汪 勇,楊少春,樊愛(ài)萍,張學(xué)才,王 軍,莊文山,曹海防,鄭緒剛,朱 勇,馬雪團(tuán)

(1.中國(guó)石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島266580;2.中國(guó)石化勝利油田分公司油氣勘探管理中心,山東東營(yíng)257017;3.山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266590;4.勝利油田測(cè)井公司,山東東營(yíng)257017)

準(zhǔn)噶爾盆地PX地區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)量參數(shù)研究

汪 勇1,2,楊少春1,樊愛(ài)萍3,張學(xué)才2,王 軍2,莊文山2,曹海防2,鄭緒剛2,朱 勇2,馬雪團(tuán)4

(1.中國(guó)石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島266580;2.中國(guó)石化勝利油田分公司油氣勘探管理中心,山東東營(yíng)257017;3.山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266590;4.勝利油田測(cè)井公司,山東東營(yíng)257017)

準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)石炭系火山巖油藏勘探取得重要發(fā)現(xiàn),但針對(duì)該區(qū)的火山巖儲(chǔ)層尚未開(kāi)展系統(tǒng)的儲(chǔ)量參數(shù)研究。綜合運(yùn)用巖心、巖屑、試油、測(cè)井和地震資料,采用巖性約束“孔隙-裂縫”雙介質(zhì)模型方法,對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地PX井區(qū)石炭系火山巖巖性、儲(chǔ)集空間及儲(chǔ)層儲(chǔ)量參數(shù)進(jìn)行分析,并針對(duì)不同巖相建立火山巖雙介質(zhì)儲(chǔ)層物性參數(shù)定量解釋模型,定量計(jì)算火山巖儲(chǔ)層的物性參數(shù)和含油飽和度。結(jié)果表明:研究區(qū)火山作用形成的巖石主要有凝灰?guī)r、火山角礫巖、玄武巖和安山巖,可劃分為爆發(fā)相、溢流相及火山沉積相3種巖相類型;孔隙和裂縫是準(zhǔn)噶爾盆地PX井區(qū)重要的儲(chǔ)集空間,測(cè)井綜合識(shí)別裂縫方法適用于火山巖裂縫型儲(chǔ)層預(yù)測(cè);巖性約束的“孔隙-裂縫”雙介質(zhì)模型適用于火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)量參數(shù)的優(yōu)選和儲(chǔ)量計(jì)算。

火山巖儲(chǔ)層;儲(chǔ)量參數(shù);雙介質(zhì)模型;準(zhǔn)噶爾盆地;石炭系

火成巖油氣藏已成為油氣田勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域之一[1-2],準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起石炭系發(fā)現(xiàn)了一批火成巖油藏[3-5],表明該區(qū)具有巨大的勘探潛力。前人針對(duì)該區(qū)的研究多側(cè)重于火成巖油氣儲(chǔ)層特征、油氣成藏條件與成藏主控因素[6-9],尚無(wú)針對(duì)該區(qū)火山巖儲(chǔ)層系統(tǒng)的儲(chǔ)量參數(shù)研究。儲(chǔ)量是指導(dǎo)油氣田開(kāi)發(fā)方案和確定投資規(guī)模的重要依據(jù),但火山巖油藏的復(fù)雜性增加了儲(chǔ)量計(jì)算的難度[10-11]。筆者以PX井區(qū)為例,利用火山巖油藏巖心、巖屑、測(cè)井和地震等資料,識(shí)別巖性巖相,劃分儲(chǔ)量計(jì)算單元;研究裂縫的測(cè)井響應(yīng)和儲(chǔ)層“四性關(guān)系”,求取關(guān)鍵儲(chǔ)量參數(shù),建立該區(qū)火山巖的“孔隙-裂縫”雙介質(zhì)測(cè)井解釋模型。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

PX井區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車排子凸起東北部,構(gòu)造上屬于車排子推覆構(gòu)造前緣帶,東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相鄰(石炭系頂面構(gòu)造圖見(jiàn)圖1)。區(qū)內(nèi)整體為一北西高、南東低的單斜構(gòu)造,發(fā)育多條斷裂,以北西向和北東向?yàn)橹?有少量近東西向斷裂,形成了斷塊構(gòu)造格局[12-14]。

圖1 PX井區(qū)石炭系頂面構(gòu)造Fig.1 Carboniferous top surface structure of PX well area

研究區(qū)地層自下而上發(fā)育石炭系、侏羅系、白堊系、古近系和新近系,目的層石炭系為研究區(qū)鉆井揭示的最古老地層,全區(qū)廣泛分布,與上覆地層呈角度不整合接觸。鉆井揭示最大厚度約2 000 m(未鉆穿),據(jù)地震資料推測(cè)厚度大于5 000 m。準(zhǔn)噶爾盆地西緣分區(qū)的石炭系包括下統(tǒng)太勒古拉組、包古圖組和上統(tǒng)希貝庫(kù)拉斯組。該區(qū)石炭系鉆遇地層均為上統(tǒng)希貝庫(kù)拉斯組(圖2),也是研究的目的層段,總體為一套陸相—淺海相沉積,主要巖性為厚層的火山巖、火山沉積巖及少量沉積巖互層。圖2為研究區(qū)X9井石炭系火山巖剖面相圖(其中,RD為深側(cè)向電阻率;GR為自然伽馬;RMSL為微球形數(shù)字聚焦電阻率;AC為聲波時(shí)差;DEN為密度;CNL為補(bǔ)償中子孔隙度)。

