蔣阿明 (中石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,江蘇 揚(yáng)州 225009)

金湖凹陷MQ地區(qū)低阻油層含油飽和度確定方法

蔣阿明 (中石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,江蘇 揚(yáng)州 225009)

蘇北盆地金湖凹陷MQ地區(qū)古近系阜寧組三段 (E1f3)低阻油層含油飽和度主要受巖性、物性及測(cè)井因素影響。針對(duì)常規(guī)阿爾奇公式計(jì)算的含油飽和度明顯偏低現(xiàn)象,主要采用毛細(xì)管壓力曲線法、相對(duì)滲透率曲線法和測(cè)井資料優(yōu)化解釋法確定低阻油層的含油飽和度,有效避免了引起低阻的因素的影響,從而提高了含油飽和度的計(jì)算精度。

低阻油層;含油飽和度;毛細(xì)管壓力曲線;相對(duì)滲透率曲線

蘇北盆地金湖凹陷MQ地區(qū)主要含油層系是古近系阜寧組三段(E1f3),屬三角洲前緣亞相沉積,主要發(fā)育水下分流河道砂體、三角洲前緣席狀砂及河道間灣等微相類型。由于油層電阻率與鄰近水層電阻率相差不大,因此利用常規(guī)測(cè)井方法識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)比較困難,尤其是油層含油飽和度的定量評(píng)價(jià)較為困難。圖1為MQ地區(qū)E1f3常規(guī)測(cè)井解釋含油飽和度與滲透率的關(guān)系圖,可以看出,某些儲(chǔ)層常規(guī)測(cè)井解釋的含油飽和度較低,但是試油結(jié)果為油層,而常規(guī)測(cè)井解釋含油飽和度較高的儲(chǔ)層試油出水。為此,筆者采用毛細(xì)管壓力曲線法、相對(duì)滲透率曲線法和測(cè)井資料優(yōu)化解釋法綜合確定研究區(qū)低阻油層的含油飽和度。

圖1 常規(guī)測(cè)井解釋E1f3含油飽和度(So)與滲透率(K)關(guān)系圖

1 低阻油層含油飽和度影響因素

綜合分析測(cè)井、巖心及分析化驗(yàn)資料認(rèn)為,MQ地區(qū)E1f3低阻油層含油飽和度的影響因素主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

1.1 儲(chǔ)層巖性

根據(jù)儲(chǔ)層巖礦薄片分析資料表明,儲(chǔ)層的巖性較細(xì),主要為粉砂巖、細(xì)砂巖,膠結(jié)物泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較高,約占8%。另外,從X衍射分析資料(表1)可以看出,MQ地區(qū)E1f3伊-蒙混層含量普遍較高。當(dāng)儲(chǔ)層的伊-蒙混層 (或蒙脫石)含量較高時(shí),蒙脫石和伊-蒙混層的附加導(dǎo)電性最為顯著,其附加導(dǎo)電性引起儲(chǔ)層電阻率明顯降低。由于黏土礦物的比表面比砂巖高,導(dǎo)致束縛水飽和度較高[1]。

表1 MQ地區(qū)E1f3黏土礦物成分及體積分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)表

1.2 儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)

根據(jù)儲(chǔ)層物性分析資料統(tǒng)計(jì),含油飽和度隨物性參數(shù)的變化而變化。圖2表明,滲透率和物性綜合指數(shù)(K/φ)越高,束縛水飽和度(Swi)越低,含油飽和度越高。

圖2 MQ地區(qū)E1f3儲(chǔ)層束縛水飽和度與物性參數(shù)關(guān)系圖

1.3 測(cè)井因素

MQ地區(qū)E1f3黃鐵礦含量很高 (見表2)。黃鐵礦是一種在還原環(huán)境下形成的重礦物,電導(dǎo)率很高(對(duì)應(yīng)的電阻率約為0.03～0.8Ω·m),與地層水電導(dǎo)率相當(dāng),有時(shí)甚至高于地層水的電導(dǎo)率。黃鐵礦的晶體即使在低質(zhì)量濃度時(shí)也可組成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),因而可大大降低儲(chǔ)層的電阻率[2]。對(duì)于該類儲(chǔ)層,在計(jì)算儲(chǔ)層的含水飽和度時(shí),必須對(duì)儲(chǔ)層電阻率進(jìn)行校正,以獲得合理的含水飽和度。

