康冬菊

?

王窯南區(qū)長6段儲層參數(shù)及有效厚度下限研究

康冬菊

(廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局 國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點實驗室，廣東 廣州 510075)

王窯南區(qū)長6段儲層是石油勘探開發(fā)的重要層位，優(yōu)化目的層位儲層參數(shù)解釋模型及確定儲層有效厚度下限，能對儲層特征進(jìn)行定量評價和避免有效厚度漏失。本次研究通過薄片鑒定、取芯、測井等資料對研究區(qū)目的層位的“四性”關(guān)系進(jìn)行了研究，認(rèn)為長6儲層發(fā)育高自然伽馬砂巖，其在測井響應(yīng)特征方面與鄰近常規(guī)儲層有一定的差異。因此分別對常規(guī)儲層和高伽馬儲層建立泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率及含油飽和度等油層參數(shù)的解釋模型，提高了儲層參數(shù)計算精度；并結(jié)合試油及測井資料確定了長6油藏有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)：孔隙度為10.4%，電性下限聲波時差為218 μs/m，電阻率為10 Ω·m，為王窯南區(qū)進(jìn)一步開發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。

王窯南區(qū);長6段;四性關(guān)系;高伽馬儲層;儲層參數(shù)；有效厚度下限

(MLRKeyLaboratoryofMarineMineralResources,GuangzhouMarineGeologicalSurvey,GuangzhouGuangdong510075,China)

1 引 言

安塞油田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的中東部，王窯南區(qū)位于安塞三角洲向南突出的王窯朵體之上，為三角洲前緣沉積[1]，是安塞油田的一個重要建產(chǎn)區(qū)塊。其主要目的層位為長6油層組，以平原分流河道、水下分流河道、河口砂壩、前緣席狀砂為主[2]，巖石粒度較細(xì)，是典型的低孔特低滲儲層[3,4]。在王窯南產(chǎn)油區(qū)長6段發(fā)育高自然伽馬儲層，孫佩等[5]對鄂爾多斯盆地延長組高伽馬砂巖的研究認(rèn)為高自然伽馬砂巖可能為同沉積期或較先期沉積的凝灰?guī)r經(jīng)搬運(yùn)后作為砂巖組成部分再沉積形成的；劉行軍等[6,7]認(rèn)為火山凝灰?guī)r會影響到延長組砂巖的自然伽馬數(shù)值，但與高伽馬砂巖的形成并無必然聯(lián)系，而與深部熱液活動有關(guān)。

在這些高伽馬儲層中獲得了工業(yè)油流，其測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為相對高的自然伽馬值、高聲波時差、高中子孔隙度，與鄰近常規(guī)儲層相比自然電位負(fù)異常相當(dāng)，電阻率下降較明顯。本文利用巖心、測井、試油、分析化驗等數(shù)據(jù)資料建立了該研究區(qū)巖性識別的標(biāo)準(zhǔn)，并分別對常規(guī)儲層和高伽馬儲層進(jìn)行了泥質(zhì)含量、孔隙度、飽和度等參數(shù)解釋模型的建立，提高了儲層參數(shù)計算精度，并進(jìn)一步建立了該區(qū)有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)，為下一步油氣勘探開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

2 長6儲層特性研究

2.1 巖性與物性的關(guān)系

王窯南區(qū)長6段儲層以細(xì)砂巖為主，碎屑成分以長石為主，填隙物以黏土礦物為最多，其次為鐵方解石、方解石、濁沸石、硅質(zhì)。孔隙類型以粒間孔為主，溶蝕孔次之[8]。碎屑顆粒分選中～好，磨圓以次棱為主，接觸方式多為線接觸，成分成熟度低而結(jié)構(gòu)成熟度較高。通過對該層段取芯井4 612塊樣品化驗資料進(jìn)行分析統(tǒng)計，得出孔隙度主要分布范圍在7.5%～15%之間，平均值為11.5%，滲透率主要分布范圍在(0.05～1.6)×10-3μm2之間,平均值為0.32×10-3μm2，按前人對低滲透儲層的分類標(biāo)準(zhǔn)[9]，長6儲層總體上為低孔特低-超低滲透率特征。巖性與物性的關(guān)系主要表現(xiàn)在粒度粗、分選好的砂巖儲層孔滲性最好，而填隙物(包括泥質(zhì)和膠結(jié)物)及非均質(zhì)性的影響，導(dǎo)致孔滲性相對變差。

