任　婷，漆萬珍，曹紅霞，王　凱

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075)

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)東區(qū)上古生界儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究

任婷，漆萬珍，曹紅霞，王凱

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075)

摘要：儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究是有效儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)、氣藏特征及儲(chǔ)量計(jì)算的基礎(chǔ)。通過對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)東區(qū)薄片鑒定資料、壓汞資料、巖心物性分析資料、試氣資料和測(cè)井資料等的收集、統(tǒng)計(jì)、分析，對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層“四性”關(guān)系和有效儲(chǔ)層特征進(jìn)行研究，認(rèn)為儲(chǔ)層的巖性、物性、電性和含氣性之間具有良好的相關(guān)性，巖性和物性反映了氣藏的富集程度，電性則是巖性、物性、含氣性的綜合反映。經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和密閉取心含水飽和法是確定儲(chǔ)層物性下限最基本的兩種方法，據(jù)此判斷出上古生界盒8段、山1段、山2段和本溪組孔隙度下限依次為5%、4%、3%和3%，滲透率下限均為0.06mD，利用深感應(yīng)電阻率與孔隙度、飽和度交會(huì)圖確定電性下限，其中電阻率下限依次為50Ω·m、45Ω·m、45Ω·m和23Ω·m，聲波時(shí)差下限依次為217μs/m、195μs/m、191μs/m和190μs/m，為儲(chǔ)量計(jì)算提供了依據(jù)，對(duì)儲(chǔ)層的綜合評(píng)價(jià)和該區(qū)開發(fā)部署具有指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；延長(zhǎng)東區(qū)；上古生界；“四性”關(guān)系；有效儲(chǔ)層下限

Four-properties Relationship of Upper Paleozoic Reservoir in

Yanchang East，Ordos Basin

Ren Ting, Qi Wanzhen, Cao Hongxia, Wang Kai

(ResearchInstituteofShaanxiYanchangPeteoleum(Group)Co.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi,710075,China)

Abstract:Research on the relationship of four-properties of reservoir is the basis for quantitative evaluation of effective reservoir, gas reservoir characteristics and reserve calculation. Through the collection, statistics and analysis of slice identification, mercury, core properties, test gas and logging data of the Yanchang east area in Ordos Basin, we studied the effective reservoir characteristics of the study area, analyzed of four properties relationship of the study area, and got a conclusion that the lithology, properties, electrical and gas properties have good correlation , lithology and properties controlled enrichment of gas reservoirs, electrical properties is a comprehensive reflection of lithology, properties and gas-properties. Experience statistics and sealed coring water saturation are two basic methods to determine reservoir properties limit, we found that the lower limit of the effective reservoir, the porosity lower limit value of he8,shan1,shan2 and benxi formation of Upper Paleozoic is 5%, 4%, 3% and 3%, the permeability lower limit value is 0.06mD.The intersection map of deep induction resistivity values and the porosity, saturation is used to determine the electrical limit: the resistivity lower limit value is 50Ω·m,45Ω·m,45Ω·m and 23Ω·m, the interval transit time lower limit value is 217μs/m,195μs/m,191μs/m and 190μs/m,provides the basis for reserve calculation, and plays a guiding role in the comprehensive evaluation of reservoir, development and deployment in this area.

Key words:Ordos Basin, Yanchang east, upper paleozoic, four properties relationship, lower limits of effective reservoir

延長(zhǎng)氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的東南部。研究區(qū)位于延長(zhǎng)氣田的東南部，區(qū)內(nèi)有延河流經(jīng)，面積約為3700km2以上。研究區(qū)鉆遇地層自上而下發(fā)育：第四系，白堊系志丹群，侏羅系安定組、直羅組、延安組、富縣組，三疊系延長(zhǎng)組、紙紡組、和尚溝組、劉家溝組，二疊系石千峰組、石盒子組、山西組，太原組，石炭系本溪組和奧陶系馬家溝組。其中上古生界二疊系石盒子組盒8段、山西組和石炭系本溪組為研究區(qū)主要目的層系。

本文通過對(duì)延長(zhǎng)東區(qū)上古生界儲(chǔ)層“四性”關(guān)系的研究，明確了該區(qū)儲(chǔ)層的巖性、物性、含氣性和電性之間的相互關(guān)系，確定出了該區(qū)有效儲(chǔ)層的物性下限標(biāo)準(zhǔn)和電性下限標(biāo)準(zhǔn),從而為該區(qū)進(jìn)一步的測(cè)井解釋、儲(chǔ)量計(jì)算和氣田開發(fā)方案設(shè)計(jì)提供了有力的依據(jù)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

