低滲超低滲砂巖油藏可動流體影響因素分析
——以鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長8儲層為例

王 靜，孫 衛(wèi)，任大忠 (大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安 710069)

屈雪峰,周樹勛

王 靜，孫 衛(wèi)，任大忠 (大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安 710069)

采用核磁共振技術，對鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長8儲層進行可動流體研究，針對低滲-超低滲透油藏特點，闡述了核磁共振可動流體的測試原理、可動流體賦存特征，研究了物性和微觀孔隙結(jié)構對可動流體的影響。研究表明，可動流體分布范圍不一，具有明顯的非均質(zhì)特征，與滲透率的相關性強于孔隙度，孔隙尤其是次生孔隙發(fā)育、喉道大小和孔喉連通性是影響可動流體的重要因素。

可動流體；核磁共振；微觀孔隙結(jié)構；低滲-超低滲砂巖油藏；鄂爾多斯盆地

低滲-超低滲透巖性砂巖儲層受沉積、成巖作用雙重改造，具有物性差、微觀孔喉結(jié)構復雜、流體動用程度低等特點，是造成油氣藏在勘探開發(fā)過程中產(chǎn)建矛盾突出、油水分布關系復雜、流體非線性滲流的主要因素之一[1-4]。下面，筆者主要對儲層可動流體及其影響因素進行探討分析。

1 儲層基本特征

華慶地區(qū)延長組長8儲層受東北與西南2大物源的控制，地層厚度與構造穩(wěn)定、發(fā)育多排繼承性較好的低幅度鼻狀構造，成巖作用強烈，微觀孔喉結(jié)構與滲流特征復雜，非均質(zhì)性較強。儲層巖石類型以深灰色、灰色、灰白色中細砂巖與細砂巖為主，分選中等-好，磨圓度以次棱角狀為主，接觸方式以點-線接觸為主，顆粒膠結(jié)類型主要為加大-孔隙、薄膜-孔隙、孔隙，結(jié)構成熟度中等；碎屑組成以石英、長石、巖屑為主，砂巖類型為巖屑長石砂巖與長石巖屑砂巖，成分成熟度中等偏低；填隙物主要為自生粘土礦物、碳酸鹽礦物和硅質(zhì)。儲層孔隙度分布范圍在0.27%～19.54%之間，平均值8.38%，滲透率分布范圍在(0.001～18.224)×10-3μm2之間，平均值0.625×10-3μm2，屬低孔-低滲～特低孔-超低滲型儲層。

2 核磁共振可動流體研究

2.1核磁共振可動流體測試原理

根據(jù)核磁共振理論分析，采用T2測量法進行巖石核磁共振測量：

式中，T2為單個孔隙內(nèi)流體的核磁共振橫向弛豫時間，ms；ρ為巖石的弛豫強度常數(shù)，m/ms；S/V為單個孔隙的比表面，m-1。弛豫時間T2譜能夠反映巖石孔隙半徑的分布情況，較大孔隙對應的T2弛豫時間較長，較小孔隙對應的T2弛豫時間較短。孔隙半徑減小，滲流阻力增大。在T2譜上存在一個界限，作為區(qū)分可動流體和束縛流體的界限[5-6]。

2.2可動流體賦存特征

1)可動流體飽和度 根據(jù)國內(nèi)外油氣田開發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗，單以可動流體飽和度高低為標準，可以將儲層好差劃分為5類：I類(好)，可動流體飽和度大于65%；Ⅱ類(較好)，可動流體飽和度50%～65%；Ⅲ類(中等)，可動流體飽和度35%～50%；Ⅳ類(較差)，可動流體飽和度20%～35%；Ⅴ類(很差)，可動流體飽和度小于20%。研究區(qū)可動流體飽和度為19.27%～75.75%，分布范圍較大，表明研究區(qū)相應砂巖儲層之間在可動流體含量的高低上具有明顯的非均質(zhì)性特征。對研究區(qū)8塊樣品進行分析，可動流體飽和度平均為42.08%，表明是以Ⅲ類儲層為主要的儲層類型。

圖1 核磁共振T2馳豫時間譜

2)核磁共振T2譜圖 研究區(qū)儲層樣品核磁共振T2譜圖整體呈雙峰態(tài)，主峰的分布位置和幅度存在明顯差別(見圖1)。可動流體與束縛流體T2弛豫時間界限值為13.895ms，在常規(guī)砂巖中居于截止值較低值范圍。選取3塊典型的樣品進行分析：1號樣品具有雙峰特點，主峰在T2弛豫時間的右邊且頻率幅度較大，即可動流體飽和度遠大于束縛流體飽和度；2號樣品主峰在T2弛豫時間的左邊且頻率幅度較1號增加，但可動流體飽和度小于束縛流體飽和度；3號樣品主峰在T2弛豫時間的左邊且頻率幅度較大，束縛水飽和度遠大于可動流體飽和度。

3 核磁共振可動流體影響因素分析

3.1物性對可動流體的影響

通過對動流體與物性的相關性分析表明，滲透率與可動流體飽和度的相關性關系遠好于孔隙度與可動流體的相關性(見圖2)。滲透率越小，可動流體飽和度衰減越快，即滲透率越小巖石體積空間中的可動流體飽和度越低。