2 PX井區(qū)油氣成藏特征

PX井區(qū)石炭系儲(chǔ)層以火山巖為主,發(fā)育有火山熔巖、火山碎屑巖和火山沉積巖?；鹕饺蹘r以玄武巖和安山巖為主,可占全部巖性的40%;火山碎屑巖以火山角礫巖和凝灰?guī)r為主,凝灰?guī)r占據(jù)主導(dǎo),可占全部巖性的42%;火山沉積巖較少,以凝灰質(zhì)泥巖為主。儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間以溶蝕孔、杏仁孔、原生裂縫和溶蝕縫為主,儲(chǔ)層以裂縫-孔隙型儲(chǔ)層為主,可占所有儲(chǔ)層厚度的63%,其次為溶蝕孔洞型和孔隙型,分別占23%和14%,純裂縫型儲(chǔ)層最少,只在安山巖中發(fā)育,占儲(chǔ)層總厚度的2%。

PX油田的原油密度為0.937 8 g/cm3,以重質(zhì)原油為主要特征。油藏地層壓力為10.68～12.25 MPa,壓力系數(shù)為1.07～1.08,油層中部溫度36～41℃,地溫梯度2.25℃/100 m,為常壓低溫系統(tǒng)。

區(qū)內(nèi)油氣自東南部昌吉凹陷二疊系和侏羅系烴源巖生成后,通過(guò)骨架砂體、不整合和斷層進(jìn)入淺部石炭系火山巖儲(chǔ)層,其中大斷層為烴源巖油氣垂向運(yùn)移通道,派生出的一系列以逆斷層為主的次級(jí)調(diào)節(jié)斷層對(duì)油氣的橫向運(yùn)移起到輸導(dǎo)作用;不整合和骨架砂巖使得油氣長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移,并最終在石炭系頂相對(duì)高孔滲儲(chǔ)層的斷塊圈閉中成藏,是典型的遠(yuǎn)源成藏及新生古儲(chǔ)油氣組合,組合模式見(jiàn)圖3。根據(jù)石炭系構(gòu)造、儲(chǔ)層特征、試油資料及油水分布特點(diǎn),認(rèn)為本區(qū)石炭系各斷塊具有獨(dú)立的油水系統(tǒng),油藏類型為帶底水的斷塊油藏。

圖2 X9井石炭系火山巖剖面相圖Fig.2 Sectional phase diagram of Carboniferous volcanic rocks for well X9

圖3 X2井-X8井-X14井剖面油氣組合及巖相分布Fig.3 Oil and gas combination and lithofacies distribution of X2-X8-X14 well profile

3 儲(chǔ)量計(jì)算方法與單元?jiǎng)澐?/h2>

3.1 儲(chǔ)量計(jì)算方法

油氣儲(chǔ)量計(jì)算方法包括類比法、容積法、產(chǎn)量遞減法、統(tǒng)計(jì)模擬法等[15],其中容積法在中國(guó)油氣儲(chǔ)量計(jì)算中應(yīng)用最為廣泛,適用于單一裂縫系統(tǒng)油氣藏、斷塊油氣藏和復(fù)雜圈閉油氣藏[16]。根據(jù)PX井區(qū)強(qiáng)非均質(zhì)性、斷層多、油藏復(fù)雜的地質(zhì)條件和前期動(dòng)態(tài)資料較少的勘探實(shí)際,利用容積法對(duì)目的層進(jìn)行儲(chǔ)量參數(shù)計(jì)算。容積法計(jì)算儲(chǔ)量的公式如下:

式中,N為石油地質(zhì)儲(chǔ)量,104t;A為含油面積,km2;h為有效厚度,m;φ為有效孔隙度;Swi為原始含水飽和度;ρo為地面原油密度,g/cm3;Boi為原始原油體積系數(shù)。

