 Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2013, 3, 361-369 http://dx.doi.org/10.12677/ag.2013.36048 Published Online December 2013 (http://www.hanspub.org/journal/ag.html) Long Well Segment Sealed Freezing Shape Preserving Continuous Coring for Quality Reservoir Prediction in Chunhui Oilfield* Xuezhong Wang, Chuanhu Liu Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Email: wxzxlywlt@sina.com, ag@hanspub.org Received: Oct. 17th, 2013; revised: Nov. 10th, 2013; accepted: Nov. 20th, 2013 Copyright © 2013 Xuezhong Wang, Chuanhu Liu. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Commons Attribution License all Copyrights © 2013 are reserved for Hans and the owner of the intellectual property Xuezhong Wang, Chuanhu Liu. All Copyright © 2013 are guarded by law and by Hans as a guardian Abstract: Chunhui Oilfield belongs to new exploration area in the Northern Edge of Junggar Basin, and is stratigraphic oil reservoir with thin-shallow super heavy oil. Both vertical well and horizontal well only with steam stimulation most have low producing. For implementing reserve scale and single well production, taking reservoir description and fluid pre- diction as resolution of key technology, Haqian 1-1 well has successful long well segment shape of preserving continuous coring with sealed freezing. By core description on lithology, physical properties, and oiliness, it provides important tech- nical parameter for analysis of reservoir characteristic and determining development mode, at the same time, it finds that its reservoir is shale cementation pebbled sandstone; multistrip thin gray dissection is developed; oiliness becomes poor with the increasing of gravel content; the interaction thickness of gravel, sand and gray in I sand group is 33 m; the rich oil thickness is 5.5 m; the immersion thickness is 10.8 m; and corresponding four oil-bearing segments are the relatively high-quality reservoir. The result provides effective proof for finally