2.2 巖性與含油性的關(guān)系

根據(jù)研究區(qū)的巖屑描述及井壁取芯，表明含油性巖性一般為細(xì)砂巖及粉砂巖，粉砂巖以下的泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖基本不含油，含油顯示主要為油斑—油跡級別，在巖性均為細(xì)沙巖的條件下含油級別有油斑及油跡不同級別的顯示?？梢?，巖性不是控制含油性的唯一因素。

2.3 巖性與電性的關(guān)系

電性特征是巖性、物性、含油性的綜合反映。研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)發(fā)育高伽馬砂巖，與鄰近泥巖伽馬測井?dāng)?shù)值相近，但在實際鉆井取心中為砂巖(圖1)，因此不能僅依據(jù)自然伽馬曲線區(qū)分儲層與非儲層。具體來說，細(xì)砂巖、粉砂巖自然電位表現(xiàn)為較明顯的負(fù)異常，負(fù)異常幅度隨著泥質(zhì)含量的增大而減小，聲波時差為中-高值，自然伽馬值高低并存。

2.4 含油性與物性及電性的關(guān)系

一般地，在巖性相同的條件下，儲層物性越好，油氣越容易驅(qū)替孔隙中的流體而進(jìn)入孔隙，含油飽和度越高。本區(qū)具有物性變好，含油顯示級別升高的特點。當(dāng)儲層含油時，其電阻率測井值高于或略高于圍巖電阻率值?？偟囊?guī)律是儲層的物性好，地層的電阻率高，含油飽和度也高。但對于高伽馬儲層，相比鄰近常規(guī)儲層，其電阻率下降明顯，但其巖心分析飽和度與鄰近常規(guī)儲層相差不明顯(圖1)，表明高伽馬儲層電阻率下降并不是由于儲層含油飽和度變化引起的，從而使測井計算的含油飽和度偏低。

圖1 王521井延長組長6段高伽馬儲層測井綜合曲線Fig.1 Logging of high gamma reservoir of 6th member of Yanchang formation at Wang 521 well

3 巖性識別及儲層參數(shù)解釋模型

測井資料可以反映地層的巖性及儲層的孔隙度、滲透率、含油飽和度等多種參數(shù)，能夠科學(xué)地運(yùn)用測井曲線對儲層參數(shù)進(jìn)行計算，并確定儲層的有效厚度下限，從而對儲層特征進(jìn)行定量評價，避免有效厚度漏失[10,11]。

3.1 巖性識別模型

通過本研究區(qū)7口取芯井的取芯描述，發(fā)現(xiàn)目的層段長6巖性主要為細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、深灰色泥巖以及灰黑色泥巖，在對這些取芯樣品進(jìn)行深度歸位后，分別讀取了自然電位數(shù)據(jù)與對應(yīng)的自然伽馬數(shù)據(jù)，并建立關(guān)系(圖2)，巖性識別標(biāo)準(zhǔn)見表1。

圖2 長6段不同巖性的自然伽馬與自然電位交會Fig.2 The cross-plot of natural gamma and self-potential of Chang 6 member

巖 性GRSP淺灰色細(xì)砂巖 ≤80 ≥2080～9020～45淺灰色凝灰質(zhì)細(xì)砂巖90～13530～45淺灰色泥質(zhì)粉砂巖80～9045～70深灰色粉砂質(zhì)泥巖90～10045～80深灰色泥巖100～11545～80灰黑色泥巖 >11558～80

3.2 泥質(zhì)含量計算模型

對于常規(guī)儲層而言，自然伽馬是求取泥質(zhì)含量的有效手段。一般來講，隨著泥質(zhì)含量的增多，巖石的放射性就逐漸增加，自然伽馬數(shù)值上升明顯，因此，用自然伽馬測井可計算常規(guī)儲層泥質(zhì)含量[12,13]。而研究表明王窯南地區(qū)長6儲層發(fā)育高伽馬儲層，但其泥質(zhì)含量并不高。從圖1可以看出，高伽馬儲層段自然電位負(fù)異常幅度大，其異常幅度與鄰近常規(guī)儲層相當(dāng)，因此，可以利用自然電位曲線數(shù)值來計算高伽馬儲層泥質(zhì)含量[14]。所以針對這兩種不同儲層，本文提出了以下兩種泥質(zhì)含量計算方法。