表2_MQ地區(qū)E1f3重礦物體積分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)表

2 低阻油層含油飽和度確定方法

由于MQ地區(qū)E1f3的黏土礦物以蒙脫石、伊-蒙混層為主,對(duì)于這類儲(chǔ)層,如果繼續(xù)選用常規(guī)的阿爾奇公式計(jì)算儲(chǔ)層的含油飽和度,其結(jié)果明顯偏低。該次研究主要采用毛細(xì)管壓力曲線法[3]、相對(duì)滲透率曲線法和測(cè)井資料優(yōu)化解釋法綜合確定低阻油層的含油飽和度。

2.1 毛細(xì)管壓力曲線法

利用毛細(xì)管壓力曲線確定含油飽和度的方法有兩種,一種是J函數(shù)法,另一種是沃爾法。

首先利用毛細(xì)管壓力曲線對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行分類 (見表3)。MQ地區(qū)E1f3低阻油層分為4種類型。由于多數(shù)低電阻率油藏為層狀構(gòu)造油藏,且具有統(tǒng)一的油水界面。因此,可以利用毛細(xì)管壓力函數(shù)J函數(shù)確定儲(chǔ)層的含油飽和度。圖3顯示出根據(jù)壓汞曲線計(jì)算得到的J(Sw)(其中,Sw為含水飽和度)與Sw關(guān)系圖,可以看出二者存在明顯的相關(guān)性,經(jīng)多元回歸,得到了J(Sw)函數(shù)的表達(dá)式:

表3 MQ地區(qū)E1f3低阻油層類型及沃爾法確定的不同類型低阻油層的含油飽和度表

沃爾法 (Well)確定儲(chǔ)層原始含油飽和度的基本思路為:首先計(jì)算不同孔隙半徑區(qū)間的儲(chǔ)層滲透能力及累計(jì)滲透能力,然后用累計(jì)滲透率達(dá)到99.9%時(shí)所對(duì)應(yīng)的孔隙半徑作為有效孔隙半徑下限,進(jìn)而在毛細(xì)管壓力曲線上反求出原始含油飽和度。

圖4為根據(jù)沃爾法得到的MQ地區(qū)E1f3平均毛細(xì)管壓力曲線與汞飽和度 (即含油飽和度So)的關(guān)系圖。同時(shí)由表4可以確定最小孔喉半徑為0.3277μm。依據(jù)最小孔喉半徑及各類儲(chǔ)層的平均毛細(xì)管壓力曲線就能得到每種低阻油層類型的最大含油飽和度值。

圖3 J(Sw)與Sw關(guān)系圖 圖4 沃爾法確定的平均毛細(xì)管壓力與汞飽和度關(guān)系圖

2.2 相對(duì)滲透率曲線法

利用相對(duì)滲透率曲線確定儲(chǔ)層含油飽和度,主要是依據(jù)相對(duì)滲透率曲線最大油相相對(duì)滲透率對(duì)應(yīng)的含油飽和度為原始含油飽和度,100%減去原始含油飽和度即為原始束縛水飽和度。根據(jù)相對(duì)滲透率試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì),束縛水飽和度與滲透率和物性綜合指數(shù)存在良好的相關(guān)性。

表4 MQ地區(qū)E1f3沃爾法確定最小孔喉半徑數(shù)據(jù)表

式中:φ為孔隙度,%;K為滲透率,mD;Swi為束縛水飽和度,%。

當(dāng)電阻率測(cè)井受測(cè)井環(huán)境影響較大時(shí),利用上述經(jīng)驗(yàn)關(guān)系可以估算油層的含油飽和度。

2.3 測(cè)井資料優(yōu)化解釋法

利用測(cè)井資料解釋含油飽和度的原理是基于阿爾奇公式,公式如下:

式中:I是電阻增大率,1;F是地層因素,1;Sw是含水飽和度,1;φ是孔隙度,1;a、b為巖性系數(shù),1;n為飽和度指數(shù),1;m為膠結(jié)指數(shù),1。

對(duì)于低阻油層來說,由于電阻率測(cè)井受多種因素的影響,在利用電阻率測(cè)井確定儲(chǔ)層含油飽和度時(shí),不僅要考慮飽和度模型的優(yōu)選,而且要特別注意試驗(yàn)得到的巖電參數(shù)。

