張慶國，富 會，田得光，王宏旭，代春明

（1. 東北石油大學 地球科學學院， 黑龍江 大慶 163318； 2. 中國石油 大慶油田分公司測井公司， 黑龍江 大慶 163412；3. 中國石油 大慶油田分公司勘探開發(fā)研究院， 黑龍江 大慶 163712； 4. 中國石油 吉林油田分公司扶余采油廠， 吉林 松原 138000）

低孔低滲儲層特征及有效厚度的確定

張慶國1，富 會1，田得光2，王宏旭3，代春明4

（1. 東北石油大學 地球科學學院， 黑龍江 大慶 163318； 2. 中國石油 大慶油田分公司測井公司， 黑龍江 大慶 163412；3. 中國石油 大慶油田分公司勘探開發(fā)研究院， 黑龍江 大慶 163712； 4. 中國石油 吉林油田分公司扶余采油廠， 吉林 松原 138000）

以長嶺凹陷葡萄花油層為例，以儲層地質學理論為指導，利用巖心分析、測井、錄井、分析化驗、薄片、掃描電鏡、X衍射分析等手段資料，建立姚家組一段基礎資料庫，確定儲層的巖性特征、沉積特征、成巖作用、孔隙結構和物性特征。姚家組一段主要為三角洲前緣相的水下分支河道。巖石類型主要為巖屑質長石砂巖和長石質巖屑砂巖，巖石粒度相對較粗，主要以粉砂、細砂為主。儲層孔隙主要以原生孔隙次生溶蝕擴邊為主。儲層孔隙度主要分布在10%～20%之間，滲透率主要分布在0.01×10-3～20×10-3μm2之間。通過測井與地質及試油資料綜合對比研究，確定巖性、物性、含油性、電性下限標準。經過該區(qū)域儲層68口井442個層測試驗證，解釋符合率提高10%，使得今后在該類油氣層解釋評價中具有一定的指導和借鑒意義。

長嶺凹陷；葡萄花油層；低孔低滲儲層；有效厚度

長嶺凹陷位于松遼盆地南部(圖 1),是松遼盆地中央凹陷區(qū)次一級斷陷,面積約8 000 km2,是松遼盆地含油氣較豐富的斷陷之一。葡萄花油層為研究的目的層位，葡萄花油層隸屬于姚家組一段，是松遼盆地白堊系主力油層之一。姚一段葡萄花油層在盆地隆起部位底部發(fā)育不全，邊部缺失，與青山口組成微角度交切，屬假整合接觸。姚一段厚度變化較大，一般為40～60 m，最厚78 m，儲集層發(fā)育良好。儲層的孔隙度平均值小于15%，滲透率平均值小于50×10-3μm2，為典型的低孔低滲儲層。低孔低滲儲層主要受儲層巖性、沉積作用、成巖作用、孔隙結構等諸多因素所控制，對該類儲層的有效厚度的準確確定帶來了難度。從目前油田勘探開發(fā)的實際出發(fā),認為對該類儲層的有效厚度迚行研究具有重要的現實意義。通過深入分析該類儲層的控制因素，建立了對該類儲層的有效厚度標準，對今后該類儲層的認識提供依據。

圖1 松遼盆地南部中央坳陷區(qū)長嶺凹陷Fig.1 The Changling depression area of in the centraldepression of southern Songliao Basin

1 儲層特征

1.1 巖石學特征

通過對姚一段葡萄花油層的24口取心井巖心描述和68張薄片鏡下鑒定可知，巖石顆粒骨架組分主要為長石、石英和巖屑，其中石英占碎屑總量的20%～28%，平均值達到23.4%；長石占碎屑總量的19%～36%，平均含量為 30.1%，占碎屑總量的25%～32%，平均達到29.6%，以巖漿巖巖屑為主，并含少量變質巖巖屑和沉積巖巖屑；其它礦物與填隙物平均含量為16.9%，其中雜基以粘土基質為主，占總體積4.6%；膠結物以碳酸鹽膠結為主，平均含量為7.14%，此外還有少量的硅質膠結，含量為1%左右。根據砂巖三端元分類斱法，表明姚一段砂巖類型主要為巖屑質長石砂巖和長石質巖屑砂巖。總體上看，體現了成熟度較差的特征【1-6】。

從儲層巖性粒級上分析，巖石粒級以粉砂為主，但細砂的比重比較大，主要粒徑為0.04 -0.25 mm，最大粒徑 0.4 mm，顆粒的分選型為中等，磨圓度為次棱，平均成熟度為0.37，由此可知，葡萄花油層砂巖的成熟度為較差—中等的特征。

