張永超，郝 杰，陳 剛，張文林，王 琦，陳海霞

(中國(guó)石油冀東油田公司，河北唐山 063004)

有效儲(chǔ)層物性下限的合理選擇，直接關(guān)系到油田勘探開發(fā)決策[1-2]。近年來(lái)，在老爺廟油田的東二段和東三段獲得了高產(chǎn)工業(yè)油流，進(jìn)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(chǔ)層控制著油氣的分布，而有效儲(chǔ)層物性下限尚未作系統(tǒng)研究。

1 地質(zhì)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(nèi)，是冀東油田的主力油田之一。構(gòu)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(dòng)背斜構(gòu)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(yíng)組、新近系的館陶組和明化鎮(zhèn)組以及第四系的平原組[3-7]。

2 物性下限計(jì)算

前人通過對(duì)國(guó)內(nèi)外各大油田的分析，總結(jié)出了經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、甩尾法、測(cè)試法、含油產(chǎn)狀法、試油法、最小有效孔喉法、鉆井液侵入法、分布函數(shù)法、產(chǎn)能模式實(shí)驗(yàn)法以及綜合分析法等方法確定有效儲(chǔ)層物性下限[8]。本文結(jié)合老爺廟油田油氣藏特點(diǎn)和實(shí)際資料情況，認(rèn)真分析和對(duì)比不同方法及其適用性，選取了分布函數(shù)曲線法、試油法和束縛水飽和度法，并將其相互結(jié)合確定有效儲(chǔ)層物性下限。

2.1 分布函數(shù)曲線法

分布函數(shù)曲線法主要是利用測(cè)井資料，在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別繪制不同深度段內(nèi)有效儲(chǔ)集層與非有效儲(chǔ)集層的孔隙度和滲透率頻率分布曲線，兩條曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的數(shù)值為有效儲(chǔ)層物性下限值，其中有效儲(chǔ)集層是指綜合地質(zhì)解釋為油層、油水同層、含油水層和水層的儲(chǔ)層，非有效儲(chǔ)集層是指綜合地質(zhì)解釋為干層的儲(chǔ)層。該方法簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，適用條件是有效儲(chǔ)集層與非有效儲(chǔ)集層曲線形態(tài)符合正態(tài)分布。

圖1 老爺廟油田構(gòu)造

依據(jù)老爺廟油田12口井303個(gè)古近系測(cè)井解釋層的結(jié)論，采用分布函數(shù)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(chǔ)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(duì)數(shù)值分別為0.77×10-3μm2、0.7×10-3μm2、-0.15×10-3μm2、-0.35×10-3μm2，相應(yīng)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(shù)曲線法采用的是測(cè)井解釋物性，可能導(dǎo)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(jié)果中的不同深度段內(nèi)有效儲(chǔ)層和非有效儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)的孔隙度、滲透率繪制在同一坐標(biāo)系內(nèi)，將兩者的分界處對(duì)應(yīng)的孔隙度、滲透率值為有效儲(chǔ)層物性下限值[9]。

根據(jù)老爺廟油田目前采油技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，將單層產(chǎn)液量為1 t/d作為有效儲(chǔ)層和非有效儲(chǔ)層的劃分標(biāo)準(zhǔn)。利用老爺廟油田古近系實(shí)測(cè)物性、測(cè)井解釋物性和試油結(jié)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(chǔ)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(shù)據(jù)點(diǎn)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(yīng)長(zhǎng)等研究認(rèn)為束縛水飽和度大于80%的儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為微孔隙，儲(chǔ)集和滲流流體能力差，因此可將束縛水飽和度為80%時(shí)所對(duì)應(yīng)的孔隙度、滲透率值為有效儲(chǔ)層物性下限值[1]。