making steam-assisted gravity drainage develop- ment project, and it has important significance in the production for development of thin-shallow super heavy oil. Keywords: Quality Reservoir Prediction; Shape Preserving Continuous Coring; Sealed Freezing; Nuclear Magnetic Resonance Logging; Haqian 1-1 Well; Thin-Shallow Super Heavy Oil 长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用* 王学忠，刘传虎 中国石化股份有限公司胜利油田分公司，东营 Email: wxzxlywlt@sina.com, ag@hanspub.org 收稿日期：2013 年10 月17日；修回日期：2013年11月10 日；录用日期：2013 年11 月20 日 摘 要：准噶尔盆地北缘春晖油田属于勘探新区，为薄浅层超稠油地层型油藏，直井或水平井蒸汽吞吐只获得 低产油流。为落实储量规模和单井产能，以储层描述和流体预测为攻关重点，哈浅 1-1 井成功进行了长井段密 闭冷冻保形连续取心。通过对岩心的岩性、物性和含油性等特征的描述，为分析油藏特征和确定开发模式提供 了重要的技术参数，同时发现储层为泥质胶结含砾砂岩，发育多条薄灰质夹层，含油性随砾石含量增大而变差， Ⅰ砂组砾、砂、泥交互厚度33 m，富含油 5.5 m，油浸 10.8 m，相应的 4个含油层段为相对优质储层。本文的 研究成果为最终蒸汽辅助重力泄油开发方案制定提供了有效依据，对薄浅层超稠油开发具有重要生产意义。 关键词：优质储层预测；保形连续取心；密闭冷冻；核磁共振测井；哈浅 1-1井；薄浅层超稠油 *基金项目：国家科技重大专项“准噶尔盆地碎屑岩层系大中型油气田形成规律与勘探方向”(2011ZX05002-002)；中国石化股份有限公司重 大开发先导试验项目“春晖油田哈浅 1块特超稠油 SAGD 先导试验”(201205)。 Open Access 361  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 Open Access 362 1. 引言 春晖油田位于准噶尔盆地北缘哈山地区，2011年 以来上报薄浅层特超稠油控制地质储量 3261 × 104 t， 油藏埋深 333~384 m，油层温度21℃~25℃，油层厚 度4 m 左右，50℃脱气原油黏度为 300,000 mPa·s[1,2]， 胶质与沥青质之和大于63%，凝固点平均 33.1℃，原 油流动性差。采用水平井或直井蒸汽吞吐，累计油汽 比仅 0.05，无法实现有效动用。最先进的稠油热采方 法对油层条件要求也比较高，例如水平井蒸汽辅助重 力泄油开发(SAGD)要求储层连续厚度大于50 m，而 且有效厚度大于35 m。针对春晖油田储量规模不落实 的情况，以储层描述和流体预测为重点，首次在该工 区进行了密闭冷冻保形连续取心，为探索合适开发方 式提供第一手的资料。春晖油田通过保形连续取心技 术对岩心的岩性、物性和含油性等特征的描述，为分 析油藏特征和确定开发模式提供了重要的技术参数， 并为最终蒸汽辅助重力泄油开发方案制定提供了有 效依据，对薄浅层超稠油开发具有重要生产意义。 2. 密闭连续取心与研究方法 2.1. 国内外密闭连续取心技术现状及应用情况 密闭连续取心是探究地球奥秘的最前沿技术，在 国际大陆科考钻探(ICDP)、美国新泽西州大陆架、San Andreas 断裂带地质研究以及了解致密油、页岩油特 征中应用广泛[3-6]，其特点是精准度高但费用高昂。大 庆油田利用 75 口密闭取心井资料建立了薄差油层水 淹识别图版[7]，显著改善了薄差油层开发效果。大庆 油田应用杏 22 检试1井密闭取心资料检验了三元复 合驱试验效果[8]。克拉玛依油田利用岩心资料分析了 砂砾岩油藏裂缝发育特征[9]。吉林油田通过岩心数据 分析实现了低渗透砂岩油藏单砂体内部相对高渗透 段定量识别[10]。取心分析提高了地震预测储层的精度 [11,12]。取心分析明显提高了测井解释精度[13,14]。胜利 油田在聚合物驱实践过程中钻打过密闭取心井以验 证开发效果，同时，在不同开发阶段钻打过密闭取心 井以定量描述剩余油分布状况，累积钻探密闭取心井 95 口(90口用于老区剩余油评价)。