3.2 火山巖巖性識(shí)別與期次劃分

研究區(qū)儲(chǔ)層巖性較為復(fù)雜,不同巖性儲(chǔ)滲性能差別較大,結(jié)合巖心和鏡下薄片鑒定,以及常規(guī)測(cè)井響應(yīng)特征、測(cè)井資料交會(huì)圖法、Fisher判別法和微電阻率成像測(cè)井響應(yīng)等測(cè)井資料進(jìn)行巖性識(shí)別。與測(cè)井響應(yīng)特征相對(duì)應(yīng),繪制密度-自然伽馬(DENGR)、地層電阻率-自然伽馬(Rt-GR)的交會(huì)圖,找出火山巖對(duì)應(yīng)的測(cè)井曲線數(shù)值范圍,對(duì)巖性進(jìn)行識(shí)別,識(shí)別結(jié)果見(jiàn)圖4。根據(jù)測(cè)井曲線數(shù)值和DENGR、Rt-GR交會(huì)圖可較好地區(qū)分火山熔巖、火山碎屑巖和火山沉積巖大類,但對(duì)于具體某種巖性的識(shí)別能力相對(duì)較差,因此要準(zhǔn)確地識(shí)別火成巖巖性必須與其他方法相結(jié)合。選取測(cè)井參數(shù)時(shí)選用對(duì)巖性比較敏感的6條曲線(GR、AC、Rt、DEN、CAL(井徑)、CNL),利用Fisher判別函數(shù)進(jìn)一步對(duì)巖性進(jìn)行識(shí)別,從而得到各類巖性判別函數(shù):

式中,ΦA(chǔ)為安山巖巖性判別函數(shù);ΦV為火山沉積巖巖性判別函數(shù);ΦT為凝灰?guī)r巖性判別函數(shù);ΦB為玄武巖巖性判別函數(shù);GR為自然伽馬,API;Δ t為聲波時(shí)差,μs/m;Rt為地層電阻率,Ω·m;ρ為密度測(cè)井值,g/cm3;φCNL為中子孔隙度測(cè)井值;d為井徑值,m。

利用該判別函數(shù)對(duì)原196個(gè)樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行自身檢驗(yàn),對(duì)火山熔巖以及火山沉積巖類識(shí)別效果達(dá)90%以上,對(duì)薄層火山碎屑巖判對(duì)率為74.7%,主要因其對(duì)薄層的不均一蝕變的安山巖識(shí)別效果差造成判對(duì)率偏低。而微電阻率成像測(cè)井圖像縱、橫向分辨率高,經(jīng)過(guò)地質(zhì)刻度,可以較精細(xì)地識(shí)別巖性[17-18]。由此,將常規(guī)測(cè)井資料與成像測(cè)井資料相結(jié)合,對(duì)研究區(qū)石炭系火山巖巖性進(jìn)行綜合識(shí)別,可細(xì)分出5種具體類型(圖4)。

圖4 研究區(qū)火山巖巖性綜合識(shí)別Fig.4 Comprehensive identification of lithology of volcanic rocks in research area

在巖性識(shí)別基礎(chǔ)上,依據(jù)試井、測(cè)井和地震等方面資料綜合分析,將PX井區(qū)石炭系火山巖巖相劃分為爆發(fā)相、溢流相及火山沉積相3種類型,自下而上可細(xì)化為3個(gè)期次:期次一在研究區(qū)的西北及東南部主要發(fā)育爆發(fā)相,在研究區(qū)的西南部主要發(fā)育溢流相,東北部主要發(fā)育火山沉積相;期次二以爆發(fā)相和溢流相的分區(qū)分布為特征;期次三以爆發(fā)相為主(圖3)。不同期次的火成巖體,因?yàn)橛胁煌挠退到y(tǒng),并且該區(qū)3個(gè)期次均獲得工業(yè)油流,故在儲(chǔ)量計(jì)算中將該區(qū)火山巖油藏按巖相期次劃分為3個(gè)單元進(jìn)行計(jì)算。

3.3 儲(chǔ)量計(jì)算單元?jiǎng)澐?/p>

平面上,研究區(qū)PX斷層、PX南斷層、P1-1斷層、P666斷層和P633南斷層將油藏分成X10、X1、X9和X13 4個(gè)計(jì)算單元(圖1)。由此,該區(qū)按區(qū)塊和期次分別進(jìn)行儲(chǔ)量參數(shù)的計(jì)算。

4 火山巖儲(chǔ)層有效厚度判定

4.1 火山巖油氣儲(chǔ)集空間識(shí)別

火山巖儲(chǔ)層中,裂縫既是儲(chǔ)集空間,又是連通儲(chǔ)集空間的通道,裂縫的發(fā)育有利于儲(chǔ)層的次生改造,對(duì)油氣的產(chǎn)出具有決定意義。研究表明,不能簡(jiǎn)單地把火成巖裂縫歸為構(gòu)造裂縫[19-20],且構(gòu)造裂縫能否構(gòu)成火成巖有效的儲(chǔ)集空間還得具體分析,因此裂縫識(shí)別是有效厚度劃分的關(guān)鍵。

4.1.1 常規(guī)測(cè)井識(shí)別

運(yùn)用聲波時(shí)差-有效光電吸收截面指數(shù)(ACPE)和自然伽馬-深側(cè)向-淺側(cè)向電阻率交會(huì)圖(GR-(RD-RS))區(qū)分玄武巖、凝灰?guī)r和安山巖的裂縫區(qū)。在此基礎(chǔ)上,分巖性選擇多種測(cè)井曲線,明確四性關(guān)系,結(jié)果如圖5所示(圖中,SP為自然電位;RMSL為微球形數(shù)字聚焦電阻率;DTC為縱波時(shí)差;DTS為橫波時(shí)差;DTST為斯通利波時(shí)差)。采用貝葉斯判別法建立了研究區(qū)凝灰?guī)r、安山巖和玄武巖中裂縫和非裂縫的判別公式[21-22]。