根據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡觀察、統(tǒng)計(jì)分析，采用三角形圖解法對(duì)研究區(qū)盒8段—本溪組的砂巖進(jìn)行了分類[1]。盒8段以巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，其次為少量的石英砂巖；山1段以巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主；山2段以巖屑石英砂巖和石英砂巖為主，其次為巖屑砂巖；本溪組以石英砂巖為主， 其次為少量巖屑石英砂巖和巖屑砂巖。各小層砂巖的碎屑含量變化基本相似，均以石英含量為最高，巖屑含量次之，長(zhǎng)石含量最少。

薄片鑒定統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，延長(zhǎng)東區(qū)盒8段—本溪組砂巖的碎屑顆粒集中分布于0.1～0.6mm；分選主要為中、好，少量為分選差；磨圓度以次棱角狀、次棱角—次圓狀和次圓狀為主。砂巖成分成熟度較高，結(jié)構(gòu)成熟度中等。顆粒之間以點(diǎn)—線、線、線—凹凸、凹凸接觸為主，局部可見點(diǎn)接觸和鑲嵌接觸，多為顆粒支撐。碎屑顆粒的膠結(jié)類型主要以孔隙、再生—孔隙為主，還有少量的基底式、薄膜—孔隙式—等膠結(jié)類型。本溪組和山西組儲(chǔ)層的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均好于盒8段。

1.2 物性特征

儲(chǔ)層物性的好壞通常用孔隙度和滲透率來表示。通過對(duì)儲(chǔ)層物性參數(shù)的定量研究，分析其在平面上和垂向上的變化規(guī)律，對(duì)進(jìn)一步了解儲(chǔ)層的沉積相特征、分選儲(chǔ)層非均質(zhì)性問題、進(jìn)行儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)等有重要意義。同時(shí)也為下一步進(jìn)行剩余氣分布和氣水運(yùn)動(dòng)規(guī)律打好基礎(chǔ)。

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)樣品的物性分析資料統(tǒng)計(jì)，按前人對(duì)低滲透儲(chǔ)層的分類標(biāo)準(zhǔn)總體上為低孔隙度、特低—超低滲透率特征表1[2]。

表1　研究區(qū)物性資料統(tǒng)計(jì)表

2 儲(chǔ)層“四性”關(guān)系

儲(chǔ)層“四性”關(guān)系是指儲(chǔ)層的巖性、物性、含氣性及電性之間的內(nèi)在聯(lián)系，是巖石物理研究的基礎(chǔ)。儲(chǔ)層內(nèi)的巖性、物性、含氣性之間既存在內(nèi)在聯(lián)系又相互制約，其中巖性起主導(dǎo)作用。巖性中巖石顆粒的粗細(xì)、分選的好壞、粒序縱向變化特征，以及泥質(zhì)含量、膠結(jié)類型等直接反映了儲(chǔ)層物性(孔隙度、滲透率)和含氣性(含氣飽和度)的變化，而儲(chǔ)層的電性則是巖性、物性、含氣性的綜合反映[3]。

2.1 巖性與物性關(guān)系

根據(jù)延長(zhǎng)氣田盒8段—本溪組巖心分析資料統(tǒng)計(jì)，隨著粒度的增加，物性有變好的趨勢(shì)；但各種巖性的物性分布范圍均較大，以中粗砂巖的物性最好(圖1)。

2.2 巖性和含氣性關(guān)系

圖1　盒8段—本溪組巖性與物性關(guān)系圖Fig.1　Relationship between lithology and properties of He 8 member—Benxi Formation

圖2　盒8段—本溪組巖性與含氣性關(guān)系圖Fig.2　Relationship between lithology and gas-properties of He 8 member—Benxi Formation

根據(jù)密閉取心資料，中粗砂巖儲(chǔ)層原始含氣飽和度高，細(xì)砂巖儲(chǔ)層原始含氣飽和度低(圖2)。

2.3 物性與含氣性關(guān)系

鄂爾多斯盆地上古生界烴源巖分布范圍廣泛，具有“廣覆式”近源充注成藏的特點(diǎn)[4]。烴源巖的油氣在充注成藏時(shí)，往往優(yōu)先充注毛細(xì)管阻力較小、孔隙度較大的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。因此儲(chǔ)層物性與含氣性具有密切關(guān)系。

