油气开采论文-砂贯入岩与油气勘探和开采的关系 第4页
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图9 英国西设得兰一个始新统三角洲上方的锥形砂岩贯入作用(有关细节参看Shoulders和Cart—
wright，2004)。这些砂贯入岩是通过大体垂直的裂隙与始新统三角洲相连通的，它们可以解释为流
体化砂子和较晚的流体的垂向逸散通道。
作用的标志。考虑到砂贯入岩在深水相碎 体积很小的复杂砂贯入岩(即泥岩碎隙角砾
屑岩储层中很常见，似乎有必要谨慎对待它 岩，Duranti和Hurst，2004)，其地下分布的
们的可能产状；但如果它们确实存在，则应 预测存在困难，同时由于缺乏经过论证的露
构建能表现砂贯入岩对油气采收率敏感性 头，使所有的认识更加复杂化。某些泥岩碎
的动态储层模型。 隙角砾岩的电缆 0井岩相响应除了砂基质
有达西规模渗透率外，其余可以与泥岩的很
l 储层分布及性能
相似，因此如果没有岩心或经过校正的成像
北海油气田的经验表明，有许多砂贯入 测井资料，很有可能漏掉油气层。
作用形成了体积可观的砂岩，它们有的分布
2 储层内部的连通性
在母岩沉积砂体的边缘(Hillier和Cosgrove，
2002)，有的则从母岩沉积砂体的顶部向外发 砂贯入岩有可能消除细粒低渗透率层段
散(Duranti等，2002)。这种贯入作用能有效 对储层垂向连通性的局部影响和油气田范围
地将油气产层上推到较浅的层位。虽然声阻 的影响。单一贯入作用可能规模太小(宽度
抗(AI)测量对识别和追踪油气层十分有效 几厘米)，不能形成贯通式流动(图11)，而在
(Maclz~od等，1999；Hanson等，2003)，但常 规模很大时，又容易误认为侵蚀产物(图
常不能区分很薄的油气层和非油气层，因而 12A)。但小型贯入作用所导致的油气田范
很难在钻井前确定砂贯入岩的横向分布范 围垂向渗透率(Kv)的增大正在变得越来越
围。这个问题的部分原因很可能是地震方法 引人关注-[Guargena等，2002；英国北海Pen—
的分辨率有限，但也因为贯入作用的边界可 guin油气田(上侏罗统)，S．Sadler和 K
以很复杂，以致含砂量虽然不大，但仍可能得 Fletcher，2003，个人通信；Satur和 Hurst，
出AI的油气响应(图10)。对于含油气孔隙 20071。我们确信深水碎屑岩和其他碎屑岩
*在Sleipnerost气田富含天然气的Ty组(古新统)，已证实由生物地层学确定的横向分布广泛的泥岩层段在产气
期间对压力空间的分隔没有影响。整个气田记录了统一的压力下降。早期的解释设想有通道和／或断层增强了连通性，
但地震或井下资料都不能确定它们的存在。在岩心观测中发现这些泥岩层段广泛发育了砂贯入作用(Satur和Hurst， 砂贯入岩与油气勘探和开采的关系 11
储层中存在许多类似的砂贯入作用，它们对
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细粒岩层也有类似的提高垂向渗透率的功
能，但并没有得到正确或充分的认识。
●
B
图ll 英国大陆架维京地堑北部Penguin油田
启莫里支阶粘土层位(侏罗系)的一个小型近于
垂直的砂贯入岩体。
从优化油气采收率方面看，砂贯入岩对
C 于砂质占优势层段的渗透率影响可以十分
广泛和十分重要(Briedis等，2007)。已知
图1O (A)英国奥尔巴油田一个翼状贯入岩的
的具体例子有风成地层(Netoff，2002；Chan
声阻抗图像[据M 等(1999)修改]。在井
等，2007；Glennie和 Hurst，2007)、有贯入
下验证砂岩时。声阻抗关系有助于确定高质量储
作用的含泥丰富的深水砂质岩屑岩(J．Vit—
层的存在，但未能分辨在顶部砂岩紧左侧红色声
tori，2003，私人通信)以及受到了含砂丰富
