丁艷紅，張 武，閆永芳

盧 靖，李會(huì)娟，吳興波 （中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽473132）

近岸水下扇致密砂巖儲(chǔ)層滲透率測井評(píng)價(jià)

丁艷紅，張 武，閆永芳

盧 靖，李會(huì)娟，吳興波 （中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽473132）

以南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段近岸水下扇非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層為例，通過資料調(diào)研、巖心觀察、巖石薄片鑒定，并結(jié)合鉆井、測井、試油等生產(chǎn)測試結(jié)果，針對中－低等成分成熟度、孔隙結(jié)構(gòu)差、孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔滲關(guān)系異常等具有非常規(guī)儲(chǔ)層特征的非均質(zhì)儲(chǔ)集體，提出了地質(zhì)約束條件下的滲透率測井評(píng)價(jià)方法，并通過精細(xì)數(shù)字處理后取得了與實(shí)測巖心物性符合度較高的應(yīng)用效果，為后續(xù)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。

孔喉配置關(guān)系；滲透率模型；核桃園組；致密砂巖儲(chǔ)層

非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層，由于受沉積和成巖作用等地質(zhì)因素的影響，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度相對較低、孔隙結(jié)構(gòu)差，且孔喉配置關(guān)系以及孔滲相關(guān)性等較常規(guī)砂巖儲(chǔ)層有明顯差異［1，2］。在利用常規(guī)測井資料進(jìn)行精細(xì)測井評(píng)價(jià)過程中，不能單單以孔隙度作為唯一標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的好壞，在控制儲(chǔ)層流體產(chǎn)出能力的大小上，滲透率亦扮演著至關(guān)重要的角色［3］。因此，準(zhǔn)確地求取滲透率成為評(píng)價(jià)該類非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層的一個(gè)重要步驟。近年來，國內(nèi)外學(xué)者在如何利用常規(guī)測井曲線準(zhǔn)確求取滲透率方面做了大量的研究工作，并逐漸意識(shí)到地質(zhì)因素對滲透率的影響不容忽視，基于此而提出的相控測井解釋等方法大大地提高了滲透率評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度［4，5］。筆者在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合南陽凹陷實(shí)際地質(zhì)情況，基于地質(zhì)思想指導(dǎo)測井解釋的思路，以儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉配置關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，利用巖心實(shí)測物性資料建立儲(chǔ)層滲透率測井解釋模型，為非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層的測井評(píng)價(jià)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

南陽凹陷屬于南襄盆地的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，為一南陡北緩的新生代箕狀扇形斷陷湖盆，可將凹陷分為南部陡坡帶、中部凹陷帶和北部斜坡帶（圖1）。凹陷內(nèi)沉積蓋層主要為古近系，最厚約4800m，自下而上發(fā)育玉皇頂組、大倉房組、核桃園組、廖莊組，其中核桃園組為凹陷內(nèi)主要含油層系。盆地總體上經(jīng)歷了從干旱湖盆到潮濕湖盆，從濱淺湖盆、淺湖－半深湖盆、深水湖盆到淺湖－半深湖盆，最后為淺湖、沖積盆地的充填演化過程［6］。核桃園組核二段沉積期近岸水下扇沉積體系最為發(fā)育，主要分布于南部陡坡帶的北馬莊－黑龍廟一帶，平面上呈裙?fàn)罘植?，縱向上多個(gè)扇體疊置。根據(jù)巖性、電性及沉積旋回的不同特征，可將核二段自上而下劃分為3個(gè)亞段：核二1亞段巖性以黑色泥巖、褐黑色頁巖夾淺灰色粉砂巖、細(xì)砂巖和灰白色含礫細(xì)砂巖；核二2亞段為深灰色泥巖、淺灰色細(xì)砂巖夾灰色含礫細(xì)砂巖；核二3亞段為厚層灰白色含礫細(xì)砂巖夾深灰色泥巖和淺灰色細(xì)砂巖。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

