唐衛(wèi)兵

摘 要：本文從致密砂巖儲(chǔ)層物性的特征及分類(lèi)，及其最近國(guó)內(nèi)外的研究方法方面，對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層的研究進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：致密砂巖；特征；表征參數(shù)；研究方法

一.致密砂巖儲(chǔ)層的研究意義

據(jù)估算，目前世界上以當(dāng)前技術(shù)可開(kāi)采的致密砂巖氣儲(chǔ)量為（10.5～24）×1012m3，居非常規(guī)天然氣之首，是常規(guī)天然氣資源最重要的后備資源之一。因此，對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行深入研究具有戰(zhàn)略意義。

中國(guó)的石油總資源量94×109t，低滲透資源量為21.07×109t，占22.41%[1]。中國(guó)的準(zhǔn)噶爾盆地、鄂爾多斯盆地以及四川盆地西部均發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量巨大的致密砂巖氣藏[2]；不僅如此，在松遼、渤海灣、南襄、蘇北、江漢、塔里木、吐哈等盆地均發(fā)現(xiàn)了致密砂巖天然氣儲(chǔ)層的分布[3]。目前我國(guó)天然氣產(chǎn)量中有近 1/3 產(chǎn)自非常規(guī)的致密砂巖儲(chǔ)層。按我國(guó)現(xiàn)有的油氣儲(chǔ)量分析，到 2020 年左右，我國(guó)的常規(guī)天然氣產(chǎn)量高峰即將過(guò)去，非常規(guī)致密砂巖天然氣藏將是天然氣勘探開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象。

二.致密砂巖儲(chǔ)層的概念

致密含氣砂巖儲(chǔ)層是一個(gè)相對(duì)概念，世界上并沒(méi)有統(tǒng)一的界限和劃分標(biāo)準(zhǔn)，在不同的國(guó)家和不同的時(shí)期，由于資源狀況不盡相同，技術(shù)條件也不盡相同，對(duì)致密油氣儲(chǔ)層的界限和劃分標(biāo)準(zhǔn)就有所不同。一般把孔隙度低（小于12 %）、滲透率比較低（1×10-3μm2）、含氣飽和度低（小于60 %）、含水飽和度高（大于40 %）、天然氣在其中流動(dòng)速度較為緩慢的砂巖層中的非常規(guī)天然氣的儲(chǔ)層[6][7]，稱(chēng)之為致密砂巖儲(chǔ)層。致密含氣砂巖的概念最早出現(xiàn)于美國(guó)。世界上對(duì)致密含氣砂巖并無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和界限，不同的國(guó)家是根據(jù)不同時(shí)期的石油資源狀況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來(lái)制定其標(biāo)準(zhǔn)和界限的，在同一國(guó)家、同一地區(qū)，隨著認(rèn)識(shí)程度的提高，致密含氣砂巖的概念也是在不斷的發(fā)展和完善的。

三.致密砂巖儲(chǔ)層的特征及分類(lèi)

3.1致密砂巖儲(chǔ)層的特征

1）分布特征；2）物性特征。

3.2致密砂巖儲(chǔ)層的分類(lèi)

綜合前人研究成果及國(guó)內(nèi)外致密砂巖氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)際，依據(jù)致密砂巖成藏與構(gòu)造演化關(guān)系特征及其不同成藏規(guī)律，可將致密砂巖氣藏可劃分為兩種類(lèi)型：

1）“改造型”致密砂巖氣藏；2）“原生型”深盆氣藏。

四.致密砂巖儲(chǔ)層的研究方法

國(guó)外對(duì)致密砂巖的研究，主要是利用鉆井、測(cè)井資料分析致密砂巖儲(chǔ)層的巖石物理特征；利用三維地震數(shù)據(jù)，研究古沉積相，確定致密砂體分布范圍；再通過(guò)分析氣水配置關(guān)系，進(jìn)行深盆氣藏識(shí)別。我國(guó)對(duì)致密氣藏的勘探主要依賴(lài)于對(duì)有利古構(gòu)造、古圈閉及后期構(gòu)造演化的控制的研究，但對(duì)深盆氣藏的成藏機(jī)理及成藏模式的認(rèn)識(shí)還不夠深入，缺乏理論指導(dǎo)。因此對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行深入的研究，必將有益于天然氣藏的勘探和開(kāi)發(fā)。

4.1儲(chǔ)層的表征參數(shù)

油氣藏儲(chǔ)層的表征的基礎(chǔ)是儲(chǔ)層動(dòng)、靜態(tài)參數(shù)在空間上的分布特征和變化規(guī)律，為有利區(qū)塊和層位的預(yù)測(cè)提供依據(jù)。儲(chǔ)層靜態(tài)參數(shù)包括：儲(chǔ)層物性參數(shù)（孔隙度、滲透率）；表征含油氣量多少的水飽和度（微觀(guān)和宏觀(guān)分布）；孔隙結(jié)構(gòu)——壓汞（喉）、鑄體（孔）、電鏡掃描、圖像分析及最小含烴喉道半徑、儲(chǔ)層原始水膜厚度等資料所反映的儲(chǔ)、滲特征及儲(chǔ)集類(lèi)型；動(dòng)態(tài)資料——流體微觀(guān)滲流（相流動(dòng)）規(guī)律、產(chǎn)能系數(shù)、單井產(chǎn)出特征等。