阻抗这样的范围有中等质量一厚度的储层。类
似翼状贯入岩(deBoer等，2007)的岩心证实，明 的沉积水道切割的深水碎屑岩(Duranti等，
亮的声阻抗可能指示了油气饱和的砂岩。但产层 2002)。在有砂贯入岩屑岩的那个例子中，
的有效厚度与总厚度之比(N／G)却可能很低且 已知贯入岩在十几米厚的非油层岩屑岩中
很复杂(由众多小岩墙和小岩床组成)。(B、C) 促进了压力连通。如果有深海水道被泥岩
桑德克鲁兹(SandCruz)泥岩中有可能成为储层 包围，那么砂贯入作用可以为原先分隔的砂
的砂贯入岩实例(rnnI棚l等，1999)，它们是复 体创造渗透性网络(Briedis等，2007；Parize
杂的低N／G储层(指图A中)的类比对象。请注 等，2007a，b)。就像勘探井很少有测试数据
意所有砂岩都含重油(黑色)。但连通性很好。 一 样，对于贯入砂岩也很少有单独的油气产3 对含水层的动力支撑
由于贯入岩所形成的渗透性砂岩垂向
连通网络可以切割厚层(超过数百米)低渗
透率地层(图13)，所以具有增强含水层动
力支撑的可能。这种增强可能具有正面作
用，因为按照动态储层模型考虑，含水层动
力的加强可以降低注水需要，即使是沉积分
层很发育的储层也是如此。位于下倾部位
的层位可以出现含水层动力 自然增强的现
象，因此可以使产油气井的出水加快或快于
预期。在评价砂贯入作用对含水层动力的
影响时，一个很重要的问题是要搞清砂贯入
岩的分布状况，而这只有在建立了产量记录
后才有可能。可以发现某些最有说服力的
贯入岩储层证据是由贝尔达(Balder)油田
(Briedis等，2007)、Jotun油田(Guargena
A B 等，2002，2006)和SleipnerDst油气田(Sat—
图12 (A)由砂向上贯入而形成的一个近于垂 ur和Hurst，2006)提供的，砂贯入岩的重要
直岩墙的底部界面。在观测岩心时，这种界面 性在这些油气田还在提高。
很容易误认为侵蚀界面，例如水道边缘。这里 在 1981～ 1982年期 间，Hurst为
M=泥岩，p=黄铁矿胶结物。(B)由砂向上贯 SleipnerOst油气田绘制了储层图件和模
入而形成的一个近于垂直岩墙的顶部界面。M
型。在一份个人笔记中，曾使用砂贯入岩来
=泥岩。两段岩心的宽度都是 15cm。对泥岩
构建动态储层模型，它们对随后的油气田开
表面一般都作了抛光和加了条纹，有时还制
发有帮助。在投产后不久，有一个油藏工程
造了凹槽和／或擦痕。两套砂岩都含油。
师高兴地告诉Hurst，相关开发井的产量已
能数据发表，因为它们的油气井产量和产能 超过了预期产量。对于这一好消息，Hurst
基本上都是与相关的沉积砂岩算在一起的。 明确地表示那个工程师使用的地质模型缺
有许多主要属于深水环境的碎屑岩储层 失了某些内容，而不是他所说的是否有什么
都可能含有砂贯入岩，但它们至今未被认识 东西出错。也许对储层内的连通性估计过
或被误认为沉积岩，其原因就在于尚未了解 低，而当时可能正在发生早期水侵。当
它们的构造特征(Duranti和Hurst，2004)， Hurst再次接触SleipnerDst油气田时已过
同时对许多其他内部构造至今仍描述和理 去了10多年。在此期间，对岩心的观测发
解得很不充分。 现了大多数页岩层段都存在贯入岩，它们可
*贝尔达油田的始新统二段有一口水平生产井，其生产情况要优于所预测的含水层动力支撑，即不注水可Et产油1
万桶，但在6个月后莫名其妙地出水。在进行储层的数字模拟时曾设想这套储层已通过这口井与附近的含水层连通，因
此预测含水量会稳步增加。但实际上它一直保持着低含水量，在4年后也没有超过30％，而且Et产量还有6000桶油。
Briedis等(2007)认为其中的原因是存在一次或多次贯入作用，但地震测量未能发现贯入岩，而在通过弯曲通道与含水层
相连的井眼中也没有识别贯入岩。这种解释实现了储层模拟的历史拟合。