致密砂巖儲層分類評價方法在安棚深層系的應用

劉東升

(中國石化河南石油工程有限公司測井公司，河南南陽 473132)

安棚鼻狀構造是泌陽凹陷深凹陷區的主要隆起帶，安棚深層系為古近系核桃園組核三下段Ⅶ一Ⅸ油組，深層系頂面埋深一般大于2 800 m。儲層巖性為砂巖，巖性膠結致密，儲層孔隙度和滲透率平均分別為6.56%和0.463×10-3μm2，屬典型的低孔、低滲、微裂縫發育的含鈣質砂巖地層，油氣顯示級別較低，油層一般都伴生天然氣。對于這類油氣藏的開發，目前的開發模式主要采用大斜度、水平井開發，而這種井身結構一方面使測井資料錄取方式受到限制，另一方面造成測井資料的品質較差，增加了測井資料評價的難度，主要表現為：儲層巖石膠結致密、巖性復雜造成儲層識別難；有效儲層和儲干界限劃分標準建立困難；儲層孔隙度較小、流體含量較低，物性差，測井響應中來自油氣的貢獻少，骨架對測井信號的貢獻大，造成油水層電性特征不明顯，油氣層識別困難；大部分儲層常規試油為干層，壓裂后產能較高，造成儲層產能預測困難。因此，開展致密砂巖儲層分類研究，建立儲層分類評價標準，對制定安棚深層系致密砂巖油氣層開發方案具有重要的指導意義[1]。

1 儲層特征

1.1 巖石學特征

安棚深層系儲層碎屑成份主要有石英、長石、巖屑、少量重礦物及片狀礦物，重礦物含量較少，但種類較多。來自北部侯莊辮狀河三角洲的儲層巖性結構成熟度和成分成熟度均較高，以細砂巖和粉砂巖為主，可見少量含礫砂巖；來自南部平氏、楊橋扇三角洲的儲層巖性結構成熟度和成分成熟度均較低，以砂礫巖、含礫砂巖和細砂巖為主(砂巖巖石成分見表1)。

表1 深層系致密砂巖巖石成份統計 %

1.2 儲層物性特征

安棚深層系儲層埋藏較深、巖性較細、成巖作用較強烈，原始孔隙度較小，而次生孔隙又不十分發育，因此，安棚深層系表現為低孔、低滲儲層，巖心分析認為裂縫中等發育，成為安棚深層系儲層流體滲流的主要通道。巖石膠結類型以混合膠結、鑲嵌、壓晶膠結為主。

巖心分析統計，深層系儲層孔隙度主要分布在1%～6%區間，占76%；其次為7%～9%區間，占17%，孔隙度大于9%的只有7%左右，這些充分說明該儲層具有孔隙度較低的特征。滲透率小于1×10-3μm2占78%，屬于超低滲儲層。目的層段平均孔隙度為6.56%，平均滲透率為0.463×10-3μm2，儲層巖石潤濕性以弱親水至親水為主。

1.3 孔隙結構特征

孔隙類型：孔隙多為次生和原生，溶蝕孔洞和裂縫發育不均勻，以機械成因和構造形成為主。

對50塊壓汞的巖樣作孔喉半徑直方圖分析，發現樣本以細喉道和微細喉道為主，主要流動孔隙半徑較小，分布在0.04～1.6μm之間，孔喉半徑小于0.04 μm占總頻數的22.5%；在0.06～0.25μm之間的占總頻數的52%，詳見圖1。喉道分選系數SP大于1，均質性較差，這反映出該層儲層孔隙喉道以微細喉道為主。孔喉大小分布不均勻，分布狀況較差，結構比較復雜，容易形成復雜的滲流通道。

2 儲層分類方法

2.1 基于巖心實驗的儲層分類方法

通過對安棚深層系50塊巖心壓汞曲線形態和孔喉半徑資料的分析，認為該層系非均質性強，孔隙結構復雜，滲流特征多樣。將巖心分析的孔、滲資料與對應的壓汞曲線進行歸類，根據其大小和形態基本上可分成四類儲層[2]，詳見表2。

圖1 孔喉半徑直方圖

第一類主要是次生溶孔、粒間孔和微裂縫都比較發育的儲層，這類儲層基質孔隙度較大，一般為6.0%～10.0%；儲層滲透性好，在(0.2～2.0)×10-3μm2之間，微裂縫發育時更大；排驅壓力主要在0.6 MPa以下，中值毛管壓力比較小，在1.0～2.5 MPa之間，最大進汞飽和度可達95%以上，壓汞曲線形態較為“平緩”，這說明在壓力變化較小的情況下，進汞飽和度變化大，儲層孔隙結構配置關系較好。