根據(jù)延長(zhǎng)東區(qū)壓汞資料分析，儲(chǔ)層的未飽和汞飽和度隨儲(chǔ)層物性變好而變小，即物性越好，含氣性越高(圖3、表2)[5]。

表2　不同層位壓汞資料統(tǒng)計(jì)表

圖3　盒8段—本溪組物性與含氣性關(guān)系圖Fig.3　Relationship between porosity and gas-propertiesof He 8 member—Benxi Formation

2.4 巖性、物性、含氣性與電性關(guān)系

測(cè)井的電性特征能夠很好地反映儲(chǔ)層巖性、物性和含氣性[6]。此次研究采用巖心、錄井和試油資料相結(jié)合，以“巖心刻度測(cè)井”的方法為指導(dǎo)[7-8]，將巖心、錄井資料與測(cè)井曲線對(duì)比，針對(duì)不同井段巖性的特點(diǎn)拾取了相應(yīng)的巖性識(shí)別測(cè)井曲線。

氣層：巖性較純、錄井有含氣顯示、物性較好，低自然伽馬、中—低聲波時(shí)差，電阻率相對(duì)高值，深淺電阻率呈正差異或重合，且補(bǔ)償中子和聲波時(shí)差曲線在同向刻度的情況下、深感應(yīng)電阻率曲線與聲波時(shí)差曲線在反向刻度時(shí)呈“鏡像變化”特征(圖4)。

低產(chǎn)氣層：錄井顯示較差，巖性不純，中—低自然伽馬，物性較好，中—低聲波時(shí)差(AC<235μs/m)，電阻率為中—低值，深、淺側(cè)向電阻率呈負(fù)差異或重合，補(bǔ)償中子與聲波時(shí)差曲線在同向刻度的情況下，深感應(yīng)電阻率曲線與聲波時(shí)差曲線在反向刻度時(shí)呈微弱“鏡像變化”特征(圖5)。

圖4　YC-1井盒8段氣層四性關(guān)系圖Fig.4　Four-propertiy relationship of He 8 member reservoir of YC-1 well

圖5　YC-2井山1段低產(chǎn)氣層“四性”關(guān)系圖Fig.5　Four-property relationship of Shan 1 member reservoir of YC-2 well

圖6　YC-3井本2段水層“四性”關(guān)系圖Fig.6　Four-property relationship of Ben 2 member reservoir of YC-3 well

水層：錄井無顯示或顯示較差，物性變好，電阻率反而降低，深感應(yīng)電阻率曲線與聲波時(shí)差曲線在反向刻度時(shí)呈“同向變化”特征(圖6)。

3 有效儲(chǔ)層下限標(biāo)準(zhǔn)

3.1 巖性下限

根據(jù)巖心觀察、物性分析與試氣結(jié)果的對(duì)比，氣層巖性在細(xì)砂巖以上，氣測(cè)錄井顯示異常，現(xiàn)場(chǎng)浸水試驗(yàn)常見氣泡呈串珠狀外冒。鉆井現(xiàn)場(chǎng)錄井資料解釋為微含氣層、含氣層的含氣顯示對(duì)應(yīng)井段，試氣結(jié)果多為工業(yè)氣流井。

根據(jù)密閉取心資料獲得的巖性及對(duì)應(yīng)的孔隙度、滲透率與含水飽和度關(guān)系圖版表明，在物性下限之上的巖性均主要為細(xì)砂巖及以上粒級(jí)巖性。

綜合錄井、巖心等資料，確定有效儲(chǔ)層巖性下限為細(xì)砂巖。

3.2 物性下限

3.2.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法是以巖心分析孔隙度和滲透率資料為基礎(chǔ)，以低孔低滲段累計(jì)儲(chǔ)能丟失占總累計(jì)的5%左右為界限的一種累計(jì)頻率統(tǒng)計(jì)法，現(xiàn)已被國(guó)內(nèi)各大油田所采用[9]。

考慮到研究區(qū)儲(chǔ)層低孔低滲、特低滲的特點(diǎn)，確定累計(jì)儲(chǔ)能丟失不超過總累計(jì)的20%。按照上述方法，利用研究區(qū)取心井巖心分析數(shù)據(jù)分別做孔隙度和滲透率直方圖(圖7)，對(duì)目的層儲(chǔ)層物性下限進(jìn)行敏感性分析。

圖7　盒8段—本溪組砂巖儲(chǔ)層滲透率、孔隙度頻率直方圖Fig.7　Frequency histogram of permeability and porosity of He 8 member—Benxi Formation sandstone reservoir

