塔中順托果勒地區柯坪塔格組下段儲層評價

蔡 玥，李 勇，葛善良，丁迎超，徐文杰

(1.長安大學，陜西 西安 710054;2.長安大學成礦作用及其動力學實驗室，陜西 西安 710054;3.中石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011)

引 言

塔里木盆地志留系柯坪塔格組自下而上分為3個亞段，其中上段在盆地內分布廣泛且研究程度較高[1]，而柯坪塔格組下段僅在盆地局部鉆遇，長期以來未見良好油氣顯示。2011年，順9井在柯坪塔格組下段通過加砂壓裂獲得低產油流，實現了該段油氣勘探的突破，被認為是在中段泥巖封蓋之下保存較好的原生低滲透油藏[2]，屬于新層位、新儲集油藏。

順托果勒地區位于在塔里盆地中部的中央隆起帶上，構造相對平緩，僅局部發育低幅度隆起?，F有的研究成果表明，該區柯坪塔格組下段儲層具有埋藏深、砂體橫向變化大、儲層非均質性強、成巖作用復雜等特點[3－6]，這些因素嚴重制約著油氣勘探的進程。

此次研究在常規分析測試基礎上，引入低滲透儲層研究中先進的恒速壓汞和核磁共振技術，嘗試引入新參數對研究區柯坪塔格組下段低滲透儲層進行綜合評價，旨在明確相對優質儲層的分布特征，優選有利目標區，為下一步的勘探開發部署指明方向。

1 儲層基本特征

1.1 儲層巖石學特征

順托果勒地區柯坪塔格組下段主要發育以潮坪為主的碎屑海岸沉積，巖性以巖屑砂巖為主。填隙物組分含量變化較大，平均為7.18%，主要為黏土礦物、方解石、硅質以及少量方沸石和黃鐵礦。碎屑顆粒以次棱角狀—次圓狀為主，分選中等，顆粒支撐結構，線狀接觸為主，局部可見凹凸接觸。總體具有成分成熟度低、結構成熟度中等的特點。

1.2 儲層物性特征

根據667塊巖樣物性分析(剔除裂縫樣品)統計可得，研究區柯坪塔格組下段儲層孔隙度為4%～14%，平均為8.37%;滲透率為 0.05×10－3～0.87 ×10－3μm2，平均為 0.65 ×10－3μm2，是典型的低孔、超低滲儲層。成巖早期的壓實作用和膠結作用造成砂巖中原生孔隙大量喪失，長石、巖屑等發生溶蝕產生的次生孔隙在一定程度上改善了儲層物性，晚期的膠結作用最終使得儲層物性變差。

1.3 儲集空間類型

鑄體薄片和掃描電鏡觀察可見，順托果勒地區柯坪塔格組下段面孔率整體較低，平均為4.1%，孔隙孔徑大小相差懸殊，最小不到10 μm，最大可達 200 μm。

殘余粒間孔在目的層段占據主導地位，約占總孔隙的49%，分布極不均勻，孔隙形態多為三角形或多邊形，邊緣較為平直且多被綠泥石薄膜包裹。次生孔隙主要是粒間溶孔和粒內溶孔，相對含量分別為22%和18%。與殘余粒間孔不同，次生溶蝕孔隙邊緣多呈不規則港灣狀且直徑變化大，但同樣具有很強的非均質性。此外，孔隙類型中還有晶間微孔以及微裂隙，含量甚微?？紫额愋偷亩鄻有栽黾恿丝紫兜挠鼗爻潭扰c孔喉連通的復雜程度。

2 儲層評價新參數

2.1 儲層孔隙結構類型

根據研究區內55塊常規壓汞樣品的孔隙結構參數統計可知，柯坪塔格組下段超低滲透儲層與常規儲層存在較大差異，總體上具有孔喉細小、分選較中等—較差和滲流能力差、孔隙結構復雜的特點。儲層孔隙結構可以劃分為4種類型(表1)，分別是Ⅰ類低排驅壓力—中小孔型、Ⅱ類較低排驅壓力—小孔型、Ⅲ類中排驅壓力—細孔型和Ⅳ類高排驅壓力—微孔型。研究區主要以Ⅱ類和Ⅲ類為主，從Ⅰ類到Ⅳ類儲層微觀孔隙結構和滲流能力由好變差。