通過對區(qū)內(nèi)9口井取心樣品（共計(jì)142塊薄片）觀察統(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段水下扇儲(chǔ)集巖類以細(xì)砂巖為主，其次為粉砂巖和中砂巖，巖性主要為巖屑石英砂巖、巖屑砂巖和長石巖屑石英砂巖，富含各種巖屑（圖2）。陸源碎屑成分中石英、長石、巖屑的平均含量分別為74.81%、9.08%和16.11%，巖屑成分則以變質(zhì)巖和沉積巖為主，見少量火山巖。填隙物平均含量為12.56%，其中膠結(jié)物占8.54%，以方解石和白云石為主，其次為石膏、硅質(zhì)等。分選差－中等，磨圓以次棱－次圓為主，顆粒支撐，孔隙膠結(jié)為主，其次為基底膠結(jié)，顆粒多呈點(diǎn)接觸?？傮w上區(qū)內(nèi)核二2亞段砂巖以中等成分成熟度和低結(jié)構(gòu)成熟度為特征。

圖1 南陽凹陷構(gòu)造簡圖及核桃園組核二2亞段巖性剖面

圖2 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段巖石組分三角圖

2.2 孔、喉特征

區(qū)內(nèi)核二2亞段儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間以孔隙為主，裂隙為輔，原生粒間孔隙、粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔多見。喉道類型有孔隙縮小型喉道（孔縮型）、可變斷面收縮部分的喉道頸（縮頸型）、片狀或彎片狀喉道（巖石受壓實(shí)和壓溶造成）［7］。根據(jù)64個(gè)樣品的鑄體薄片鑒定報(bào)告和壓汞資料的孔、喉參數(shù)（表1）統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合SY／T6285－1997，核二2亞段儲(chǔ)層按孔隙半徑大小可劃分為中孔和大孔，按喉道半徑大小則可劃分為微細(xì)喉和細(xì)喉。

表1 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段孔、喉參數(shù)

孔隙結(jié)構(gòu)是影響儲(chǔ)層滲流能力的重要因素［8］。區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)可分為3類：Ⅰ類儲(chǔ)層呈粗歪度平臺(tái)型，排驅(qū)壓力、中值壓力較低，退汞效率高，喉道大小分布較均一，儲(chǔ)集性能較好；Ⅱ類儲(chǔ)層呈細(xì)歪度平臺(tái)型，排驅(qū)壓力和中值壓力較高，退汞效率中等，孔喉較小且分布較為均一，儲(chǔ)集性能次于I類儲(chǔ)層；Ⅲ類儲(chǔ)層呈細(xì)歪度斜線型，排驅(qū)壓力、中值壓力高，退汞效率低，孔喉小、大小分布分散，孔隙結(jié)構(gòu)差（圖3）?？傮w上核二2亞段儲(chǔ)層以Ⅱ類、Ⅲ類居多，以中孔－細(xì)喉型和中孔－微細(xì)喉型為特征，孔隙結(jié)構(gòu)較差，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。

圖3 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段儲(chǔ)集巖典型壓汞曲線

圖4 NA78井核二2亞段綜合測井曲線圖

2.3 電性特征

砂巖儲(chǔ)層在常規(guī)測井曲線上主要表現(xiàn)為“兩低三高”的特點(diǎn)，即低自然伽馬背景下的高電阻率、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度、低補(bǔ)償密度。然而，非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層由于其孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉配置關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致其在常規(guī)測井曲線上的響應(yīng)特征亦出現(xiàn)變化。由NA78井綜合測井曲線圖（圖4）可以看出，2個(gè)油層段的自然伽馬均為高值背景下的低值，平均值為42API；井徑曲線變化不大，基本與鉆頭直徑相當(dāng)；在鉆井液濾液電阻率＞地層水電阻率的前提下，自然電位曲線呈現(xiàn)“負(fù)異?！保曳容^大，反映了儲(chǔ)層段極好的滲透性；補(bǔ)償聲波和補(bǔ)償中子則相對巖石骨架的值明顯增大，補(bǔ)償聲波最大值可達(dá)到231.74μs／m，補(bǔ)償中子最大可達(dá)14.76%，而補(bǔ)償密度則相對降低（平均值為2.43g／cm3），反映了儲(chǔ)層具有較好的儲(chǔ)集能力；儲(chǔ)層段電阻率呈現(xiàn)低值背景下的相對高值，且增大明顯，并呈現(xiàn)一定的幅度差異，反映了儲(chǔ)層段較好的滲透性能。