表2 利用巖心分析資料建立儲層分類標準

第二類儲層主要發育次生溶孔、殘余粒間孔和微孔，孔隙度有所減小，一般在4.0%～6.5%之間;滲透性較好且變化范圍較大，基本為(0.06～0.5)×10-3μm2，排驅壓力較大，在0.6～2.0 MPa之間，中值毛管壓力逐漸變大，由2.5 MPa上升至5.0 MPa，最大進汞飽和度在90% 左右，曲線形態與一類儲層類似。

第三類儲層孔隙不發育，有少量的次生溶孔與微孔，孔隙度小，排驅壓力較大，壓汞曲線形態較陡，飽和度中值壓力較大，變化范圍在5.0～9.0 MPa之間，平均在8.0 MPa左右，這類儲層需經過改造才有一定的產液能力。

第四類儲層孔隙極不發育，僅有一些微孔，孔隙度大部分小于3.0%，滲透率小于0.05×10-3μm2，排驅壓力和飽和度中值壓力都很大，這類儲層非常致密，可能基本不出液。

2.2 利用孔隙度、滲透率參數建立儲層分類標準

利用巖心刻度測井，對安棚深層系十幾口測井資料進行了孔隙度、滲透率等參數的計算。

油藏品質因子(RQI)：

(1)

式中，K——滲透率，×10-3μm2；φe——有效孔隙度，%。

標準化孔隙度指標：孔隙體積與巖石顆粒體積之比φz：

(2)

流動帶指數FZI(或叫流動層指標)：

(3)

FZI是把巖石結構和礦物地質特征、孔喉特征等結合起來的綜合判定參數，因此，可以用其比較準確地描述儲層或油藏的非均質特征。

采用交會圖對典型層樣品的各關鍵參數和特征進行了分析，結合前述巖心分析的儲層分類標準，進一步得出安棚深層系儲層流動單元的分類標準(圖2)。從中可看出四個流動單元的趨勢線基本平行，進一步驗證了巖心儲層分類標準[3]的結果。

2.3 利用次生孔隙與電阻率交會建立儲層分類標準

儲層測井響應特征與儲層類型之間沒有較為明顯的對應關系，直接利用測井曲線進行儲層的分級評價存在一定的困難。因此，通過儲層物性參數的計算，得到更能反映儲層孔隙結構類型的物性參數：基質孔隙度、次生孔隙度、可動流體孔隙度。基質孔隙度由聲波測井曲線得到；總孔隙度由密度測井得到，次生孔隙度等于總孔隙度減去基質孔隙度；可動流體孔隙度由深側向電阻率與微球電阻率組合得到(這里采用二者比值，可以間接反映儲層流動孔隙度的大小)，利用次生孔隙度與電阻率比值(深側向與微球電阻率比值)交會，結合研究區塊67層壓裂層段產量的大小，建立了安棚深層系儲層分類標準，詳見圖3和表3。

圖2 儲層品質因子-標準孔隙度交會圖

2.4 利用核磁測井技術建立儲層分類標準

利用17口井核磁共振測井資料處理的可動流體孔隙度、平均滲透率和T2譜特征，結合試油、投產資料，建立了安棚深層系致密砂巖儲層分類標準，詳見表4。將儲層分類結果與試油或投產結果對比統計，核磁共振測井與常規測井綜合解釋符合率達到90%以上，具有較好的油氣層識別效果，進一步提高了致密砂巖測井解釋符合率。

圖3 次生孔隙度與電阻率比值交會圖

表3 次生孔隙與電阻率比值建立儲層分類標準

表4 核磁測井技術儲層分類標準參數統計

3 應用效果與認識

(1)利用常規測井技術和核磁測井技術，建立的儲層分類方法，深化了核磁共振測井資料對孔隙結構和儲層有效性的評價，在對安棚深層系致密砂巖20口井40個層的應用中，測井評價的一類儲層平均日產油在15 t左右，二類儲層平均日產油在8 t左右，三類儲層平均日產油量在2 m3左右，四類儲層平均日產油0.2 t左右。

(2)利用巖心分析的孔滲、壓汞等資料，結合常規測井技術，開展有效儲層的分類方法研究，是評價安棚深層系致密砂巖的最有效的方法。

(3)將核磁測井技術與常規測井技術相結合，更好地發揮了核磁測井在致密砂巖低孔低滲儲層評價中的優勢。

[1] 翁大麗，趙躍華，高孝田.安棚深層低滲透砂巖油藏裂縫研究[J].特種油氣藏，1999, 6(2)：6-10．

[2] 曲天紅，郭彥麗，欒慶芝,等.安棚深層系凝析油氣藏測井評價技術[J].石油地質與工程，2012，26(4)：55-58

[3] 龔銀忠，胡書奎，沈祖吉,等.安棚深層系儲層裂縫對開發的影響及對策[J].石油地質與工程，2010，24(5)：76-79.