圖2 可動流體飽和度與物性的相關關系

同時有關學者的研究表明[7-9]，低滲透砂巖儲層的可動流體飽和度與物性之間沒有必然的相關性，單用物性對可動流體的影響評價儲層是不科學的，還應結(jié)合孔隙結(jié)構對可動流體的影響進行全面分析。

3.2微觀孔隙結(jié)構對可動流體的影響因素

1)孔隙發(fā)育對可動流體的影響 研究區(qū)的孔隙類型主要為粒間孔(52.43%)、粒內(nèi)溶孔(44.91%)和晶間孔(1.25%)，還有少量雜基溶孔(0.73%)和微裂隙(0.63%)，不同孔隙類型的儲集空間物性差異性較大。利用圖像孔隙、鑄體薄片和高壓壓汞等試驗分析與可動流體飽和度進行對比分析，可知可動流體與粒間孔和面孔率均呈很好的正相關關系(見圖3)。粒間孔存在于骨架顆粒之間，是未被陸源雜基和自生膠結(jié)物充填滿的粒間殘余孔隙，儲集性較好，是可動流體的主要儲集空間。成巖縫一般發(fā)育較少，但局部可見溶蝕、充填-半充填的裂縫，對連通孔隙、提高油藏滲流能力起到了積極作用。面孔率與可動流體飽和度相關性很好，表明溶蝕孔隙的發(fā)育對可動流體飽和度的大小具有至關重要的作用。

圖3 可動流體飽和度與孔隙參量相關關系圖

2)孔喉半徑對可動流體的影響 對可動流體與孔喉關系的相關性分析表明(見圖4和表1)，喉道是影響儲集巖儲集能力和滲流特性的主要因素，喉道半徑是影響可動流體飽和度的重要因素并呈很好的正相關關系，3塊樣品的孔隙分布特征相近，與可動流體飽和度是正相關關系，但對其影響不大，孔喉半徑比與可動流體飽和度呈負相關關系，孔喉半徑比越小，可動流體飽和度越高。如3號樣品小喉道所占比例較大，而且波動幅度大，分布區(qū)間集中，對應的束縛水飽和度較高，可動流體飽和度較低；2號和1號樣品的喉道半徑分布范圍也相對變寬，小喉道所占比例逐漸減小，大喉道所占比例增加，束縛水飽和度降低，可動流體飽和度增加。

圖4 3個樣品孔喉分布頻率圖

這3塊樣品的孔喉半徑比分布形態(tài)差異較大，滲透率依次增大，孔喉半徑比分布范圍也隨之變小，孔喉向均勻化趨勢發(fā)展，孔喉半徑比與可動流體呈負相關關系。其原因是儲層巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的孔喉半徑比反映了孔喉的配置關系，孔喉半徑比越小、喉道越大、喉道長度越短，巖石的滲流能力越強，其可動流體飽和度也越大。

3)孔喉連通性對可動流體的影響 分選系數(shù)是反映孔喉大小分布集中程度的參數(shù)，當具有某一等級的孔隙喉道在總孔隙中占絕對優(yōu)勢時，其分選系數(shù)越小，表明其孔喉分選程度好，反之孔喉分選性差；排驅(qū)壓力為非潤濕性的前沿曲面突破孔隙喉道而連續(xù)地進入巖樣時的壓力，一般來說滲透率越高，其排驅(qū)壓力越低；碎屑顆粒的粒度越小，其組成的巖石表面積就越大，在孔隙度相同的條件下，孔隙比表面也就越大。由表1可知，可動流體飽和度與分選系數(shù)呈很好的正相關關系，與排驅(qū)壓力和平均比表面均呈負相關關系，相比較于其他因素平均比表面對可動流體飽和度的影響不明顯。

表1 孔喉結(jié)構參數(shù)與可動流體關系表

4 結(jié) 論

1)滲透率與可動流體飽和度之間的相關性關系要遠好于孔隙度，滲透率越小，可動流體飽和度衰減越快，即滲透率越小巖石體積空間中的可動流體飽和度越低。

2)粒間孔和面孔率與可動流體飽和度均呈良好的正相關性，表明孔隙的發(fā)育尤其是次生孔隙的發(fā)育對可動流體飽和度的大小起到至關重要的作用，同時次生孔隙的發(fā)育對儲集空間的增加和滲流能力的提高也起到必不可少的作用。

3)低滲-超低滲砂巖儲層喉道對可動流體起控制作用。超低滲儲層小喉道所占比例大，變化幅度大，孔喉半徑比較大，對應的束縛流體飽和度大，可動流體飽和度小；相反，隨著大喉道的增加，孔喉半徑比變小，對應的束縛流體飽和度減小，可動流體飽和度增大。通過分析分選系數(shù)、排驅(qū)壓力和平均比表面表征孔隙的連通性對可動流體飽和度的影響發(fā)現(xiàn)，平均比表面對可動流體飽和度的影響不大，與分選系數(shù)呈很好的正相關關系，與排驅(qū)壓力呈負相關關系。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.09.006

P618.13

A

1673-1409(2012)09-N014-04

2012-06-12

國家科技重大專項(2011ZX05044)。

王靜(1987-),女,2008年大學畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事油氣田地質(zhì)與開發(fā)方面的研究工作。

[編輯] 洪云飛