA 87Sr/86St比值剖面图(据smalley据,1995)
  2.3.2含油区内流体流动屏障的确定
  在含油区内地层水随深度的演化趋势记录了油水界面的移动,因而可用于重建该油藏的充注历史,同时也可用来鉴定出具有足够规模的影响充注历史的屏障。在通向油藏顶部的途中,原油可能汇集在这种油藏内部的隔层之下,或者圈闭在这种隔层之上,从而导致隔层上、下出现不同的临时油水界面:使用RSA分析,可以鉴别出这种油水界面,是一种预测流体流动屏障的方法。
  3结束语
  近几年的研究资料表明,油藏分隔性和油层连通性研究在油田开发和管理中发挥着越来越重要的作用。倘若油藏内存在流体流动的屏障。则可以根据油藏内部流体组成:石油总体组成、色谱指纹、地层水中的RSA87Sr/86St比值等的变化特征,判断油藏内部是否存在阻碍流体流动的隔层屏障。这些方法可以有效地解决某些依靠常规油藏描述技术难以解决的问题。

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