4.1.2 成像測(cè)井識(shí)別

常規(guī)測(cè)井對(duì)裂縫是一個(gè)綜合響應(yīng),不能分辨裂縫的產(chǎn)狀和形態(tài),且常規(guī)測(cè)井資料主要反映高導(dǎo)縫的發(fā)育情況,而高阻縫在常規(guī)測(cè)井上沒(méi)有明顯的反映。

成像測(cè)井資料井壁覆蓋面積大(可達(dá)井壁80%),縱向分辨率高,因此可以利用地層微電阻率掃描成像(FMI)成像測(cè)井資料確定裂縫(圖5),并定量計(jì)算裂縫傾向和傾角,判斷天然有效裂縫發(fā)育狀況及誘導(dǎo)縫的產(chǎn)生程度[23]。成像測(cè)井解釋數(shù)據(jù)表明,研究區(qū)裂縫以斜交縫為主,傾角在30°～70°的裂縫占79.45%,傾角大于70°的裂縫占11.1%,而傾角小于30°的裂縫占9.45%。

圖5 X5井四性關(guān)系圖Fig.5 Four characters of well X5

4.1.3 核磁共振測(cè)井識(shí)別

核磁共振測(cè)井直接反映巖石孔隙中的流體,測(cè)量結(jié)果幾乎不受巖石骨架礦物的影響[24-26],尤其是火山巖不含鐵磁物質(zhì)時(shí),核磁共振測(cè)井信號(hào)不受影響,因而能夠有效地反映火山巖的孔隙結(jié)構(gòu)[27]。結(jié)合研究區(qū)石炭系核磁測(cè)井資料與巖心觀察、常規(guī)和成像測(cè)井資料進(jìn)行儲(chǔ)集空間類型研究,結(jié)果表明本區(qū)塊裂縫-孔隙型T2(橫向弛豫時(shí)間)特征值基本在20 ms以上(圖6)。

4.2 有效厚度判定標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算結(jié)果

PX區(qū)塊多數(shù)井為大段試油,通過(guò)試油段內(nèi)的巖心、巖屑油氣顯示結(jié)果與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)相標(biāo)定,識(shí)別出巖性、物性、電性、含油性“四性”關(guān)系(圖5),劃定四性標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上劃分有效厚度。對(duì)于復(fù)雜的火成巖油藏,通過(guò)細(xì)分巖性建立油水干層的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。研究區(qū)分巖性識(shí)別油、水、干層效果差,因此依據(jù)試油、測(cè)井解釋和油田開(kāi)發(fā)實(shí)際,分區(qū)塊做油層、干層、水層的電性與含油飽和度的交會(huì)圖,最終優(yōu)選出了深側(cè)向電阻率、聲波時(shí)差和巖石密度3項(xiàng)參數(shù),作為常規(guī)測(cè)井評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含油性的敏感參數(shù)(圖7)。FMI成像測(cè)井圖上顯示儲(chǔ)層溶蝕孔洞或裂縫十分發(fā)育,而裂縫對(duì)斯通利波的影響受流體在裂縫中流動(dòng)影響,因此斯通利波識(shí)別的僅僅是開(kāi)口裂縫,通過(guò)微電阻率掃描成像測(cè)井與多極子聲波測(cè)井相配合,可以有效地識(shí)別排除誘導(dǎo)縫及充填縫。圖5中第一道為多極子聲波測(cè)井,有效儲(chǔ)層的縱波、橫波和斯通利波時(shí)差都有明顯增大的趨勢(shì),由此可對(duì)有效儲(chǔ)層進(jìn)行合理的篩選。

圖6 不同儲(chǔ)集空間類型核磁共振測(cè)井特征Fig.6 Nuclear magnetic resonance logging characteristics of different reservoir types

稠油層和水層在核磁測(cè)井的差譜和移譜信息響應(yīng)上有差別。PX井區(qū)油質(zhì)較稠,在差譜信息上,稠油在1 s內(nèi)基本上已完全極化,無(wú)或有弱的差譜信號(hào)顯示,而水層在1 s的短等待時(shí)間內(nèi),大孔徑中的水信號(hào)沒(méi)有完全極化,有明顯的差譜信號(hào)顯示;從移譜測(cè)井看,當(dāng)可動(dòng)流體是油時(shí),長(zhǎng)回波間隔的T2譜比短回波間隔的T2譜短,可動(dòng)峰前移,相差2～4倍,無(wú)論水層還是稠油儲(chǔ)層,其T2譜右邊界均表現(xiàn)為前移趨勢(shì),但稠油層T2峰值前移程度要遠(yuǎn)低于水。