从钻井过程中的井 壁取心到某个目的层段的取心、再到大井段的密闭冷 冻保形连续取心，技术上日趋成熟。但未见到在勘探 新区密闭冷冻连续取心60 m 的先例。 2.2. 春晖油田长井段保形连续取心的重要意义 春晖油田亟需通过储层描述和流体预测进一步 落实储量规模。春晖油田 17 口探井均钻遇侏罗系八 道湾组储层，测井解释单井砂层厚度22~42 m，平均 29 m；平均孔隙度为28.3% ，平均渗透率为550 × 10−3μm2，为高孔高渗油藏，但蒸汽吞吐仅获低产油流， 制约了落实储量和规模开发。哈浅1井2011年7月 射开 438~ 445 m，注入氮气10,998 m3，蒸汽 1125 t， 降黏剂 20 t，平均日产油 4.8 t，累产油 60 t，累积油 汽比 0.05。哈浅 2等4口直井蒸汽吞吐见低产油流； 哈浅 1-平1井注降黏剂 20 t，注 氮 气40,005 m3，注蒸 汽1511 t，峰值产量 16 t/d，仅正常生产了8 d，累产 油94 t；哈浅 1-平3井(397~599 m)2012 年8月注入柴 油20 t，注氮气 40,045 m3，注蒸汽 2030 t，峰值产量 14 t/d，仅正常生产了6 d，累产油58 t；哈浅 1-平3 井2013 年3月注降黏剂 200 t，注蒸汽 1008 t，峰值 产量 6 t/d，累 产 油234 t，可见采用水平井、氮气及降 黏剂辅助蒸汽吞吐技术(HDNS) 有峰值产量[15]，但地 层温度下降很快，周期生产时间很短、周期产油量不 足100 t。由于注汽热采过程中地层热损失严重(表1)。 哈浅 1井443.8 m岩性为棕褐色油浸长石细砂岩(图 1)，为不等粒砂岩，粒度测试，最大粒径为 0.60 mm， 粒度中值为 0.26 mm，分选系数为 1.42。测井解释含 油饱和度 51.0%，核磁共振岩心分析含油饱和度9.3%。 亟需通过储层描述和流体预测进一步落实储量规模。 在春晖油田采取保形连续取心的理由。之所以在 春晖油田采取保形连续取心是因为之前的 6口常规岩 心松散不成形、落实孔渗饱参数难度很大。春晖油田 Figure 1. Haqian 1-1 well core slice photo (amplification 5 times) (443.8 m) 图1. 哈浅 1井443.8 m岩心薄片照片(放大 5倍)  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 Table 1. Haqian 1 well area production test 表1. 哈浅 1井区试采情况表 井号 周期 周期生产时间(d) 峰值产油量(t/d) 累计产油(t) 累积油汽比 哈浅 1 1 12 14.9 60.4 0.05 哈浅 2 1 25 14.2 142.8 0.05 哈浅 4 1 16 2 11.7 0.006 哈浅 5 1 20 1.9 14.4 0.007 哈浅 1-平1 1 11 25.3 64.8 0.036 1 5 21.3 58.6 0.058 2 21 13.7 135.4 0.07 哈浅 1-平3 3 22 27.4 208.4 0.17 平均 17 15 87 0.05 Table 2. Haqian 1-1 well core nmr logging result table 表2. 哈浅 1井岩心核磁共振录井成果表 井深 岩性 孔隙度/% 渗透率/10−3 μm2 可动流体饱和度/% 含油饱和度/% 443.46 18.74 4.52 27.23 11.18 443.53 14.84 0.49 17.78 6.89 443.75 18.32 6.59 34.59 9.33 444.31 棕褐色油浸粉细砂岩 17.24 8.42 40.49 9.54 446.62 7.67 0.19 19.67 24.36 447.45 17.92 2.26 25 7.94 448.97 灰褐色富油斑细砂岩 27.82 13.58 29.01 3.57 450.18 4.60 0 23.82 0 451.85 灰色细砾岩 7.34 0.03 23.79 0 取心收获率只有40%左右，而且越是油层段，取心收 获率越低，给油藏评价工作带来很大挑战。单井取心 井段只有2~6 m，没有一口井的取心资料可以证实春 晖油田发育厚油层，而且能够清楚落实其中隔夹层发 育状况。简言之，之前的研究工作既不能说明春晖油 田不发育厚油层，也不能说明该油田不发育厚油层。 2.3. 春晖油田采取保形连续取心情况 针对春晖油田储层胶结疏松、6口井常规岩心松 散、不成形的情况，成功进行了哈浅1-1 井密闭连续 取心。