表1 順托果勒地區柯坪塔格組下段儲層孔隙結構分類

2.2 喉道半徑

在常規壓汞測試研究的基礎上，從目的層段Ⅰ類孔隙結構的儲層中選取2塊樣品進行恒速壓汞測試的對比研究(表2)。該測試的先進之處在于能夠有效區分孔隙、喉道并提供其含量分布，彌補了常規壓汞對應同一毛管壓力曲線有不同孔隙結構的不足，從中獲取的微觀孔隙結構特征參數更符合儲層實際情況[7－9]。

表2 順托果勒地區柯坪塔格組下段儲層恒速壓汞測試結果

2塊樣品的對比結果見圖1。由圖1可知，2塊樣品孔隙半徑分布范圍、峰值非常接近，孔隙半徑分布曲線均接近正態分布，孔隙半徑相對比較大，主要分布于80～250 μm，峰值基本都在140 μm左右。

二者的區別在于喉道半徑的不同，2塊樣品喉道半徑分布曲線形態差異很大。X29樣品較X16喉道半徑的分布范圍明顯變寬，曲線形態變換且峰值減小，大喉道所占比例明顯增加，小喉道的數量依次減少，說明儲層性質受控于喉道而并非孔隙(圖2)。

圖1 順托果勒地區柯坪塔格組下段儲層孔隙喉道半徑分布曲線

圖2 塔里木盆地柯坪塔格組下段儲層孔喉半徑分布曲線

2.3 孔喉半徑比

恒速壓汞在區分孔隙、喉道的同時也給出了孔喉半徑比的分布，可以從中更深層次了解超低滲透儲層滲流特征。從圖3中可以看出，X16孔喉半徑比的分布范圍相對較寬，且大值所占比例明顯高于X29。2塊樣品的孔喉半徑比均為0～400，較中高滲透儲層整體偏大，這也是低滲透儲層驅替效果差、采收率低的主要原因。

圖3 順托果勒地區柯坪塔格組下段孔喉半徑比分布

從油田開發角度來看，孔喉半徑比的大小決定了開發過程中油氣被捕獲的幾率[9]。當孔喉半徑比較大時，孔隙結構中細小喉道的數量相對較多，在驅替過程中油氣通過細小喉道時更容易發生卡斷，油氣更不易被采出;當孔喉比較小時，孔喉之間差異變小，油氣通過喉道采出時阻力較小，不易被捕獲，油氣采出程度相對較高。

2.4 可動流體飽和度

核磁共振成像技術是快速無損探測巖石物性和流體性質的一項新技術，獲取的T2弛豫時間譜包含孔隙結構分布和所含流體的各種信息，巖樣內可動流體的多少是孔喉形態、孔隙結構、礦物組成等多種因素的綜合反映，對流體滲流性能的影響不容忽視[10]。

根據目的層段12塊樣品核磁共振測試可知，柯坪塔格組下段儲層可動流體飽和度最大為26.3%，最小僅為2.78%，平均為13.53%(表3)，總體可動流體飽和度低。孔隙度與可動流體飽和度之間的相關性差(圖4)，這一現象表明，孔隙度數值接近的樣品，其可動流體飽和度數值不一定接近;孔隙度數值比較高的樣品，其可動流體飽和度不一定也較高。以孔隙度7% ～8%的樣品為例，其可動流體飽和度最大為18.52%，最小僅為3.28%，相差可達5倍以上。

滲透率與可動流體飽和度也呈正相關關系，相關系數雖高于孔隙度，但情況類似(圖4)，這說明可動流體飽和度是獨立于孔隙度、滲透率的參數。物性接近不能充分說明樣品具有相近的可動流體飽和度。在進行儲層質量及開發潛力評價時應該考慮可動流體因素，將其納入儲層評價體系之中。

表3 順托果勒地區柯坪塔格組下段可動流體飽和度測試

圖4 可動流體飽和度和物性關系

另外據楊正明等[6]研究，可動流體飽和度與驅油效率之間有很好的相關關系，可動流體飽和度越大，驅油效率越高，這也說明了可動流體飽和度比滲透率參數更能反映儲層開發潛力的大小。

