老爺廟油田古近系有效儲層物性下限研究

張永超，郝 杰，陳 剛，張文林，王 琦，陳海霞

(中國石油冀東油田公司，河北唐山 063004)

有效儲層物性下限的合理選擇，直接關系到油田勘探開發決策[1-2]。近年來，在老爺廟油田的東二段和東三段獲得了高產工業油流，進一步揭示了老爺廟油田古近系的油氣勘探潛力。已有研究表明老爺廟油田古近系有效儲層控制著油氣的分布，而有效儲層物性下限尚未作系統研究。

1 地質概況

老爺廟油田位于河北省唐山市所轄的唐海、灤南、豐南縣境內，是冀東油田的主力油田之一。構造位置位于南堡凹陷的西北部，受凹陷邊界斷層控制的滾動背斜構造帶，面積約150 km2，有利勘探面積約80 km2(圖1)。鉆遇地層自下而上依次為古近系的沙河街組和東營組、新近系的館陶組和明化鎮組以及第四系的平原組[3-7]。

2 物性下限計算

前人通過對國內外各大油田的分析，總結出了經驗系數法、甩尾法、測試法、含油產狀法、試油法、最小有效孔喉法、鉆井液侵入法、分布函數法、產能模式實驗法以及綜合分析法等方法確定有效儲層物性下限[8]。本文結合老爺廟油田油氣藏特點和實際資料情況，認真分析和對比不同方法及其適用性，選取了分布函數曲線法、試油法和束縛水飽和度法，并將其相互結合確定有效儲層物性下限。

2.1 分布函數曲線法

分布函數曲線法主要是利用測井資料，在同一坐標系內分別繪制不同深度段內有效儲集層與非有效儲集層的孔隙度和滲透率頻率分布曲線，兩條曲線的交點所對應的數值為有效儲層物性下限值，其中有效儲集層是指綜合地質解釋為油層、油水同層、含油水層和水層的儲層，非有效儲集層是指綜合地質解釋為干層的儲層。該方法簡單、可操作性強，適用條件是有效儲集層與非有效儲集層曲線形態符合正態分布。

圖1 老爺廟油田構造

依據老爺廟油田12口井303個古近系測井解釋層的結論，采用分布函數曲線法分別求取1 900～2400m、2 400～2900m、2900～3400m、3400～3 900 m深度范圍的有效儲層物性下限，其中孔隙度下限分別為20%、16.5%、15.5%、10%，滲透率下限對數值分別為0.77×10-3μm2、0.7×10-3μm2、-0.15×10-3μm2、-0.35×10-3μm2，相應的滲透率下限值分別為5.89×10-3μm2、5.01×10-3μm2、0.71×10-3μm2、0.45×10-3μm2。由于分布函數曲線法采用的是測井解釋物性，可能導致求取的物性下限存在誤差。

2.2 試油法

試油法主要是將試油結果中的不同深度段內有效儲層和非有效儲層對應的孔隙度、滲透率繪制在同一坐標系內，將兩者的分界處對應的孔隙度、滲透率值為有效儲層物性下限值[9]。

根據老爺廟油田目前采油技術和經濟效益，將單層產液量為1 t/d作為有效儲層和非有效儲層的劃分標準。利用老爺廟油田古近系實測物性、測井解釋物性和試油結果，采用試油法分別求取2 260～3 300 m和3 300～3 700 m深度范圍的有效儲層物性下限，其中孔隙度下限分別為17%和12%，滲透率下限分別為2×10-3μm2和0.6×10-3μm2(圖2)。

試油法數據點較少，涵蓋深度范圍較小，不能表征從淺到深物性下限的變化特征。

2.3 束縛水飽和度法

操應長等研究認為束縛水飽和度大于80%的儲層儲集空間主要為微孔隙，儲集和滲流流體能力差，因此可將束縛水飽和度為80%時所對應的孔隙度、滲透率值為有效儲層物性下限值[1]。

利用老爺廟油田古近系儲層壓汞資料，繪制2 350～4 250 m孔隙度與束縛水飽和度關系曲線，擬合得回歸關系式為公式(1)；繪制2 350～4 250 m滲透率與束縛水飽和度關系曲線，擬合得回歸關系式為公式(2)，取束縛水飽和度為80%所對應的孔隙度、滲透率值為有效儲層物性下限，即孔隙度下限為16%、滲透率下限為2×10-3μm2(圖3)。

φ=-4.232×ln(Sw)+34.428

(1)

圖2 有效儲層、非有效儲層孔隙度與滲透率的關系

圖3 有效儲層、非有效儲層孔隙度與滲透率的關系

K=19834×Sw-2.081

(2)

式中，φ——孔隙度，%；Sw——束縛水飽和度，%；K——滲透率，10-3μm2。

束縛水飽和度法計算物性下限較適合于孔滲結構參數與物性參數相關關系較好的儲層，因此需要與其它方法相互約束以校準物性下限。

2.4 有效儲層物性下限與深度的關系

由于受限于基礎數據的數量，單一方法計算的有效儲層物性下限存在誤差，因此將上述多種方法獲得的有效儲層物性下限有機結合，并擬合有效儲層物性下限與深度函數關系，將其作為有效儲層物性下限的最終結果。擬合結果表明，老爺廟古近系有效儲層的孔隙度下限、滲透率下限與深度的函數關系方程分別為公式(3)和公式(4)：

φ下限=-16.995×lnH+151.003，R2=0.899

(3)

K下限=309.467×exp(-0.002H)，R2=0.806

(4)

式中，φ下限——孔隙度下限，%；K下限——滲透率下限，10-3μm2；H——深度，m。

3 物性下限準確性檢驗

為了檢驗上述公式計算結果的合理性，對老爺廟油田11口井的18套砂體的試油成果數據進行了檢驗。檢驗原則為，試油結果為有效儲集層井段的有效儲層孔隙度和滲透率下限值均低于其對應的平均孔隙度和平均滲透率值時判別其結果為正確；試油結果是非有效儲集層井段的有效儲層孔隙度和滲透率下限值其中任何一項高于其對應的平均孔隙度或平均滲透率時判別其結果為錯誤。老爺廟構造帶有效儲層物性下限計算的正確率為83.33%(表1)，計算的有效儲層物性下限是較為可靠的。造成錯判的原因可能是試油結果或物性解釋存在問題。

4 結論

(1)運用分布函數曲線法求取了老爺廟油田1900～2400 m、2400～2900m、2900～3400m、3 400～3 900 m孔隙度下限分別為20%、16.5%、15.5%、10%，相應的滲透率下限值分別為5.89×10-3μm2、5.01×10-3μm2、0.71×10-3μm2、0.45×10-3μm2；

(2)運用試油法求取了老爺廟油田2 260～3 300 m和3 300～3 700 m孔隙度下限分別為17%和12%，相應的滲透率下限分別為2×10-3μm2和0.6×10-3μm2；

(3)運用束縛水飽和度法求取了老爺廟油田2 350～4 250 m孔隙度下限為16%，相應的滲透率下限為2×10-3μm2；

(4)由于上述方法各自存在利弊，因此將其綜合進行擬合相互約束，擬合了老爺廟油田孔隙度下限與深度的函數關系，以及滲透率下限與深度的函數關系，試油結果檢驗表明該擬合公式較為可靠。

表1 老爺廟油田古近系有效儲層物性下限計算檢驗數據

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[9] 邵長新，王艷忠，操應長．確定有效儲層物性下限的兩種新方法及應用——以東營凹陷古近系深部碎屑巖儲層為例[J].石油天然氣學報，2008，30(2)：414-416，65.