該次研究基于壓汞資料的儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)不同類型低阻油層的巖電試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì) (見表5、圖5),不同類型低阻油層的巖電參數(shù)明顯不同,其中,巖性系數(shù)a、膠結(jié)指數(shù)m相差不大,但是飽和度指數(shù)n明顯不同。因此,在實(shí)際測(cè)井解釋中,根據(jù)低阻油層的特征,應(yīng)選擇合理的巖電參數(shù)。

表5 MQ地區(qū)E1f3不同類型低阻油層巖電試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖5 MQ地區(qū)E1f3不同類型低阻油層巖電試驗(yàn)關(guān)系圖

3 低阻油層含油飽和度評(píng)價(jià)

通過以上分析可知,低阻油藏的成因很多,而合理確定低阻油藏的原始含油飽和度的關(guān)鍵是弄清低阻油藏的成因。

圖6為M28井的測(cè)井解釋成果圖。1678.8～1687.1m層段(1號(hào)層),儲(chǔ)層物性較好,平均孔隙度27.6%,平均滲透率714.7mD,電阻率達(dá)到30Ω·m,為明顯的油層;1695.8～1698.8m層段(2號(hào)層)的物性也較好,平均孔隙度23.1%,平均滲透率37.02mD,但電阻率僅達(dá)到5Ω·m,為典型的低阻油層。通過對(duì)巖心重礦物分析可知,在1682.44～1691.21m層段內(nèi),黃鐵礦體積分?jǐn)?shù)為1.4%～15.4%,而在1696.21～1698.73m層段內(nèi),黃鐵礦體積分?jǐn)?shù)最高達(dá)98.7%。因此,2號(hào)層的低阻為黃鐵礦含量高引起的,電阻率不能反映含油的飽滿程度,確定含油飽和度時(shí)不宜應(yīng)用電阻率參數(shù)。

注:dh為井徑;qAPI為自然伽馬;D為井深;ρlld為深側(cè)向電阻率;Kc為巖心滲透率;Δt為聲波時(shí)差;φc為巖心孔隙度;ρild為深感應(yīng)電阻率;ρLL8為八側(cè)向電阻率;φ為孔隙度;w(sh)為泥質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù);So,c為巖心分析含油飽和度;Sw,c為巖心分析含水飽和度; SHg,W為沃爾法汞飽和度;φ(P)為黃鐵礦體積分?jǐn)?shù)。

應(yīng)用沃爾法確定了M28井的原始含油飽和度,并用沃爾法確定了E1f3的最小流動(dòng)孔喉半徑為0.3277μm。根據(jù)最小流動(dòng)孔喉半徑確定了該井7塊樣品的汞飽和度,1號(hào)層平均為68.4%,2號(hào)層平均為64.0%,即M28井的原始含油飽和度較高,與試油、試采情況相符(表6)。

表6 M28井E1f3沃爾法確定的汞飽和度(原始含油飽和度)統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

MQ地區(qū)E1f3的伊-蒙混層含量較高,其附加導(dǎo)電性引起儲(chǔ)層電阻率明顯降低,同時(shí),儲(chǔ)層中富含黃鐵礦是引起低阻的另一種重要的因素。利用毛細(xì)管壓力法、相對(duì)滲透率曲線法及測(cè)井資料優(yōu)化解釋法確定的含油飽和度,有效避免了低阻因素的影響,提高了含油飽和度的計(jì)算精度。

[1]毛志強(qiáng).塔里木盆地油氣層低阻成因?qū)嶒?yàn)研究[J].測(cè)井技術(shù),1999,23(4):243～248.

[2]陳科貴,羅兵,郭睿,等.中東某油田低阻油層含水飽和度計(jì)算方法探討[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2012,34 (6):57～60.

[3]胡勇,于興河,陳恭洋,等.平均毛細(xì)管壓力函數(shù)分類及其在流體飽和度計(jì)算中的應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(6): 733～738.

[編輯]龔丹

P631.84

A

1000-9752(2014)02-0078-06

2013-08-19

蔣阿明(1967-),男,1989年西北大學(xué)畢業(yè),高級(jí)工程師,現(xiàn)主要從事儲(chǔ)量研究和管理工作。