2.5 核磁孔隙度和核磁滲透率

柯坪塔格組下段巖石實測孔隙度為8.37%，有效孔隙度經計算為6.75%，與核磁共振測試孔隙度數值十分接近，這是因為核磁共振探測的是孔隙中的流體，巖石骨架沒有信號，核磁孔隙度能更真實地反映巖石實際孔隙度。同理，弛豫時間譜代表地層巖石孔徑分布，而地層巖石滲透率又與孔喉有一定的關系，因此可以采用經驗公式從弛豫時間譜中計算出地層巖心滲透率。

3 儲層綜合評價

3.1 儲層評價標準

將上述反映低滲透儲層孔隙結構和滲流特征的參數納入柯坪塔格組下段儲層評價體系當中，優選常規評價參數，建立研究區柯坪塔格組下段儲層的綜合評價標準(表4)，將儲層劃分為3種類型(圖5)。

表4 順托果勒地區柯坪塔格組下段儲層綜合評價

3.2 儲層評價結果

Ⅰ類儲層在潮汐水道微相中較為發育，以細粒巖屑砂巖為主，部分為中粒巖屑砂巖，面孔率大于4%，普遍發育綠泥石薄膜殘余粒間孔、溶蝕粒間孔和溶蝕粒內孔。排驅壓力小于1 MPa，孔喉分選較好，最大進汞飽和度大于90%，以Ⅰ類和Ⅱ類孔隙結構類型為特征，平均喉道半徑大于1.0 μm，平均孔喉半徑比小于160。此類儲層可動流體飽和度大于20%，核磁孔隙度一般大于7%，滲透率大于0.3 ×10－3μm2，整體物性相對較好，具有一定的產能，為該區較好的儲層，可以作為有利的勘探開發目標，目前順903H井已獲得良好的油氣顯示。

圖5 順托果勒地區柯坪塔格組下段儲層綜合評價

Ⅱ類儲層主要發育于潮汐水道和部分潮汐砂壩中，巖性主要為細砂巖和細—粉砂巖。儲層儲集空間以溶蝕粒內孔、溶蝕粒間孔為主，以及少量的縫狀殘余粒間孔，面孔率大于2%;排驅壓力為0.7～2.0 MPa，主要發育Ⅱ類和Ⅲ類孔隙結構類型。此類儲層平均孔喉半徑和孔喉半徑比分別為0.6～1.0 μm和160～200;可動流體飽和度分布在10% ～20%之間，核磁孔隙度為4% ～7%，滲透率為0.1×10－3～0.3×10－3μm2，屬于目的層段一般儲層范疇，可以作為后備開發的目標。

Ⅲ類儲層砂體厚度薄，主要為潮汐砂壩沉積，由極細砂和粉砂組成。儲層鏡下觀察面孔率不足2%，以填隙物微孔和微量溶蝕孔隙發育為特征，孔隙結構主要為Ⅳ類高排驅壓力、微孔喉型。儲層可動流體比率不足8%，核磁孔隙度一般低于4%，滲透率低于0.1×10－3μm2;排驅壓力高于2.0 MPa，為差儲層或非儲層，暫可作為遠景勘探目標。

4 結論

(1)將反映低滲透儲層孔隙結構和可動流體滲流能力的參數(孔隙結構類型、平均喉道半徑、平均孔喉半徑比、可動流體飽度、核磁孔隙度和核磁滲透率)納入順托果勒地區柯坪塔格組下段低滲透層評價體系之中，結合物性數據、掃描電鏡和鑄體薄片鏡下觀察，利用聚類分析的方法，將目的層段儲層劃分為3種類型，其中發育于潮汐水道微相中的Ⅰ類儲層為較好儲層，應作為今后勘探開發主要目標。

(2)低滲透儲層流體在滲流過程中存在非達西滲流現象，流體在多孔介質中流動時，固液(氣)相間始終存在著表面作用，孔隙喉道的幾何結構和分布都會對其產生影響，具有啟動壓力梯度是低滲透儲層另一主要特征，因此在后期的儲層評價中也應加入相應測試，將啟動壓力也作為該區低滲透儲層評價的指標之一。

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