程超，鹿克鋒，何賢科，廖恒杰 薛皓，潘威，徐博 （中海石油 （中國）有限公司上海分公司，上海200030）

儲層分類與評價是儲層研究的一項重要內(nèi)容，從微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征出發(fā)并綜合物性參數(shù)對其進行分析是該項研究的一種重要手段[1～3]。前人提出了眾多基于儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征來進行分類與評價的方法，歸納起來主要有2種，即專家劃分法和聚類法。前者受主觀人為因數(shù)的影響較大，后者必須建立在大量的基礎資料分析之上[4～6]。X氣田儲層非均質(zhì)性強，具相同孔隙度的儲層，由于孔隙結(jié)構(gòu)的不同，滲透率呈現(xiàn)出較大差異，應用常規(guī)孔隙度、滲透率參數(shù)進行儲層分類與評價難以得到滿意的效果。筆者在壓汞曲線、常規(guī)物性、薄片鑒定和掃描電鏡等分析化驗資料研究的基礎上，采用進汞飽和度35%時所對應的孔喉半徑 （R35），結(jié)合滲透率（K）、孔隙度（φ）等數(shù)據(jù)，建立了X氣田定量儲層分類與評價圖版，便于直觀地、高效地把握各儲層的優(yōu)劣。

1 R35儲層分類與評價圖版編制

1.1 R35孔喉半徑、導壓系數(shù)的含義

在巖心毛細管壓力測試中，35%進汞飽和度 （即35%的累積孔隙體積）所對應的孔喉半徑即為R35。R35越大，說明相應的進汞壓力越小，巖心物性越好。

導壓系數(shù)[7]（η）是表示彈性液體在彈性多孔介質(zhì)中不穩(wěn)定滲流時壓力傳遞快慢的一個參數(shù)，單位為cm2/s，其物理意義為單位時間內(nèi)壓力傳過的地層面積。其公式為。式中：K為巖石滲透率，mD；φ為巖石孔隙度，%；Ct為油藏總的壓縮系數(shù)，MPa－1；μ為流體黏度，mPa·s。儲層的物性越好，η越大，故R35與η之間存在一定關系。同一含油氣區(qū)，μ與Ct變化不大，R35與K/φ（RK－φ）之間存在某種聯(lián)系。

1.2 R35與RK－φ 間的關系擬合

H.D.Winland[8，9]通過對科羅拉多州Spindle油田的300塊砂巖和碳酸鹽巖樣品分析，擬合出R35與RK－φ之間的一個經(jīng)驗公式，其表達式為對北美洲多個盆地2500多個砂巖和碳酸鹽巖樣品分析，擬合出另外一個經(jīng)驗公式，其表達式為：H.D.Winland公式中擁有1個線性參數(shù)和2個指數(shù)參數(shù)，R.Aguilera公式中擁有1個線性參數(shù)和1個指數(shù)參數(shù)。通過分析X氣田巖心壓汞資料中99個R35與RK－φ有效數(shù)據(jù)，筆者最終選用R.Aguilera公式來擬合X氣田R35與RK－φ關系的線性參數(shù)和指數(shù)參數(shù)。

從X氣田4口主要取心井R35與RK－φ的擬合結(jié)果 （圖1）可以看出，其相關系數(shù)都在0.9以上，呈現(xiàn)出較好的冪函數(shù)關系。對X氣田全部取心井R35與RK－φ進行擬合，可以得到圖2所示的擬合關系，相關系數(shù)接近0.8。經(jīng)分析，造成相關系數(shù)降低的主要原因是4口井取心層E17層中E17c小層屬于特低孔－特低滲儲層，R35與RK－φ數(shù)據(jù)存在相對較大壓汞測試儀器系統(tǒng)讀值誤差所致。通過上述研究，X氣田R35與RK－φ之間的經(jīng)驗公式為

圖1 X氣田4口取心井的R35與RK－φ關系擬合圖

1.3 R35定量儲層分類與評價圖版

以X氣田R35與RK－φ關系的經(jīng)驗公式制圖，并將X氣田常規(guī)巖心分析獲得的977個K、φ數(shù)據(jù)進行投點，可以得到X氣田的R35定量儲層分類與評價圖版 （圖3）。在該圖版上可以通過φ、K范圍快速、清楚地查明X氣田各儲層的R35孔喉半徑，從而盡快了解各儲層物性的優(yōu)劣。

2 儲層非均質(zhì)性微觀分析及評價

E15層是X氣田一套低滲儲層，砂體厚度85～120m，為三角洲前緣水下分流河道沉積。按照沉積旋回、隔夾層分布及氣水關系可細分成E15a、E15b、E15c、E15d共4個小層，其中2井、4井和6井在E15a取心。6井單采E15a小層，投產(chǎn)后無自然產(chǎn)能，后經(jīng)加砂壓裂改造后無阻流量3.5×104m3/d；2井合采E9、E15a、E15b和E15c等4個層位，投產(chǎn)后有自然產(chǎn)能，經(jīng)劈分E15a、E15b和E15c無阻流量分別為6.6×104、9.4×104、5.6×104m3/d。E15a小層在2井、4井和6井上儲層R35、K 和φ等參數(shù)的分布范圍見表1，2井在E15a小層上R35孔喉半徑在1～4.3μm，遠高于6井，故有自然產(chǎn)能。下面從微觀方面對E15的儲層差異尋求原因。