盒8段—本溪組儲(chǔ)層孔隙度依次取5.0%、4.0%、4.0%、3.0%時(shí)，累計(jì)頻率丟失分別為40%、30%、14%、18%，累計(jì)儲(chǔ)能丟失分別為17%、15%、6%、8%，此時(shí)丟失的儲(chǔ)油能力和厚度都符合盆地地質(zhì)特點(diǎn)，因此，確定孔隙度下限依次為5.0%、4.0%、4.0%、3.0%。盒8段—本溪組儲(chǔ)層滲透率依次取0.10mD、0.06mD、0.06mD、0.10mD時(shí)，累計(jì)產(chǎn)能丟失分別為9%、4%、11%、0.6%，確定滲透率下限依次為0.10mD、0.06mD、0.06mD、0.10mD。

3.2.2密閉取心含水飽和度法

利用密閉取心分析含水飽和度與孔隙度、滲透率分別建立關(guān)系圖(圖8)。由圖8可知，盒8段—本溪組的孔隙度依次低于5.0%、4.0%、4.0%、3.0%，滲透率均低于0.06mD時(shí)，對(duì)應(yīng)的含水飽和多大于50%。據(jù)此確定盒8段—本溪組孔隙度下限依次為5.0%、4.0%、4.0%、3.0%，滲透率下限均為0.06mD。

綜合經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、密閉取心分析法，確定盒8段—本溪組的有效儲(chǔ)層物性下限：孔隙度下限依次為5.0%、4.0%、3.0%、3.0%、滲透率下限均為0.06mD。

圖8　盒8段—本溪組儲(chǔ)層密閉取心分析含水飽和度與孔隙度、滲透率關(guān)系圖Fig.8　Relationship between sealed core water saturation and porosity, permeability of He 8 member—Benxi Formation

3.3 電性及含氣飽和度下限

利用延長(zhǎng)氣田單層試氣結(jié)果，分別讀取對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)值，將深感應(yīng)電阻率(RILD)與孔隙度(φ)、含氣飽和度(Sg)進(jìn)行交會(huì)[10]，確定有效儲(chǔ)層的電性下限及含氣飽和度下限(圖9)。

圖9　盒8段—本溪組單層試氣井段孔隙度與電阻率交會(huì)圖Fig.9　Porosity and resistivity crossplot of He 8 member-Benxi Formation single test gas segment

利用阿爾奇公式的變形形式建立的圖版能夠確定氣層的電阻率、含氣飽和度下限標(biāo)準(zhǔn)，但從各層的圖版均可以看出，氣層、低產(chǎn)氣層和干層之間的分區(qū)性并不好。分析其原因：除了部分井段因?yàn)閮?chǔ)層傷害造成水鎖，或工藝措施不當(dāng)造成產(chǎn)量失真，以及試氣產(chǎn)量與儲(chǔ)層物性有關(guān)之外，與其儲(chǔ)層厚度、有效厚度及儲(chǔ)層非均質(zhì)性都有很好的相關(guān)性。

4 結(jié)論

通過薄片鑒定、 壓汞、巖心物性分析、試氣和測(cè)井等資料，對(duì)研究區(qū)有效儲(chǔ)層特征進(jìn)行研究，認(rèn)為延長(zhǎng)東區(qū)上古生界有效儲(chǔ)層屬于典型的低孔低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層的巖性、電性、物性和含氣性之間具有良好的相關(guān)性。

通過經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和密閉取心含水飽和法確定了延長(zhǎng)東區(qū)上古生界有效儲(chǔ)層物性下限，盒8段孔隙度下限為5.0%，山1段孔隙度下限為4.0%，山2段孔隙度下限為3.0%，本溪組孔隙度下限為3.0%，各儲(chǔ)層的滲透率下限均為0.06mD。

利用深感應(yīng)電阻率與孔隙度、飽和度交會(huì)圖，確定了有效儲(chǔ)層的電性下限及飽和度下限，深感應(yīng)電阻率下限依次為50Ω·m、45Ω·m、45Ω·m和23Ω·m，聲波時(shí)差下限依次為217μs/m、195μs/m、191μs/m和190μs/m。

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作者簡(jiǎn)介：第一任婷(1987年生)，女，碩士，主要從事天然氣開發(fā)地質(zhì)方面研究。郵箱：412966915@qq.com。

中圖分類號(hào)：TE122

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