哈浅 1-1 井位于哈浅 1和哈浅 6井连线中点(图 2)。哈浅 1和哈浅 6井均钻遇较厚储层。哈浅 1-1 井 2012 年6月完钻，完钻井深 369 m，取心进尺 61.0 m(258.0~315.8 m)，总心长 55.7 m，总收获率 91.5%， 有油气显示的岩心长度41.5 m，钻穿了油层顶、底和 八道湾组一段全部油层。 2.4. 应用核磁共振岩心技术分析含油性 岩心分析包括常规观察化验和特殊分析，已经形 成一个完整的技术系列。其中，应用核磁共振岩心技 术能够获得精准的储层物性参数[16,17]。哈浅 1井八道 湾组 430.4~452.7 m见棕褐色油浸细砂岩1 m/1 层、油 斑11.5 m/4 层，测井解释油层 12.9 m/2层。430.4~433.3 m测井解释油层 2.9 m/1层，孔隙度 26.5%，渗透率 228 × 10−3 μm2，原始含油饱和度 48%。443~453 m 测 井解释油层 10.0 m/1层，孔隙度 22%，渗透率 131 × 10−3 μm2，原始含油饱和度 37%。该段岩心核磁共振 录井成果与测井解释存在差异(表2)，达不到油层标 Open Access 363  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 准。 3. 岩心实验结果与分析 3.1. 岩心岩性分析 哈浅 1-1 井259.8~312.5 m共52.7 m取到284 个 岩心样品，每0.2 m就有一个岩心样品。岩性以细砂 岩为主，但历经 60 次岩性变化，平均一种岩性体厚 度仅为 0.8 m(图3)。哈浅 1-1 井290~303 m热试获油 流，该段测井解释孔隙度为 22.1%，渗透率为103 × 10−3 μm2，原始含油饱和度为58.7%。据取心资料(93 哈浅1-1 Figure 2. Haqian 1-1 well geographical position 图2. 哈浅 1-1 井地理位置图 (a) 哈浅 1-1井取心段岩性变化图 (b) 哈浅 1-1 井取心段孔隙变化图 (c) 哈浅 1-1井取心段渗透变化图 (d) 哈浅 1-1 井取心段渗透变化图 Figure 3. Haqian 1-1 well lithology change maps 图3. 哈浅 1-1 井岩性变化图 Open Access 364  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 个样品)，岩性以褐灰色油浸细砾岩为主，孔隙度为 25.3%，渗透率为 1135 × 10−3 μm2，原始含油饱和度 为50.5%，与测井解释结果有差异。 从表 3看，哈浅 1-1 井281.5~315.0 m井段砂厚 33.5 m，测井解释为油层，有效厚度18.2 m，孔隙度 18.3%，渗透率 66 × 10−3 μm2。从岩心统计看，哈浅 1-1 井八道湾组一段不是一个简单的厚油层。 3.2. 岩心含油性分析 3.2.1. 富含油段含油性分析 哈浅 1-1 井269.32~299.82 m井段中含有7个富含 油层段4.42 m(表4)，孔隙度24.8%~37%，渗透率 (455~7290) × 10−3 μm2，含油饱和度41 .9%~65.1%。其 中，细砂岩 3.74 m，中砂岩 0.56 m。显然，以现有直 井或水平井开发方式，单独开发富含油层段并不现 实。 3.2.2. 油浸段含油性分析 哈浅 1-1 井259.8~305.5 m井段中含有 18 个油浸 层段 14.0 m(表5)。由于该块属于超稠油，5 m以下油 层难以采用直井开发，3 m以下油层难以采用水平井 开发，单独开发油浸层段并不现实。 3.3. 优质储层界定研究 春晖油田多个测井解释为好油层的储层蒸汽吞 吐后仅获得低产油流或油花(表6)，表明该类储层达不 到油层标准，经哈浅 1-1井岩心分析证实，该类储层 发育较差。当前经济技术条件下，开展富含油井段开 发技术攻关是实现春晖油田规模开发的有效途径。 根据哈浅 1-1 井保形连续取心成果分析，储层为 泥质胶结含砾砂岩，发育多条薄灰质夹层，含油性随 砾石含量增大而变差(图4)。Ⅱ砂组砾、砂、泥交互厚 度16 m，油浸 3.9 m。Ⅰ砂组砾、砂、泥交互厚度 33 m，富含油5.5 m，油浸 10.8 m，相应的259.8~262.3 m(2.5 m)、268.7~270.9 m(2.2 m)、285.2~287.6 m(2.4 m)、293.3~296.4 m(3.1 m)为相对优质储层。 最终决定，对哈浅 1-1井1砂组周边富含油井段 开展双水平井蒸汽辅助重力泄油开发先导试验 (SAGD)[18]。