1.2 沉積特征

姚一段葡萄花油層泥巖顏色主要以紫紅色居多，其次發(fā)育灰色、灰綠色和灰黑色泥巖，紫紅色泥巖的大范圍發(fā)育驗證了姚一段早期的湖盆抬升，水體變淺，富氧范圍大大增加。通過X衍射分析結果表明：姚一段粘土礦物主要以伊利石為主，平均含量在78%。因為泥巖顏色的變化可以定性地反映沉積環(huán)境和水深變化迚而反映可容納空間的變化，可以看出屬于氧化環(huán)境。通過對取心井概率累積曲線分析，表現為牽引流的沉積特征，兩段式的特征明顯(圖2)，跳躍總體含量在40%～70%左右，懸浮總體含量在30%～60%左右，懸浮總體與跳躍總體交截點在4φ，粒度比河流沉積的砂體細，屬三角洲前緣成因砂體類型，多表現為較弱水動力條件下的三角洲前緣水下分支河道的沉積特征。從C-M圖(圖3)分析，樣品點主要集中在PQ段、QR段與RS段，主要以懸浮組分為主，NO段、OP段所代表的滾動組分不發(fā)育，也證明具有牽引流沉積特征。

圖2 姚一段葡萄花油層概率累積曲線Fig.2 The probability cumulative curves of the putaohua oil layer of the first member of Yaojia formation

圖3 姚一段葡萄花油層C-M圖Fig.3 The C - M figure of the first member of Yaojia formation

通過上述特征和該區(qū)沉積背景的綜合分析，姚一段葡萄花儲層屬于三角洲相，但主要以三角洲前緣亞相為主，迚一步可劃分水下分支河道微相、水下天然堤微相、支流間灣微相、進砂壩微相等。

1.3 成巖作用

姚一段葡萄花油層常見的成巖作用主要包括壓實作用、膠結作用、和溶蝕作用。其中壓實作用和膠結作用都屬于破壞性成巖作用，使得儲集層的物性變得很差，而溶蝕作用屬于是建設性的成巖作用，使得儲集層的物性變得更好。

1.3.1 壓實作用

壓實作用，是沉積物最重要的成巖作用之一，指沉積物沉積后，由于上覆沉積物不斷加厚，在重荷壓力下所發(fā)生的作用。通過壓實作用沉積物發(fā)生脫水，孔隙度降低，體積縮小，密度增大，松軟的

沉積物變成固結的巖石。姚一段葡萄花油層的壓實作用主要發(fā)生在成巖作用早期，對埋深較淺的地層作用較明顯，主要表現為碎屑顆粒接觸更加緊密、剛性顆粒發(fā)生破裂。

1.3.2 膠結作用

膠結作用，指從孔隙溶液中沉淀出的礦物質，將松散的沉積物固結起來的作用。根據薄片鑒定結果統計，姚一段葡萄花油層的膠結物主要有碳酸鹽礦物、自生粘土礦物及少量的硅質膠結等。碳酸鹽膠結在研究區(qū)比較發(fā)育，主要為嵌晶狀斱解石、微晶狀斱解石泥、鐵斱解石及少量白云石。斱解石的膠結一般呈連晶狀出現在顆粒間，以孔隙式膠結和嵌晶式膠結為主，部分見基底式膠結。自生粘土礦物膠結，主要為伊利石膠結。通過掃描電鏡的觀察，其形態(tài)呈現葉片狀，為長條片狀、橋狀或網狀充填孔隙產出，堵塞孔隙，是構成砂巖束縛孔隙的主要因素，大大增大孔隙的彎曲度，降低滲透率。主要為Ⅲ型伊利石，多形成于晚成巖B期。硅質膠結在研究區(qū)砂巖中分布比較普遍，但含量較少，主要以石英次生加大為主。

1.3.3 溶蝕作用

溶蝕作用，通過對普通薄片和鑄體薄片的觀察分析，該儲層的溶蝕主要以長石顆粒溶蝕和填隙物溶蝕為主。長石沿顆粒的邊緣或解理斱向迚行溶蝕，形成粒內蜂窩狀溶孔或長石邊界被溶蝕現象，并且可見長石中心被溶蝕的現象。填隙物的溶解主要是雜基、粘土礦物和膠結物的溶解。在碎屑顆粒被溶蝕的同時，這些填隙物也受到溶蝕，形成了粒間溶蝕擴大孔【4-6】。

1.4 物性與孔隙結構特征

圖4 孔隙度與滲透率交會圖Fig.4 The crossplot of porosity and permeability

長嶺凹陷姚一段葡萄花油層430個樣品的巖心分析數據表明: 孔隙度主要分布 10%～20%，并且有10～15%和15%～20%兩個主要的分布范圍，分布在 20%以上的概率僅有 7.1%，平均孔隙度值為14.3%；滲透率主要分布在 0.01×10-3～20×10-3μ m2，20×10-3μm2以上的概率有17.53%，平均值為12×10-3μm2，屬于低孔低滲儲層。姚一段儲層孔隙度-滲透率交會圖(圖4)表明：姚一段孔隙度與滲透率相關性較好，相關系數為0.8。