綜合以上多項(xiàng)測(cè)試技術(shù),建立PX井區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層有效厚度劃分標(biāo)準(zhǔn):巖心顯示含油性在油斑以上;錄井資料顯示含油性在熒光以上;常規(guī)測(cè)井曲線上主要表現(xiàn)為低電阻率、高聲波時(shí)差的特點(diǎn);FMI成像測(cè)井圖上顯示裂縫或溶蝕孔洞發(fā)育;核磁測(cè)井上,油層T2譜分布范圍比水層要窄,譜峰幅度明顯大于干層,無(wú)或弱的差譜信號(hào)顯示,移譜上T2譜的右邊界表現(xiàn)為前移趨勢(shì);多極子聲波測(cè)井資料顯示縱波、橫波和斯通利波能量均有較大程度的衰減,相對(duì)于無(wú)效儲(chǔ)層表現(xiàn)為3種時(shí)差的增大。

圖7 X8區(qū)塊和X5區(qū)塊測(cè)井評(píng)價(jià)與儲(chǔ)層含油性參數(shù)分布Fig.7 Logging evaluation and reservoir parameter distribution of oil reservoir in X8 and X5 area

根據(jù)確定的有效儲(chǔ)層,結(jié)合巖性厚度分布趨勢(shì)和含油面積分布,采用內(nèi)插法編制有效厚度平面圖,最后利用面積加權(quán)平均,確定各期次和各油區(qū)塊的有效厚度(表1)。

表1 PX區(qū)塊儲(chǔ)層物性參數(shù)Table 1 Reservoir physical properties in PX area

5 采用雙介質(zhì)模型優(yōu)選儲(chǔ)量參數(shù)

從儲(chǔ)集空間結(jié)構(gòu)入手,提出了針對(duì)研究區(qū)的巖性約束的“孔隙、裂縫”雙介質(zhì)模型優(yōu)選儲(chǔ)量參數(shù),綜合巖心分析、成像測(cè)井解釋實(shí)現(xiàn)了火山巖孔隙度和含油飽和度的定量計(jì)算。

5.1 有效孔隙度的求取

油層有效孔隙度的確定以實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定的巖心分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)于未取巖心的井采用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求取有效孔隙度,并與巖心分析數(shù)據(jù)對(duì)比,以提高其精度。密度、中子測(cè)井預(yù)測(cè)的為儲(chǔ)層總孔隙度,由于雙側(cè)向預(yù)測(cè)裂縫孔隙具有局限性,所以要運(yùn)用地層微電阻率成像測(cè)井資料確定裂縫孔隙度,總孔隙度減去裂縫孔隙度即為基質(zhì)孔隙度。5.1.1 總孔隙度解釋模型

由于研究區(qū)儲(chǔ)層基本不含氣,在凝灰?guī)r和安山巖段,密度、中子孔隙度可以近似反映總孔隙度,采用密度、中子孔隙度綜合回歸建立總孔隙度模型;在玄武巖段中子孔隙度可以近似反映總孔隙度,利用中子孔隙度建立玄武巖總孔隙度模型;在火山角礫巖段,聲波孔隙度近似反映總孔隙度,利用聲波孔隙度建立火山角礫巖總孔隙度模型。

式中,φt為總孔隙度。

利用上述方法,對(duì)車排子地區(qū)X3井石炭系安山巖地層孔隙度進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與巖心實(shí)驗(yàn)孔隙度(圖8)相比相對(duì)誤差達(dá)5%,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.94,兩者匹配良好,計(jì)算精度滿足地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算需要。

圖8 X3井石炭系安山巖地層孔隙度Fig.8 Porosity of Carboniferous andesite formation for well X3

5.1.2 裂縫孔隙度解釋模型

雙側(cè)向計(jì)算裂縫孔隙度的模型只適用于特低孔或致密地層,且不同模型計(jì)算的裂縫孔隙度的絕對(duì)值大小存在顯著的差別[28],可利用地層微電阻率成像測(cè)井資料求取裂縫孔隙度[29]。研究區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算單元內(nèi)7口井都有成像測(cè)井,裂縫孔隙度φf(shuō)z采用成像測(cè)井解釋結(jié)果,計(jì)算公式為

式中,Li為某一深度段內(nèi)第i條裂縫的長(zhǎng)度,mm;wi為第i條裂縫的寬度,mm;r為井眼半徑,m;C為FMI井眼覆蓋率,其數(shù)值隨井眼半徑的增大而減小;H為評(píng)價(jià)井段長(zhǎng)度,m。