3 滲透率測井解釋模型

長期以來，“巖心刻度測井”一直是測井解釋所遵循的基本準(zhǔn)則，用實(shí)測物性數(shù)據(jù)來刻度測井解釋結(jié)果，并以此檢驗(yàn)其正確與否［9］。筆者根據(jù)黑龍廟和北馬莊地區(qū)實(shí)測物性資料，并結(jié)合不同儲(chǔ)層特征及儲(chǔ)層成因機(jī)理所帶來的各種影響因素，建立了測井滲透率解釋模型，最終得到了符合地質(zhì)認(rèn)識(shí)的測井解釋成果，為后續(xù)的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。

圖5 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段巖心滲透率－孔隙度相關(guān)關(guān)系圖

3.1 孔－滲關(guān)系

北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段砂巖儲(chǔ)層，從巖心滲透率－孔隙度擬合的相關(guān)關(guān)系圖（圖5）上可以看出，區(qū)內(nèi)樣品以低孔低滲為特征，孔隙度大于10%的樣品數(shù)占總數(shù)的12%，且最大值可達(dá)14.69%，平均為6.4%；滲透率最大值為46×10－3μm2，平均值為3.88×10－3μm2，且有39.20%的樣品滲透率分布在（0.1～1）×10－3μm2之間，大于10×10－3μm2的相對高滲段樣品占11.5%；隨著孔隙度的增加，滲透率逐漸增大，二者呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。

3.2 滲透率解釋模型

以往的測井解釋中常選取Timur公式或其他經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算滲透率。對于該區(qū)特殊的致密砂巖儲(chǔ)層，由于其孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔喉配置關(guān)系異常等非常規(guī)儲(chǔ)層特征明顯，用經(jīng)驗(yàn)公式很難準(zhǔn)確求取滲透率，且不能真實(shí)地反映巖石的物理性質(zhì)。因此，筆者利用巖心實(shí)測物性數(shù)據(jù)（見圖5）擬合出了滲透率解釋模型：K＝0.0304e0.3959（K為滲透率，10－3μm2；為孔隙度，%），將特殊非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層等效為均勻儲(chǔ)集體，從而準(zhǔn)確地求取滲透率［10］。

4 應(yīng)用效果分析

根據(jù)實(shí)測巖心物性數(shù)據(jù)建立的滲透率解釋模型，對NA95井進(jìn)行了精細(xì)測井?dāng)?shù)字處理。從成果圖（圖6）上可以看出，用常規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式所求取的滲透率，與孔隙度曲線的變化趨勢大致相當(dāng)，只適應(yīng)于孔喉配置絕佳的孔隙型儲(chǔ)層，而與區(qū)內(nèi)實(shí)測巖心滲透率差別較大，無法真實(shí)地反映實(shí)際地層情況；而根據(jù)筆者所建立的地質(zhì)約束條件下的解釋模型所求取的滲透率與巖心實(shí)測滲透率符合度較高，其結(jié)果能夠準(zhǔn)確地表征非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層受孔喉配置影響的滲透率變化情況，為進(jìn)一步評(píng)價(jià)儲(chǔ)層特征打下基礎(chǔ)。