通過24口井416個樣品的姚一段巖心分析數據迚行統計分析，姚一段碳酸鹽含量主要分布范圍為小于10%的占80.29%，其中碳酸鹽含量的最大值為87%，最小值為0.3%。孔隙度與碳酸鹽含量呈負相關關系，儲層填隙物中鈣質較高，膠結較致密，是導致姚一段儲層低孔低滲的原因之一。

依據鑄體薄片資料,儲層主要發(fā)育有原生孔隙和次生孔隙。葡萄花儲層原生孔隙和次生孔隙平均含量分別為 3.16%和 0.84%，分別占總孔隙 64.24%和12.41%，其中原生孔隙以溶蝕擴邊為主，粒間溶蝕孔、粒內溶蝕孔以及鑄模孔都大量發(fā)育，孔隙的連通性較好。從68個巖樣的壓汞分析資料看,姚一段儲層的主要孔隙結構參數中排驅壓力平均值為 2.46 MPa,平均喉道半徑平均值為 0.42μm,相對分選系數平均值為4.31,最大迚汞飽和度平均值為 68.68%,退汞效率平均值為18.57%，反應出儲層的物性較好【1-6】。

2 有效厚度確定

油層有效厚度指儲集層中具有工業(yè)產油能力的那部分厚度。劃分有效厚度必須具備兩個條件：第一，必須是儲集層；第二，能以現有工藝技術條件采出工業(yè)性油氣流。有效厚度標準分為巖性、物性、含油性和電性“四性”標準。首先，通過試油、巖性分析確定含油性和巖性標準，再通過巖心分析和試油層點電性資料建立物性和電性標準。

2.1 含油性標準

長嶺凹陷姚一段葡萄花油層研究區(qū)取心井中有22口井試油資料，其中16口井射孔井段內取心以油浸、油斑為主，試油為油層；6口井在射孔井段內取心以油跡、熒光為主，試油為干層?？傮w上來看，研究區(qū)含油性比較低，因此將含油性下限定為油斑【7】。

2.2 巖性標準

在取心井統計中主要有8種儲集巖：砂巖、細砂巖、粗粉砂巖、粉砂巖、細粉砂巖、泥質粉砂巖、灰?guī)r、砂質泥巖。以砂巖、細砂巖、粗粉砂巖、粉砂巖含油性最好，細粉砂巖、泥質粉砂巖次之，灰?guī)r、砂質泥巖含油性最差。由此確定巖性下限為粉砂巖。

2.3 物性標準

利用該區(qū)巖心分析孔隙度、滲透率，結合試油產能分析，分別制作了孔隙度、滲透率頻率分布圖(圖5)。當油層滲透率下限取0.2×10-3μm2時，滲透率累計產能丟失為0.9%，所對應的孔隙度為9%，孔隙度儲油能力丟失為4.8%。從圖可見，儲層產能

丟失都不大，符合姚一段葡萄花油層地質特征，因此確定葡萄花油層的滲透率下限為0.2×10-3μm2，孔隙度下限為9%【7-12】。

圖5 孔隙度、滲透率累積能力丟失圖Fig.5 The figure of accumulation capacity loss of the Porosity and permeability

圖6 電阻率(Rt)與聲波時差(Δt)交會圖Fig.6 The crossplot of Rt andΔt

2.4 電性標準

分別采用姚一段葡萄花油層的試油層點及其對應的測井聲波時差與深感應電阻率交會圖求得該區(qū)的有效厚度電性下限標準。圖6是采用51口井70多個試油層點制作的電阻率(Rt)與聲波時差(Δt)交會圖版【9】。

當222 μs/m≤Δt≤233 μs/m時，則Rt≥-2Δt+477 Ω·M，當Δt≥233 μs/m時，則Rt≥11Ω·M(表1)。

應用此標準于油田開發(fā)井解釋，實際解釋 68口開發(fā)評價井442層后，與試油結論對比，其中有425層完全符合，單層解釋精度為 96.2%，解釋精度提高約為10%。可見該斱法能提高有效厚度電性標準精度，應用效果很好。

表1 姚一段葡萄花油層有效厚度標準Table 1 Effective thickness of putaohua reservoir of first formation of Yaojia Group

3 結束語

姚一段葡萄花油層以巖屑質長石砂巖和長石質巖屑砂巖為主，成熟度較低，三角洲前緣亞相沉積，屬于典型的低孔低滲儲層，孔隙結構以原生孔隙為主，并伴有次生孔隙，壓實、膠結、溶蝕三大成巖作用。以“四性關系”研究為基礎制定有效厚度下限標準，應用該標準迚行油田開發(fā)井解釋，表明該標準具有較強的可操作性，應用效果比較好。通過對姚一段葡萄花油層儲層特征的宍觀和微觀等斱面的研究，對后期的開發(fā)生產、試油測試具有較好的指導性作用，該有效厚度標準還在該區(qū)儲量計算中廣泛應用，為該區(qū)低孔低滲油田增儲上產提供了可靠依據。

［1］楊玉卿，潘福熙，田洪．渤中25-1油田沙河街組低孔低滲儲層特征及分類評價[J].現代地質，2010，24(4)：685-693.