4.2儲(chǔ)層沉積學(xué)研究

沉積相研究作為沉積學(xué)最基本的內(nèi)容，在70至80年代獲得了迅速發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)沉積相研究主要集中在相標(biāo)志的識(shí)別、沉積相的縱橫向展布規(guī)律、沉積微相研究、沉積模式的建立、層序地層與沉積相關(guān)系、沉積相控制因素等研究領(lǐng)域，并利用測(cè)井資料和地震資料進(jìn)行沉積相解釋和分布預(yù)測(cè)。目前國(guó)外沉積相研究正向著全球性沉積相對(duì)比研究和沉積過(guò)程的定量研究方面發(fā)展，美國(guó)科羅拉多礦業(yè)學(xué)院 Tim.Cross 教授（2000）利用能量-物質(zhì)平衡原理，成功地建立了碳酸鹽巖地層-沉積三維地質(zhì)預(yù)測(cè)模型。該模型能從三度空間巖石的產(chǎn)生、再分配和堆積，利用有限的鉆井資料和野外露頭資料對(duì)沉積相和地層進(jìn)行較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)。他的研究領(lǐng)域代表了目前沉積學(xué)研究的發(fā)展方向。

4.3儲(chǔ)層測(cè)井技術(shù)及測(cè)井評(píng)價(jià)

致密低滲透儲(chǔ)層特殊的孔隙結(jié)構(gòu)特征和表面物理性質(zhì)，給常規(guī)測(cè)井的資料處理和應(yīng)用帶來(lái)了一系列的困難和不適應(yīng)性。為了解決測(cè)井資料解釋識(shí)別中所遇到的這些問(wèn)題，人們?cè)趲r心分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段方面也在不斷的努力和進(jìn)步，巖心分析也由常規(guī)向微觀(guān)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域深入。20 世紀(jì) 80年代研究發(fā)展了 CT 掃描、核磁共振等新興的研究手段，此外，測(cè)井技術(shù)也有了較大的發(fā)展：可提高分辯率的井壁聲電成像測(cè)井技術(shù)（CBIL-FMI）、定量確定儲(chǔ)層有效孔隙度、自由流體孔隙度和滲透率的核磁共振測(cè)井技術(shù)（CMR-MAIL）、可獲得原狀地層真實(shí)測(cè)井信息的隨鉆測(cè)井技術(shù)（LWD）、可直接測(cè)量地層壓力和滲透率的地層動(dòng)態(tài)測(cè)試（MDT）技術(shù)、油氣井水淹程度解釋和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的碳氧比和過(guò)套管測(cè)井技術(shù)等，為測(cè)井資料的儲(chǔ)層解釋評(píng)價(jià)提供了極大的幫助[16-21]。

4.4儲(chǔ)層建模研究

目前地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一套較為完善的理論體系。目前儲(chǔ)層建模的方法大體有確定性建模和隨機(jī)建模兩種。

確定性建模方法認(rèn)為鉆井所獲得的巖芯及其分析資料是第一性的真實(shí)資料，而井與井之間，亦即資料控制點(diǎn)之間的變化是連續(xù)的。因此，資料控制點(diǎn)之間的插值是唯一值，確定性的。

隨機(jī)建模（Stochastic Modeling）方法則承認(rèn)地質(zhì)參數(shù)的分布有一定的隨機(jī)性，而人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)存在一些不確定因素，因此建立地質(zhì)模型時(shí)考慮這些隨機(jī)性引起的多種可能出現(xiàn)的實(shí)際情況供地質(zhì)人員選擇。隨機(jī)選擇方法不追求第一個(gè)合理的數(shù)值，而是用各種地質(zhì)統(tǒng)計(jì)的特征儲(chǔ)層和各種特性分布的總體面貌，提供一個(gè)合理的地質(zhì)模型。

油藏描述在近 30 年來(lái)得到了飛速的發(fā)展，油藏描述系統(tǒng)已成為一個(gè)龐大的服務(wù)系統(tǒng)，它可以為油氣田開(kāi)發(fā)提供重要的形象的地質(zhì)模型。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣凌志，顧家裕，郭彬程.中國(guó)含油氣盆地碎屑巖低滲透儲(chǔ)層的特征及形成機(jī)理[J].沉積學(xué)報(bào)，2004，22（1）：13-19.

[2]唐海發(fā)，彭仕宓，趙彥超.大牛地氣田盒2-3段致密砂巖儲(chǔ)層微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)特征及其分類(lèi)評(píng)價(jià)[J].礦物巖石，2006，26（3）：107-113.

[3]胡宗全.致密裂縫性碎屑巖儲(chǔ)層描述、評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005：1-7.