3.2.1 常規(guī)儲層的泥質(zhì)含量

泥質(zhì)含量(Vsh)采用測井經(jīng)驗公式計算：

Vsh=100×(2C β-1)/(2C-1)

(1)

式(1)中：Vsh為泥質(zhì)含量，%；C為與地層有關(guān)的常數(shù)；β為自然伽馬比值；β=(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)；GR為目的層段伽馬值，API；GRmin為目的層段純砂巖段伽馬值，API；GRmax為目的層段純泥巖段伽馬值，API。

3.2.2 高伽馬儲層的泥質(zhì)含量

(2)

但在實際中，并非此種線性關(guān)系，要進(jìn)行非線性校正，得到

(3)

式(2)、式(3)中：SPsd為純砂巖的自然電位，mV;SPsh為純泥巖的自然電位，SP為解釋井段的自然電位值，mV;C為與地層有關(guān)的常數(shù)，取值為2。

3.2 孔隙度解釋模型

聲波時差和密度測井曲線為反映孔隙度最主要的測井曲線[15]。根據(jù)上一節(jié)的討論可知，無論是高伽馬儲層還是常規(guī)儲層，聲波時差均與孔隙度有較好的對應(yīng)關(guān)系，時差值低，物性差；時差值高，物性好。對研究區(qū)90口取芯井167塊物性分析樣品進(jìn)行歸位，分別讀取了儲層巖心分析孔隙度數(shù)據(jù)與對應(yīng)的聲波時差，并建立關(guān)系(圖3)，孔隙度計算模型為

Φ=0.189 1×Δt-32.844

(4-1)

R2=0.843

(4-2)

式(4)中：Φ為巖心分析孔隙度，%；Δt為聲波時差，μs/m；R為相關(guān)系數(shù)。

圖4為巖心分析孔隙度與測井計算孔隙度的對比圖，從圖4中可以看出，巖心分析孔隙度和計算孔隙度之間有良好的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)較大，說明聲波測井能很好地反映儲層的孔隙度，滿足儲量參數(shù)計算精度要求。

圖3 聲波時差—巖心分析孔隙度關(guān)系Fig.3 The relationship between acoustic travel time and the porosity from core analysis

圖4 巖心分析孔隙度—計算孔隙度關(guān)系Fig.4 The relationship between the porosity from core analysis and log porosity

3.3 滲透率解釋模型

對于特低滲儲層測井信噪比低，儲層成巖作用復(fù)雜，通常很難建立起具有較強(qiáng)適應(yīng)性的滲透率解釋模型。根據(jù)王窯區(qū)36口井4611 塊樣品的物性分析資料，經(jīng)線性回歸分析，可建立“J”因子(K/Φ)與滲透率(K)的關(guān)系，關(guān)系式如下：

(5-1)

R2=0.84

(5-2)

式(5)中：K為巖心分析滲透率，mD；Φ為巖心分析孔隙度，%；A1、B1為擬合系數(shù)；R為相關(guān)系數(shù)。

3.4 含油飽和度解釋模型

王窯南區(qū)長6段儲層含水飽和度計算采用阿爾奇公式：

(6)

式(6)中：a、b為巖性系數(shù)；m為膠結(jié)指數(shù)；n為飽和度指數(shù)；Rw為地層水電阻率，Ω·m；Rt為巖石電阻率，Ω·m。

本次研究結(jié)合試油資料篩選出15個典型的純水層段，讀出了其相應(yīng)的孔隙度與電阻率值并建立關(guān)系圖版，在雙對數(shù)坐標(biāo)中得出了地層因素關(guān)系式：F=0.974 5/Φ1.767 1，有a=0.974 5,b=1.767 1，其中F為地層因素，Φ為孔隙度。