5.1.3 基質(zhì)孔隙度總孔隙度與裂縫孔隙度之差即為基質(zhì)孔隙度,

式中,φB為基質(zhì)孔隙度。

研究認(rèn)為當(dāng)儲(chǔ)層測(cè)井綜合解釋結(jié)果為油層或油水同層時(shí),儲(chǔ)層孔隙度才為有效孔隙度,而解釋結(jié)果為干層、水層或含油水層時(shí),儲(chǔ)層孔隙度不計(jì)入有效孔隙度統(tǒng)計(jì)中。根據(jù)測(cè)井解釋的有效層平均孔隙度分期次、分?jǐn)鄩K計(jì)算出各區(qū)塊的有效孔隙度值,并將地面孔隙度校正為地層條件下的孔隙度。

5.2 含油飽和度的計(jì)算

含油飽和度可用巖心直接測(cè)定、測(cè)井資料解釋、毛管壓力計(jì)算等方法來(lái)確定[30-31]。根據(jù)研究區(qū)石炭系沒(méi)有密閉取心和巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況,此次含油飽和度通過(guò)測(cè)井資料解釋求取,考慮到裂縫發(fā)育程度和分布多變給飽和度解釋造成很大誤差,通過(guò)孔隙度加權(quán)平均校正總含油飽和度[32]。

5.2.1 基質(zhì)含油飽和度

建立阿爾奇解釋模型計(jì)算基質(zhì)含油飽和度,用深感應(yīng)電阻率近似作為基質(zhì)電阻率Rtb,而地層水電阻率Rw通過(guò)查等效NaCl礦化度圖版獲得。

用阿爾奇公式計(jì)算基質(zhì)含水飽和度Swb,其解釋模型為

式中,Sob為基質(zhì)含油飽和度;a、b為常數(shù);m為孔隙度指數(shù);n為飽和度指數(shù)(a、b、m、n由巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出)。

表3 不同巖性a、b、m、n取值Table 3 Values of a,b,m,n of different lithologies

5.2.2 裂縫含油飽和度

火山碎屑巖的裂縫和與之連通的孔隙共同構(gòu)成了雙重介質(zhì)中低孔、高滲的部分;玄武巖中大縫和與之連通的氣孔構(gòu)成了雙重介質(zhì)中低孔、高滲部分[33-34]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外其他油田的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合研究區(qū)裂縫發(fā)育和稠油的特點(diǎn),確定凝灰?guī)r裂縫含油飽和度為60%,火山角礫巖裂縫含油飽和度為70%,安山巖裂縫的含油飽和度為85%。

5.2.3 總含油飽和度

總含油飽和度應(yīng)等于在總的孔隙體積中油所占的比例,計(jì)算公式如下:

式中,Sot為總含油飽和度;Sof為裂縫含油飽和度。

6 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)效果評(píng)價(jià)

研究區(qū)關(guān)鍵井儲(chǔ)層參數(shù)誤差分析表明,孔隙度平均絕對(duì)誤差為0.132%,平均相對(duì)誤差為5.56%,所求的孔隙度誤差總體上在所要求的誤差范圍之內(nèi);將計(jì)算出的總含油飽和度與相鄰?fù)瑢游挥筒谻F3區(qū)塊類比進(jìn)行選值(含油飽和度55.9%),該區(qū)平均選值50.7%和55%,計(jì)算結(jié)果較為合理,由此說(shuō)明建立的雙介質(zhì)孔隙度解釋模型是合理、可靠的。本文中提出的非均質(zhì)火山巖儲(chǔ)集層儲(chǔ)量計(jì)算方法能為其他區(qū)塊火山巖儲(chǔ)集層的測(cè)井解釋提供借鑒,目前該方法已經(jīng)在新疆準(zhǔn)噶爾盆地火山巖儲(chǔ)量評(píng)價(jià)中開(kāi)始試用,并且取得了較好的應(yīng)用效果。

7 結(jié) 論

(1)本文中儲(chǔ)量計(jì)算充分利用火成巖油氣藏的各種靜、動(dòng)態(tài)資料,在測(cè)井參數(shù)解釋結(jié)果的基礎(chǔ)上,基于研究區(qū)的巖性約束的“孔隙-裂縫”雙介質(zhì)模型方法優(yōu)選儲(chǔ)量參數(shù),實(shí)現(xiàn)了火山巖孔隙度和含油飽和度的定量計(jì)算,通過(guò)儲(chǔ)量計(jì)算效果評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果符合地質(zhì)規(guī)律,表明該方法適用于火山巖裂縫型儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和儲(chǔ)層參數(shù)定量評(píng)價(jià)。

(2)研究區(qū)火山作用形成的巖石主要有凝灰?guī)r、火山角礫巖、玄武巖和安山巖;可劃分為爆發(fā)相、溢流相及火山沉積相3種巖相類型;儲(chǔ)集空間包括孔隙和裂縫;基質(zhì)和裂縫的孔隙度平均絕對(duì)誤差為0.132%,平均相對(duì)誤差為5.56%,總體上在所要求的誤差范圍之內(nèi)。

[1] 肖尚斌,姜在興,操應(yīng)長(zhǎng),等.火成巖油氣藏分類初探[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),1999,21(4):324-327.XIAO Shangbin,JIANG Zaixing,CAO Yingchang,et al.A preliminary approach to the classification of oil and gas reservoirs in igneous rocks[J].Experimental Petroleum Geology,1999,21(4):324-327.