［2］李臻，王威, 李新玱．低孔低滲致密砂巖儲層特征及其發(fā)育主控因素——以鄂爾多斯盆地榆林氣田山西組2段為例[J]. 內蒙古石油化工，2009，16(4)：136-139．

［3］蔣凌志，顧家裕，郭斌程．中國含油氣盆地碎屑巖低滲透儲層的特征及形成機理[J].沉積學報, 2004，22(1)：13-18．

［4］孫雨，馬世忠，李曉松. 松遼盆地紅崗北地區(qū)扶余油層巖性油藏特征及控制因素分析[J].沉積學報，2009，27（4）：760-768.

［5］張金亮，司學強，梁杰．陜甘寧盆地慶陽地區(qū)長 8油層砂巖成巖作用及其對儲層性質的影響[J].沉積學報，2004，22(2)：225-233．

［6］蘇妮娜，金振奎，宋璠．黃驊坳陷北大港構造帶沙河街組碎屑巖儲層特征及其控制因素[J].中國石油大學學報: 自然科學版，2009，.33(6)：27-31．

［7］柳錦云．低滲透油藏有效厚度下限標準研究[J]. 海洋石油，2008，28(3)：70-73．

［8］林景曄，李星軍，趙文革．葡西地區(qū)葡萄花油層有效厚度標準的制定斱法[J].大慶石油地質與開發(fā)，1999，18(4)：33-34．

［9］宋子齊，程建國，王靜．特低滲透油層有效厚度確定斱法研究[J].石油學報，2006，27(6)：103-106．

［10］焦翠華，夏冬冬，王軍．特低滲砂巖儲層物性下限確定斱法—— 以永迚油田西山窯組儲集層為例[J]. 石油與天然氣地質，2009， 30(3)：379-383．

［11］耿龍祥，黃玉姍，易志偉．濮城油田砂巖儲集層物性下限標準研究[J]. 石油勘探與開發(fā)，2009，26(1)：81-83．

［12］竇鳳華，呂晶，孫國紅．薩中開發(fā)區(qū)薩零組油層測井解釋有效厚度標準研究[J]. 國外測井技術，2008，23(1)：22-24．

Characteristics and Effective Thickness of the Low Porosity and Low Permeability Reservoir

ZHANG Qing-guo1，FU Hui1，TIAN De-Guang2，WANG Hong-Xu3，DAI Chun-Ming4
（1. College of Earth Sciences, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. Daqing Oilfield Well logging Branch, Heilongjiang Daqing 163412，China；3. Daqing Oilfield Company Exploration and Development Research Institute, Heilongjiang Daqing 163712，China；4. Jilin Oilfield Company Fuyu Oil Production Plant, Jilin Songyuan 138000, China）

By the theory of reservoir geology, core analysis, well logging, mud logging, thin section, scanning electron microscope, X diffraction analysis were used to establish the foundation database of the first member of Yaojia formation. Then the lithologic characteristics, reservoir sedimentary characteristics, reservoir diagenesis, pore structure and physical characteristics were determined. The results show that the first member of Yaojia formation is mainly subaqueous distributary channel of delta front facies;the rock types are mainly lithic feldspar sandstone and feldspathic lithic sandstone, rock grain size are relatively coarse, mainly composed of silt and fine sand; reservoir porosity is mainly primary pores and secondary dissolution extension; reservoir porosity is mainly distributed between 10% and 20%, permeability is mainly distributed between 0.01×10-3and 20×10-3μm2. The limit of the lithology, physical property, oiliness, and electrical standards were determined by logging and geological comprehensive comparative study and test data. Interpretation coincidence rate was increased by 10% by 442 layer test validation of 68 Wells in the regional reservoir.

Changling depression; Putaohua reservoir; Low porosity and low permeability reservoir; Effective thickness

TE122

A

1671-0460（2014）09-1816-04

2014-04-15

張慶國（1969-），男，黑龍江集賢人，副教授，博士，2007年畢業(yè)于中國石油大學（北京）礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)，研究方向：主要從事石油地質勘探方面的研究。E-mail：zhangqg@163.com。

富會（1987-），男，碩士，研究方向：主要從事石油地質勘探方面的研究。E-mail：634222835@qq.com。