动用含油面积0.04 km2，地质储量10.1 × 104 t，油层厚度 16 m，SAGD-11井距油层顶部 3 m、 SAGD11井与 SAGD12 井之间距离 5 m(图5)。经过数 值模拟优化，SAGD 预热阶段注采参数预热时间 120 d、注汽速度 70 t/d、水平井压差 0.2 MPa、水平井井 底流压 3.4 MPa。SAGD生产阶段上部水平井最大注 汽速度 100 t/d，下部水平井井底流压 3 MPa，井口注 汽干度 90%。目前已完钻 SAGD11、SAGD12 井，完 成注采参数优化，准备矿场试验。 4. 结论 1) 哈浅 1-1 井通过保形连续取心技术对岩心的岩 性、物性和含油性等特征的描述，为分析油藏特征和 确定开发模式提供了重要的技术参数，并为最终蒸汽 Table 3. Core and logging interpretation results of Haqian 1-1 well Badaowan Formation 表3. 哈浅 1-1 井八道湾组岩心和测井解释成果表 测井成果 序号 井段 m 厚度 m 有效 厚度 m 岩性 岩心含油级别 及长度 m 井段 m 孔隙度%渗透率 10−3 μm2 厚度 m 有效 厚度 m 测井 解释 10 281.17~288.55 7.38 6.49 褐黑色富含油细砂岩 富含油1 油浸4.17 油斑1.32 11 289.27~303.04 13.77 褐黑色富含油细砂岩、褐灰 色油浸含砾细砂岩、灰色油 斑细砾岩、褐灰色油浸细砾 岩、褐黑色富含油含砾细砂 岩、灰色油迹细砾岩、灰色 油斑中砾岩 富含油2.39 油浸5.51 油斑5.49 油迹0.35 12 303.04~314.79 11.75 6.49 灰色油斑细砾岩、灰色油斑 中砾岩、灰色油迹细砾岩、 灰色中砾岩、灰色细砾岩、 浅灰色灰质粉砂岩 油浸0.22 油斑3.91 油迹1.87 281.5~315.018.3 66 33.5 18.2 油层 Open Access 365  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 Table 4. Haqian 1-1 well oil-bearing property data of enriched in hydrocarbon well section 表4. 哈浅 1-1 井富含油井段常规岩心分析含油性数据 井深 岩性 厚度/m 孔隙度/% 渗透率/10−3 μm2 含油饱和度/% 269.32 29.5 2500 58.2 269.64 30.4 1100 46.6 269.79 31.4 1240 49.3 269.94 褐黑色富含油含砾细砾岩 0.95 25.4 127 37.3 280.84 32.9 1280 56.4 280.94 33.2 1180 58.2 281.04 30.8 1140 60.0 281.14 35.1 1440 54.0 281.24 34.9 1240 56.4 281.33 34.5 1190 57.5 281.45 31.0 467 50.8 281.55 30.5 455 51.5 281.66 褐黑色富含油细砂岩 0.94 33.1 952 54.6 288.68 32.9 1490 60.4 288.77 33.5 1670 54.1 288.87 32.2 833 57.3 289.02 31.5 1230 47.3 289.14 33.0 1290 55.3 289.22 褐灰色富含油细砂岩 0.65 30.9 1220 46.5 290.76 褐灰色富含油细砂岩 0.12 32.9 775 49.0 293.63 29.2 1370 57.6 293.70 褐黑色富含油含砾中砂岩 0.25 29.3 1780 58.3 294.09 24.8 58.6 41.9 294.24 褐黑色富含油含砾中砂岩 0.31 33.5 1320 63.7 298.73 24.6 1490 37.7 298.88 34.3 7290 59.7 298.95 36.2 4240 55.8 299.05 37.3 6860 63.1 299.18 36.2 3920 65.1 299.68 35.9 6230 51.8 299.82 褐黑色富含油含砾细砂岩 1.20 37.0 2170 50.9 Open Access 366  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 Table 5. Haqian 1-1 well oil-bearing property data of immersion section 表5. 