[2] 李軍,張軍華,韓雙,等.火成巖儲(chǔ)層勘探現(xiàn)狀、基本特征及預(yù)測(cè)技術(shù)綜述[J].石油地球物理勘探,2015,50(2):382-392.LI Jun,ZHANG Junhua,HAN Shuang,et al.A review:exploration status,basic characteristics and prediction approaches of igneous rock reservoir[J].Oil Geophysical Prospecting,2015,50(2):382-392.

[3] 張枝煥,劉洪軍,李偉,等.準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)稠油成因及成藏過(guò)程[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2014,36(2):18-32.ZHANG Zhihuan,LIU Hongjun,LI Wei,et al.Origin and accumulation process of heavy oil in Chepaizi area of Junggar Basin[J].Journal of Earth Sciences and Environment,2014,36(2):18-32.

[4] 董大偉,李理,王曉蕾,等.準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子凸起構(gòu)造演化及斷層形成機(jī)制[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版),2015,45(4):1132-1141.DONG Dawei,LI Li,WANG Xiaolei,et al.Structural evolution and dislocation mechanism of Western Margin Chepaizi Uplift of Junggar Basin[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2015,45(4):1132-1141.

[5] 陳萍,張玲,王惠民.準(zhǔn)噶爾盆地油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)趨勢(shì)與潛力分析[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2015,37(1):124-128.CHEN Ping,ZHANG Ling,WANG Huimin.Reserves growth trend and potential analysis of Junggar Basin[J].Petroleum Geology and Experiment,2015,37(1):124-128.

[6] 洪太元,王離遲,孟閑龍,等.準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子地區(qū)油氣成藏的主控因素[J].新疆地質(zhì),2007,25(4):389-393.HONG Taiyuan,WANG Lichi,MENG Xianlong,et al.The main control factors of the oil and gas accumulation in the Chepaizi area of the western Junggar Basin[J].Xinjiang Geology,2007,25(4):389-393.

[7] 支東明,賈春明,姚衛(wèi)江,等.準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)火山巖油氣成藏主控因素[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2010,32(2):166-169,404.ZHI Dongming,JIA Chunming,YAO Weijiang,et al.The major control factors of volcanic reservoir forming law in Chepaizi area of Junggar Basin[J].Journal of Oil and Gas Technology,2010,32(2):166-169,404.

[8] 張枝煥,李偉,孟閑龍,等.準(zhǔn)噶爾盆地車排子隆起西南部原油地球化學(xué)特征及油源分析[J].現(xiàn)代地質(zhì),2007,21(1):133-140.ZHANG Zhihuan,LI Wei,MENG Xianlong,et al.Petroleum geochemistry and oil source analysis in the southwest of Chepaizi Uplift,Junggar Basin[J].Geoscience,2007,21(1):133-140.

[9] 苗春欣,傅愛(ài)兵,關(guān)麗,等.車排子地區(qū)火山巖儲(chǔ)集空間發(fā)育特征及有利區(qū)帶預(yù)測(cè)[J].油氣地質(zhì)與采收率,2015,22(6):27-31.MIAO Chunxin,FU Aibing,GUAN Li,et al.Reservoir space characteristics and favorable area prediction of volcanic rocks in Chepaizi area,Junggar Basin[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2015,22(6):27-31.

[10] 張玲,史建忠,游秀玲.縫洞型潛山油藏儲(chǔ)量計(jì)算方法研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,29(6):11-15.ZHANG Ling,SHI Jianzhong,YOU Xiuling.Studies on reserve calculation method for fractured-vuggy reservoir of buried hill[J].Journal of the University of Petroleum,China(Edition of Natural Science),2005,29(6):11-15.

[11] 張玲,王志強(qiáng),張麗艷,等.火成巖油氣藏儲(chǔ)量計(jì)算有關(guān)問(wèn)題探討[J].石油與天然氣地質(zhì),2009,30(2):223-229.ZHANG Ling,WANG Zhiqiang,ZHANG Liyan,et al.A discussion on certain issues concerning reserve calculation of igneous reservoirs[J].Oil and Gas Geology,2009,30(2):223-229.

[12] 胡宗全.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車排子地區(qū)油氣成藏模式[J].斷塊油氣田,2004,11(1):12-15.HU Zongquan.Hydrocarbon reservoir formation model of Chepaizi area in northwest edge of Junggar Basin[J].Fault-Block Oil and Gas Field,2004,11(1):12-15.

[13] 陶國(guó)亮,胡文瑄,張義杰,等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣北西向橫斷裂與油氣成藏[J].石油學(xué)報(bào),2006,27(4):23-28.TAO Guoliang,HU Wenxuan,ZHANG Yijie,et al.NW-trending transverse faults and hydrocarbon accumulation in the northwestern margin of Junggar Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2006,27(4):23-28.