利用老爺廟油田古近系儲(chǔ)層壓汞資料，繪制2 350～4 250 m孔隙度與束縛水飽和度關(guān)系曲線，擬合得回歸關(guān)系式為公式(1)；繪制2 350～4 250 m滲透率與束縛水飽和度關(guān)系曲線，擬合得回歸關(guān)系式為公式(2)，取束縛水飽和度為80%所對(duì)應(yīng)的孔隙度、滲透率值為有效儲(chǔ)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(chǔ)層、非有效儲(chǔ)層孔隙度與滲透率的關(guān)系

圖3 有效儲(chǔ)層、非有效儲(chǔ)層孔隙度與滲透率的關(guān)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(jì)算物性下限較適合于孔滲結(jié)構(gòu)參數(shù)與物性參數(shù)相關(guān)關(guān)系較好的儲(chǔ)層，因此需要與其它方法相互約束以校準(zhǔn)物性下限。

2.4 有效儲(chǔ)層物性下限與深度的關(guān)系

由于受限于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量，單一方法計(jì)算的有效儲(chǔ)層物性下限存在誤差，因此將上述多種方法獲得的有效儲(chǔ)層物性下限有機(jī)結(jié)合，并擬合有效儲(chǔ)層物性下限與深度函數(shù)關(guān)系，將其作為有效儲(chǔ)層物性下限的最終結(jié)果。擬合結(jié)果表明，老爺廟古近系有效儲(chǔ)層的孔隙度下限、滲透率下限與深度的函數(shù)關(guān)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(zhǔn)確性檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)上述公式計(jì)算結(jié)果的合理性，對(duì)老爺廟油田11口井的18套砂體的試油成果數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn)。檢驗(yàn)原則為，試油結(jié)果為有效儲(chǔ)集層井段的有效儲(chǔ)層孔隙度和滲透率下限值均低于其對(duì)應(yīng)的平均孔隙度和平均滲透率值時(shí)判別其結(jié)果為正確；試油結(jié)果是非有效儲(chǔ)集層井段的有效儲(chǔ)層孔隙度和滲透率下限值其中任何一項(xiàng)高于其對(duì)應(yīng)的平均孔隙度或平均滲透率時(shí)判別其結(jié)果為錯(cuò)誤。老爺廟構(gòu)造帶有效儲(chǔ)層物性下限計(jì)算的正確率為83.33%(表1)，計(jì)算的有效儲(chǔ)層物性下限是較為可靠的。造成錯(cuò)判的原因可能是試油結(jié)果或物性解釋存在問題。

4 結(jié)論

(1)運(yùn)用分布函數(shù)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(yīng)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(yùn)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(yīng)的滲透率下限分別為2×10-3μm2和0.6×10-3μm2；

(3)運(yùn)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(yīng)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(jìn)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(shù)關(guān)系，以及滲透率下限與深度的函數(shù)關(guān)系，試油結(jié)果檢驗(yàn)表明該擬合公式較為可靠。

表1 老爺廟油田古近系有效儲(chǔ)層物性下限計(jì)算檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

[1] 操應(yīng)長(zhǎng)，王艷忠，徐濤玉，等．東營(yíng)凹陷西部沙四上亞段灘壩砂體有效儲(chǔ)層的物性下限及控制因素[J].沉積學(xué)報(bào)，2009，27(2)：230-237.

[2] 戚厚發(fā)．天然氣儲(chǔ)層物性下限及深層氣勘探問題的探討[J].天然氣工業(yè)，1989，9(5)：26-30，7.

[3] 曹中宏，賀鋒，鄭治宇，等．南堡凹陷老爺廟地區(qū)古近系東營(yíng)組沉積體系及其主控因[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2013，35(2)：7-10，6.

[4] 張翠梅，劉曉峰，蘇明．南堡凹陷老爺廟地區(qū)構(gòu)造-沉積分析[J].地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào))，2009，34(5)：829-834.

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[9] 邵長(zhǎng)新，王艷忠，操應(yīng)長(zhǎng)．確定有效儲(chǔ)層物性下限的兩種新方法及應(yīng)用——以東營(yíng)凹陷古近系深部碎屑巖儲(chǔ)層為例[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30(2)：414-416，65.