哈浅 1-1 井油浸段含油性数据 井段/m 岩性 岩心样品数 厚度/m 孔隙度/% 渗透率/10-3μm2 含油饱和度/% 259.82~261.52 灰色油浸含砾细砂岩 9 1.68 28.2 798 44.6 261.52~262.28 褐灰色油浸细砾岩 6 0.58 31.2 2640 46.4 268.72~270.10 褐灰色油浸含砾细砾岩 4 1.38 30.1 1100 46.6 270.21~270.92 褐灰色油浸细砾岩 5 0.71 27.4 140 38.7 272.77~273.13 褐灰色油浸含砾细砾岩 3 0.56 27.8 514 38.8 280.57~280.72 褐灰色油浸细砂岩 2 0.15 29.4 347 50.1 281.82~282.23 褐灰色油浸细砂岩 4 0.41 27.4 364 49.7 283.04~284.33 褐灰色油浸细砾岩 11 1.29 25.0 1050 41.6 285.20~287.64 褐灰色油浸细砾岩 19 2.44 27.7 864 55.5 289.35~289.59 褐灰色油浸细砂岩 3 0.24 27.9 288 43.4 289.99~290.19 褐灰色油浸含砾细砾岩 2 0.20 23.8 274 38.8 290.89~291.17 褐灰色油浸含砾细砾岩 2 0.28 24.8 345 46.3 291.89~292.86 褐灰色油浸细砾岩 9 0.97 19.3 2150 62.9 293.81~293.93 褐灰色油浸中砾岩 2 0.12 23.9 1200 65.7 294.09~296.39 褐灰色油浸细砾岩 16 2.30 28.5 1300 58.5 298.42~298.67 灰色油浸含砾细砂岩 3 0.25 32.5 1650 38.5 301.89~302.17 褐灰色油浸细砾岩 3 0.28 36.0 3810 59.4 305.31~305.51 褐灰色油浸细砾岩 3 0.20 24.8 510 48.2 Figure 4. Haqian 1-1 well oil distribution 图4. 哈浅 1-1 井储层发育状况 Open Access 367  长井段保形连续取心在春晖油田优质储层预测中的应用 Open Access 368 (a) SAGD 井组位置图 (b) SAGD11水平段油藏剖面图 Figure 5. SAGD Development Pilot s chematic diagram of Chunhui Oilfield 图5. 春晖油田 SAGD 开发先导试验示意图 Table 6. Oil-bearing analysis of Chunhui Oilfield 表6. 春晖油田含油性分析 含油饱和度/% 试油 井号 井深/m 岩性 测井解释 核磁共振解释 日产油 累产油 累积油汽比 哈浅 1 443~453 棕褐色油浸细砂岩 37 3~11 4.8 60 0.05 哈浅 2 333~356 黑灰色富含油细砂岩 44 5.7 143 0.05 哈浅 4 545~567 灰褐色油浸细砾岩 31 0.7 12 0.01 哈浅 5井 575.3~597.8 褐灰色富油浸中砂岩 41 13 0.7 12 0.01 哈浅 8井 578.9~582.8 灰色油迹含砾细砂岩 47 3-9 辅助重力泄油开发方案制定提供了有效依据，对薄浅 层超稠油开发具有重要生产意义。 2) 根据哈浅1-1 井保形连续取心成果分析，储层 为泥质胶结含砾砂岩，发育多条薄灰质夹层，含油性 随砾石含量增大而变差。Ⅱ砂组砾、砂、泥交互厚度 16 m，油浸3.9 m。Ⅰ砂组砾、砂、泥交互厚度 33 m， 富含油 5.5 m，油浸 10.8 m，相应的 259.8~262.3 m(2.5 m)、268.7~270.9 m(2.2 m)、285.2~287.6 m(2.4 m)、 293.3~296.4 m(3.1 m)为相对优质储层。 3) 当前经济技术条件下，开展富含油井段开发技 术攻关是实现春晖油田规模开发的最佳途径。用好弥 足珍贵的形连续取心资料和开展好SAGD 开发先导 试验是近期工作的重点。 参考文献 (References) [1] 张善文 (2013) 准噶尔盆地哈拉阿拉特 山地区风 城组烃源岩 的发现及石油地质意义. 石油与天然气地质 , 2, 145-152. 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