圖2 X氣田壓汞資料R35與RK－φ關系擬合圖

圖3 X氣田R35定量儲層分類與評價圖版

2.1 碎屑組分特征和碎屑結(jié)構(gòu)特征

2井、4井、6井在E15a小層的巖性基本一致，均為巖屑長石砂巖或長石巖屑砂巖。石英體積分數(shù) （φ（Q））62%～74%；長石體積分數(shù) （φ（F））11%～19%，主要為斜長石和鉀長石；巖屑體積分數(shù) （φ （R））14%～20%，以火成巖屑和變質(zhì)巖屑為主，沉積巖屑次之。2井石英含量稍低，4井巖屑含量稍高，6井長石含量稍高 （圖4）。填隙物體積分數(shù)在6%～14.5%左右，膠結(jié)物以方解石，白云石為主，其次為硅質(zhì)，鐵質(zhì)膠結(jié)局部發(fā)育，不見或少見高嶺石膠結(jié)。

結(jié)合薄片及粒度資料分析 （表2），E15a小層砂巖多屬細砂巖及中砂巖，分選中等－好；磨圓以次棱角－次圓狀為主；膠結(jié)類型以接觸膠結(jié)為主，其次為壓嵌－接觸膠結(jié)；顆粒以線接觸或點－線接觸為主，壓實作用較強。

表1 E15a小層2井、4井、6井儲層參數(shù)對比表

2.2 儲集砂巖的成巖作用特征

成巖作用類型主要有壓實、壓溶、膠結(jié)、交代、溶蝕和重結(jié)晶作用等[12]。X氣田E15層主要的成巖作用有壓實 （壓溶）、膠結(jié)和溶蝕作用。筆者通過巖石薄片和掃描電鏡鑒定，對E15層2井、4井、6井的成巖作用特征進行了對比研究。

2.2.1 壓實 （壓溶）作用

E15層埋深3300～3700m，碎屑顆粒為點－線接觸、線接觸、凹凸－線接觸 （圖5（a）），見云母或塑性顆粒擠壓變形 （圖5（b）），孔隙較小，孔喉較窄。壓實作用所排出的水為孔隙水的主要來源，為其他成巖后生作用發(fā)生提供主要營力。

圖4 E15a小層2井、4井、6井砂巖成分分類三角圖

表2 E15a小層2井、4井、6井碎屑結(jié)構(gòu)特征

2.2.2 膠結(jié)作用

E15層膠結(jié)物以方解石 （圖5（c））、白云石為主，其次為硅質(zhì) （圖5（d）），鐵質(zhì)膠結(jié)局部發(fā)育，不見或少見高嶺石膠結(jié)。碳酸鹽膠結(jié)主要呈粒間膠結(jié)、交代或次生孔隙內(nèi)充填物 （圖5（d））等形式出現(xiàn)。

圖5 E15a小層儲層成巖作用顯微特征

利用D.W.Houseknecht負膠結(jié)物投點圖版[13～15]，對E15層2井、4井和6井的壓實作用和膠結(jié)作用進行定量研究發(fā)現(xiàn)，3口井壓實作用和膠結(jié)作用使砂巖的原始φ減少27%～31%左右 （圖6）。其中2井原始孔隙度減少的主因是壓實作用，次因是膠結(jié)作用；4井原始φ的減少主要是壓實作用；6井的壓實作用、膠結(jié)作用導致原始φ減少的比例相當。

2.2.3 溶蝕作用

作為E15層主要的建設性成巖作用，溶蝕作用形成的次生孔隙改善了儲層物性，常見的次生孔隙有長石、巖屑等易溶顆粒的次生粒間孔、粒內(nèi)孔。但3口取心井的溶蝕情況不同，2井和4井長石、巖屑的次生溶蝕粒間孔、粒內(nèi)孔 （圖5（e））鮮被后期膠結(jié)物充填，均不同程度得到保存。而6井的次生溶蝕孔隙，均被后期膠結(jié)物再次充填 （圖5（f）），導致其R35喉道半徑較小。

E15層巖石結(jié)構(gòu)致密，孔滲性差，溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙后期能否有效保存或充填與否，是控制儲層物性好壞的主要因素。從圖7所示的2井、4井和6井的壓汞孔隙結(jié)構(gòu)特征圖上可以看出，6井的孔喉偏小，2井和4井的孔喉偏大，該特征也正好體現(xiàn)在R35定量儲層分類與評價圖版上。

圖6 E15a小層負膠結(jié)物投點圖

圖7 E15a小層2井、4井、6井孔隙結(jié)構(gòu)特征圖

3 結(jié)論與認識

1）基于壓汞資料R35的定量儲層分類與評價圖版，能直觀、高效地表征X氣田儲層物性優(yōu)劣，對于類似儲層評價具有一定的借鑒意義。

2）E15儲層巖石結(jié)構(gòu)致密，孔滲性差，壓實作用和膠結(jié)作用致使各井原始孔隙度減少量相當，溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙能否有效保存或被充填與否，是影響儲層物性的主要因素。

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