圖6 NA95井核二2亞段測井解釋成果圖

5 結(jié) 語

通過地質(zhì)與測井相結(jié)合的方法，建立地質(zhì)約束條件下的測井滲透率解釋模型，旨在分地區(qū)、分巖性，并通過對非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層的孔喉配置關(guān)系、孔喉結(jié)構(gòu)特征等的研究，將非常規(guī)儲(chǔ)集層轉(zhuǎn)化為均勻儲(chǔ)集體從而進(jìn)行精細(xì)的測井?dāng)?shù)字化處理。從解釋結(jié)果來看，與巖心實(shí)測滲透率符合度高，能夠真實(shí)地反映實(shí)際地層的巖石物理性質(zhì)，達(dá)到了測井精細(xì)解釋的目的，且為該類非常規(guī)儲(chǔ)層的測井滲透率評(píng)價(jià)找到了較為準(zhǔn)確的求取方法，為后續(xù)的儲(chǔ)層研究評(píng)價(jià)及有利儲(chǔ)集區(qū)帶的預(yù)測奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］張龍海，周燦燦，劉國強(qiáng)，等.孔隙結(jié)構(gòu)對低孔低滲儲(chǔ)集層電性及測井解釋評(píng)價(jià)的影響［J］.石油勘探與開發(fā)，2006，33（6）：671～676.

［2］張龍海，周燦燦，劉國強(qiáng)，等.不同類型低孔低滲儲(chǔ)集層的成因、物性差異及測井評(píng)價(jià)對策［J］.石油勘探與開發(fā)，2007，34（6）：702～710.

［3］趙良孝，補(bǔ)勇.碳酸鹽巖儲(chǔ)層測井評(píng)價(jià)技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994.

［4］譚成仟，段愛英，宋革生，等.基于巖石物理相的儲(chǔ)層滲透率解釋模型研究［J］.測井技術(shù)，2001，25（4）：287～290.

［5］石玉江，張海濤，侯雨庭，等.基于巖石物理相分類的測井儲(chǔ)層參數(shù)精細(xì)解釋建模［J］.測井技術(shù)，2005，29（4）：328～332.

［6］蔡佳，羅家群，姜華，等.南陽凹陷緩坡彎折帶樣式及其油氣勘探意義［J］.中國石油勘探，2008，13（5），26～30.

［7］朱軍，張本書，趙天富，等.近岸水下沖積扇儲(chǔ)層特征研究——以南陽凹陷北馬莊－黑龍廟為例［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（5）：48～55.

［8］郭振華，李光輝，吳蕾，等.碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)方法——以土庫曼斯坦阿姆河右岸氣田為例［J］.石油學(xué)報(bào)，2011，32（3），459～465.

［9］趙良孝.測井在四川碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究中的作用（上）［J］.天然氣工業(yè)，1991，11（4）：43～46.

［10］劉宏，吳興波，譚秀成，等.多旋回復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)層滲透率測井評(píng)價(jià)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（5）：678～684.

［編輯］ 龍 舟

78 Evaluation on Permeability Logging of Compacted－sandstone Reservoir of Inshore Underwater Fan

DING Yan－h(huán)ong，ZHANG Wu，YAN Yong－fang，LU Jing，LI Hui－juan，WU Xing－bo

（AuthorsAddress：Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Nanyang473132，Henan，China）

Through investigation of literature survey，core observation，thin section identification and testing results including drilling，logging，formation testing，logging end method was proposed on permeability evaluation by taking the example of unconventional compacted－sandstone reservoir of inshore underwater fan in the second member of Eh2in Beimazhuang－Heilongmiao Area of Nanyang Depression，which was aimed at heterogeneous reservoirs of unconventional features characterized by middle－low composition maturity，poor porosity structure，complex pore constriction structure，abnormal pore－permeability relationship.The results are highly accordant with actual measurement of core physical property obtained by fine numerical process，it provides a basis for subsequent reservoir evaluation.

pore throat relationship；permeability model；Hetaoyuan Formation；compacted sandstone reservoir

book=106,ebook=106

P631.84

A

1000－9752（2012）05－0078－05

2012－01－20

丁艷紅（1968－），女，1991年大學(xué)畢業(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事勘探綜合研究工作。