王天嬌

（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學(xué)），湖北 武漢 430100）

范小偉，王天雨，王東

（中石油長城鉆探工程有限公司測井公司，遼寧 盤錦 124011）

張洪志

（中石油遼河油田分公司高升采油廠，遼寧 盤錦 124125）

致密砂巖油氣藏潛在的儲量豐富，已逐漸成為石油勘探開發(fā)的主要對象之一。致密砂巖儲層普遍具有孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測井響應(yīng)特征復(fù)雜等特點，因此對碎屑巖孔隙結(jié)構(gòu)特征的研究越來越受到人們的重視［1－2］。為了應(yīng)用測井資料實現(xiàn)對致密砂巖儲層滲流特性的定量評價，筆者選取了A井旋轉(zhuǎn)井壁取心樣品，開展了基于碎屑巖孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的滲透率計算方法研究。

1 試驗方法

①將旋轉(zhuǎn)取心巖樣切磨、洗油、烘干、測量長度、直徑、稱干重等處理后，采用氣測法測量巖樣的孔隙度、滲透率；②將巖樣飽和模擬地層水稱濕重、水中重計算孔隙度，再將巖心裝入巖心夾持器加溫加壓到地層溫度壓力，測量巖樣100%含水的電阻率；③從洗油后旋轉(zhuǎn)取心巖樣上取小樣，對巖樣處理后按順序裝到樣品臺上，同時記錄樣品號和安裝順序，將樣品送入掃描電鏡觀察。

2 孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的計算

由于巖石骨架和油氣都是不導(dǎo)電的，因此，可由毛細(xì)管理論［1］可推導(dǎo)出毛細(xì)管孔喉半徑、毛細(xì)管迂曲度和孔隙結(jié)構(gòu)綜合指數(shù)的計算公式:

式中，R為地層孔喉半徑；por為巖石孔隙度；Rw為地層水電阻率；Sw為巖石含水飽和度；Rt為巖石中充滿油、氣、水時的電阻率；t為毛細(xì)管迂曲度；P為孔隙結(jié)構(gòu)綜合指數(shù)。當(dāng)巖石孔隙中100%含水時，巖石電阻率Rt為巖石100%含水時的電阻率R0。

3 掃描電鏡分析

圖1（a）所示為接觸膠結(jié)的砂礫巖，孔隙以裂縫和溶蝕孔隙為主，喉道類型以點狀、片狀或彎片狀喉道為主；圖1（b）所示為接觸膠結(jié)，孔隙中充填的高嶺石，以晶間孔為主，喉道類型以點狀、片狀喉道為主；圖1（c）所示為接觸膠結(jié)，粒間孔隙被高嶺石充填，喉道類型以點狀、片狀喉道為主；圖1（d）所示為接觸膠結(jié)，粒間孔隙被綠泥石填充。由于綠泥石多數(shù)都以孔隙襯墊的形式分布在顆粒之間，喉道類型以點狀、片狀或彎片狀喉道為主。通過圖1分析認(rèn)為，A井的巖石孔隙組合類型主要為殘余粒間孔－溶孔型，是由殘余粒間孔－溶孔所組成的一類復(fù)合儲滲空間。而儲層巖石喉道類型以點狀、片狀或彎片狀喉道為主，次為管束狀喉道。

圖1 A井不同巖樣的掃描電鏡圖片

圖2（a）所示為接觸膠結(jié)的砂礫巖，巖石顆粒內(nèi)的局部微裂縫，喉道類型以板狀喉道為主，這種孔隙喉道類型在本地區(qū)不常見；圖2（b）所示為孔隙膠結(jié)的含礫細(xì)砂巖，巖石內(nèi)綠泥石含量高，喉道類型為管束狀喉道；圖2（c）所示為接觸膠結(jié)的細(xì)砂巖，巖石內(nèi)的溶蝕孔發(fā)育，喉道類型以點狀、片狀或彎片狀喉道為主，次為管束狀喉道。通過圖2掃描電鏡分析認(rèn)為，A井的儲層成巖演化階段處于中成巖階段早期和晚期，壓實作用是導(dǎo)致目標(biāo)區(qū)砂巖孔隙喪失的主要原因。并且該成巖階段是溶蝕作用和膠結(jié)作用并存的時期，孔隙發(fā)育具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖2 A井不同巖樣掃描電鏡照片

4 滲透率與孔隙綜合評價指數(shù)的關(guān)系

將巖電試驗測量的孔隙度、100%含水巖石電阻率、地層水電阻率，分別代入式 （1）～ （3）中計算毛細(xì)管孔隙半徑、毛細(xì)管迂曲度、孔隙結(jié)構(gòu)綜合指數(shù)。

依據(jù)掃描電鏡分析結(jié)果，將數(shù)據(jù)以具有點狀和片狀的喉道含有綠泥石的巖樣；片狀或管束狀喉道含有高嶺石的巖樣；板狀通道有微裂縫的巖樣；具有管束狀喉道的巖樣進(jìn)行分類在算數(shù)坐標(biāo)內(nèi)進(jìn)行回歸處理，分別得到以下4種滲透率與孔隙綜合評價指數(shù)的經(jīng)驗公式。

1）具有點狀和片狀的喉道含有綠泥石的巖樣:

2）具有片狀或管束狀喉道含有高嶺石巖樣:

3）具有板狀通道有微裂縫的巖樣:

4）具有管束狀喉道的巖樣:

建立的應(yīng)用孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)計算滲透率的經(jīng)驗公式都具有較高的相關(guān)性，這表明通過掃描電鏡在對巖性、膠結(jié)類型、孔隙類型和泥質(zhì)成分進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上，再通過巖電試驗或測井所得資料，計算并建立孔隙綜合評價指數(shù)P與巖石滲透率K之間的關(guān)系，是合理的應(yīng)用儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)實現(xiàn)對儲層滲透率的定量計算的關(guān)鍵。

5 應(yīng)用實例

基于上述試驗分析建立的綜合評價指數(shù)P與巖石滲透率K的4種模型，對研究地區(qū)B井進(jìn)行了實際應(yīng)用 （見表1）。

表1 巖心試驗滲透率與不同模型計算的儲層段滲透率對比

6 結(jié)論

1）在應(yīng)用測井 （巖電試驗）資料計算孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)、評價碎屑巖尤其是低孔低滲儲層的滲流特性時，必須考慮巖性、膠結(jié)類型、孔隙類型、泥質(zhì)成分和分布方式對巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響，才能合理的應(yīng)用儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)實現(xiàn)對儲層滲透率的定量計算。

2）實際應(yīng)用表明，分類建立的滲透率模型在致密砂巖儲層具有一定的適用性。另外，應(yīng)用該模型計算滲透率的同時可以初步判斷巖石的孔隙類型。

［1］陳杰，劉向君，成竹，等，利用電阻率測井資料研究砂巖孔隙結(jié)構(gòu)特征 ［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報，2005，27（6）:5－6.

［2］華東石油學(xué)院巖礦教研室 .沉積巖石學(xué) ［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1982.