公式中的n和b的確定可借鑒安塞油田華慶地區(qū)長6的研究成果[16]，n=1.870 9,b=1.078 8。

Rw可以通過地層水礦化度分析資料，或自然電位測井等方法得到，本次研究由于缺乏水分析資料，所以采用自然電位測井方法得到該區(qū)地層水電阻率為0.167 Ω·m。

在用飽和度計算公式時，由于同一區(qū)域相同層位的a、b、m、n、Rw數(shù)值一致，因此，儲層含油飽和度就主要受Rt和Φ的影響，根據(jù)圖1可知，與鄰近常規(guī)儲層相比，高伽馬儲層電阻率下降，而高伽馬儲層巖心分析飽和度與鄰近常規(guī)儲層相差并不明顯，這是因為高伽馬儲層電阻率的下降并不是由儲層含油飽和度變化引起的，而主要是由于儲層中礦物成分、泥質(zhì)分布形式、孔隙結(jié)構(gòu)變化所引起的[12,14]。因此，在計算高伽馬儲層含水飽和度時，用經(jīng)過校正的地層電阻率值Rh，Rh與Rn(鄰近常規(guī)儲層電阻率值)的關(guān)系為Rh=0.955 8Rn。

4 有效厚度下限厘定

4.1 物性下限確定

確定物性下限是利用鉆穿長6段共76口井的單層測試資料，做出了孔隙度—含油飽和度交會圖(圖5)。從圖中可確定孔隙度下限為10.4%，油層的含油飽和度下限為45%，油水層的含油飽和度下限為35%。

4.2 電性下限確定

結(jié)合試油及取芯資料，分析了本區(qū)89個單層試油成果和現(xiàn)有的測井系列與巖性、電性、物性對應(yīng)較好層段的聲波時差值(μs/m)與深感應(yīng)電阻率(Ω·m)構(gòu)成關(guān)系圖版(圖6)。從圖中可以看出本區(qū)油層、油水層電阻率下限為10 Ω·m，聲波時差下限為218 μs/m。

綜上所述，通過對王窯南地區(qū)長6儲層物性、電性的綜合研究，最終確定了該區(qū)有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)(表2)。根據(jù)該區(qū)測井取芯的縱向分辨能力，有效厚度的起算標(biāo)準(zhǔn)為0.4 m，致密夾層的起扣厚度為0.2 m。

圖5 孔隙度—含油飽和度交會Fig.5 The cross-plot of porosity and oil saturation

圖6 聲波時差—電阻率交會Fig.6 The cross-plot of acoustic travel time and resistivity

層位儲層類別有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)長6油層、油水層Rt≥-0.6767Δt+174.63,Rt≥10Ω·m,Δt≥218μs/m,Φ≥10.4%,So≥35%

5 結(jié) 論

1)通過對長6儲層特性四種關(guān)系的研究，表明該區(qū)發(fā)育著高伽馬儲層，該類儲層與鄰近常規(guī)儲層在測井響應(yīng)特征方面有一定的差異，本文通過自然電位與自然伽馬交會圖建立了巖性識別標(biāo)準(zhǔn)，能很好地將不同巖性區(qū)分開來。

2)由于高伽馬儲層其泥質(zhì)含量并不高，在電性上自然電位異常幅度與鄰近常規(guī)儲層相當(dāng)，因此利用自然電位曲線數(shù)值來計算高伽馬儲層泥質(zhì)含量。其次高伽馬儲層電阻率下降并不是由儲層含油飽和度變化引起的，而主要是由于儲層中礦物成分、泥質(zhì)分布形式、孔隙結(jié)構(gòu)變化所引起的，因此在計算高伽馬儲層含水飽和度時用經(jīng)過校正的地層電阻率值。

3)結(jié)合單層試油資料，篩選出典型的油層、油水同層、水層、干層，并建立其孔隙度和含油飽和度交會圖，分析得出了目的層的物性下限：孔隙度為10.4%，進(jìn)一步建立了聲波時差與電阻率交會圖，得出了油層油水層電性下限：聲波時差為218 μs/m，電阻率為10 Ω·m，這一結(jié)論可為以后的油田評價工作和增儲增產(chǎn)提供參考。

[1]張金亮,司學(xué)強(qiáng),秦敬.安塞油田王窯地區(qū)長6油層沉積微相研究[J].西北地質(zhì),2003,36(3):46-48.

[2]李香玲,李國強(qiáng),李泰武.王窯西南油層分布規(guī)律及測井響應(yīng)特征[J].內(nèi)蒙古石油化工,2005,27(2):132-133.

[3]高 崗,韓永林,范泓澈,等.鄂爾多斯盆地胡尖山地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長4+5—長6段儲層特征及其與石油運(yùn)聚關(guān)系[J].天然氣地球科學(xué),2011,22(4):576-581.

[4]郭艷琴,李文厚,陳全紅,等.安塞油田上三疊統(tǒng)延長組長6油藏儲集因素[J].西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2006,36(4):639-642.

[5]孫佩,張小莉,郭蘭,等.相對高放射性砂巖成因及儲集性能定性評價——以鄂爾多斯盆地志丹油田長6油層組為例[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,25(2):18-22.

[6]劉行軍,柳益群,周鼎武,等.鄂爾多斯盆地深部流體示蹤：三疊系延長組高自然伽馬砂巖特征及成因分析[J].地學(xué)前緣,2013,20(5):149-165.

[7]劉行軍,馮春珍,柳益群,等.陜北長6段高自然伽馬砂巖地球化學(xué)特征及意義[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,40(4):445-456.

[8]許永濤,朱玉雙,安塞油田王窯區(qū)長6儲層特征及孔滲特性控制因素[J].石油地質(zhì)與工程,2011,25(4):25-28.

[9]吳勝和,熊琦華.油氣儲層地質(zhì)學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

[10]黃鳳祥,桂志先,夏振宇,等.洪積扇砂礫巖測井二次定量解釋的研究與應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報,2015,12(5):674-679.

[11]朱思宇,鐘尉,陳輝,等.淺談最優(yōu)化算法在測井解釋中的應(yīng)用[J].工程地球物理報,2014,11(6):767-771.

[12]吳國平,蘇江玉,成實,等.基于自然伽馬測井信號的維納濾波法求取泥質(zhì)含量[J].地球科學(xué),2008,33(4):572-576.

[13]測井學(xué)編寫組.測井學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.

[14]劉行軍,楊雙定,南力亞,等.2014.陜北地區(qū)延長組長6段高伽馬砂巖儲層參數(shù)確定及含油性評價[J].中國石油勘探,2014,19(2):60-66.

[15]張明祿,石玉江.復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)砂巖儲層巖電參數(shù)研究[J].石油物探,2005,44(1):21-23.

[16]劉溪,李文厚.華慶地區(qū)長6儲層四性關(guān)系及有效厚度下限研究[J].西北地質(zhì),2010,43(1):124-128.

Research on the Reservoir Parameters and Net Pay Cut-off Thickness of Chang-6 Member in South Wangyao Region

Kang Dongju

The Chang-6 reservoir of the South Wangyao region is an important layer for petroleum exploration and development. The reservoir parameters of interpretation model are optimized and the net pay cut-off standard of the objective section in the region is confirmed, which can quantitatively evaluate reservoir characteristics and avoid the loss of effective thickness. In this paper, the four-property relation of the objective section is studied by thin section, core data, logging, showing that this section develops high natural gamma sandstone, the logging response characteristics of which is different from that of adjacent conventional reservoirs. Therefore, the interpretation models of mud content, porosity, permeability, oil saturation for conventional sandstone reservoir and high natural gamma sandstone reservoir are respectively built up, which improves the precision of reservoir parameters. Combined with single testing and logging data, this paper establishes the porosity and oil saturation, acoustic time difference and resistivity cross-plots, it is concluded that the net pay cut-off standard: the porosity is 10.4%, the acoustic time is 218 μs/m, the resistivity is 10 Ω·m, which provides a strong basis for the further development of the South Wangyao region.

south Wangyao region; Chang-6 reservoir; four-property relation; high gamma reservoir; reservoir parameter; the net pay cut-off standard

1672—7940(2016)05—0609—06

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.05.009

國家自然科學(xué)基金(編號：41402117)

康冬菊(1987-)，女，助理工程師，主要從事測井、儲量計算評價等方面的研究。E-mail：262865837@qq.com

P631.8

A

2016-03-24