[14] 馮玉輝,于小健,黃玉龍,等.遼河盆地新生界火山噴發(fā)旋回和期次及其油氣地質(zhì)意義[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(5):50-57.FENG Yuhui,YU Xiaojian,HUANG Yulong,et al.E-ruption cycles and stages of Cenozoic volcanic rocks and their significance to hydrocarbon accumulations in Liaohe Basin[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2015,39(5):50-57.

[15] 陳元千,郝明強(qiáng),李飛.油氣資源量評(píng)估方法的對(duì)比與評(píng)論[J].斷塊油氣藏,2013,20(4):447-453.CHEN Yuanqian,HAO Mingqiang,LI Fei.Comparison and review of estimating methods of oil and gas resources[J].Fault-Block Oil and Gas Field,2013,20(4):447-453.

[16] 楊通佑,范尚炯.石油及天然氣儲(chǔ)量計(jì)算方法[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998:32-56.

[17] 許風(fēng)光,鄧少貴,范宜仁,等.火成巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)進(jìn)展綜述[J].勘探地球物理進(jìn)展,2006,29(4):239-243.XU Fengguang,DENG Shaogui,FAN Yiren,et al.Progress of log evaluation for igneous reservoir[J].Progress in Exploration Geophysics,2006,29(4):239-243.

[18] 李寧,喬德新,李慶峰,等.火山巖測(cè)井解釋理論與應(yīng)用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2009,36(6):683-692.LI Ning,QIAO Dexin,LI Qingfeng,et al.Theory on logging interpretation of igneous rocks and its application[J].Petroleum Exploration and Development,2009,36(6):683-692.

[19] 周自立.山東車鎮(zhèn)凹陷義北油田中生代煌斑巖侵入體油藏孔隙研究[J].石油與天然氣地質(zhì),1987,8(2):145-152.ZHOU Zili.Study on the reservoir porosity in Mesozoic Lamprophyric intrusive body,Yibei oil field[J].Oil and Gas Geology,1987,8(2):145-152.

[20] 王志欣,趙澄林.阿北油田火山巖巖相及其儲(chǔ)集性能[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1991,15(3):15-21.WANG Zhixin,ZHAO Chenglin.Volcanic lithofacies and their petrophysical properties in Abei oil feld[J].Journal of the University of Petroleum,China(Edition of Natural Science),1991,15(3):15-21.

[21] 劉華,蔣有錄,葉濤,等.沾化凹陷渤南洼陷超壓裂縫的測(cè)井響應(yīng)特征與預(yù)測(cè)[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(6):50-56.LIU Hua,JIANG Youlu,YE Tao,et al.Logging response of overpressure fractures and their prediction in Bonan sag,Zhanhua depression[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2015,39(6):50-56.

[22] 鄒友龍,謝然紅,郭江峰,等.致密儲(chǔ)層數(shù)字巖心重構(gòu)及核磁共振響應(yīng)模擬[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(6):63-71.ZOU Youlong,XIE Ranhong,GUO Jiangfeng,et al.Reconstruction of digital core of tight reservoir and simulation of NMR response[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2015,39(6):63-71.

[23] 鄧攀,陳孟晉,高哲榮,等.火山巖儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫的測(cè)井識(shí)別及解釋[J].石油學(xué)報(bào),2002,23(6):32-36.DENG Pan,CHEN Mengjin,GAO Zherong,et al.Log response and explanation of structural fractures in volcanic rock reservoir[J].Acta Petrolei Sinica,2002,23(6):32-36.

[24] 趙文杰,譚茂金,宋相輝,等.勝利油田核磁共振測(cè)井技術(shù)應(yīng)用、回顧與展望[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2008,23(3):814-821.ZHAO Wenjie,TAN Maojin,SONG Xianghui,et al.Review and prospect on NMR logging application in Shengli Oilfield[J].Progress in Geophysics,2008,23(3):814-821.

[25] 劉衛(wèi),肖忠祥,楊思玉,等.利用核磁共振(NMR)測(cè)井資料評(píng)價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)方法的對(duì)比研究[J].石油地球物理勘探,2009,44(6):773-778.LIU Wei,XIAO Zhongxiang,YANG Siyu,et al.Comparative studies on methods of evaluation of reservoir pore structure by using NMR(nuclear magnetic resonance)well logging data[J].Oil Geophysical Prospecting,2009,44(6):773-778.

[26] 司馬立強(qiáng),趙輝,戴詩(shī)華.核磁共振測(cè)井在火成巖地層應(yīng)用的適應(yīng)性分析[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2012,27(1):145-152.SIMA Liqiang,ZHAO Hui,DAI Shihua.Analysis of adaptability of application of NMR logging in igneous rock reservoirs[J].Progress in Geophys,2012,27(1):145-152.

[27] 毛克宇.2015.火成巖核磁共振數(shù)值模擬與影響因素分析[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2015,30(4):1755-1762.MAO Keyu.Analysis on influence factors based on NMR simulation in igneous rocks[J].Progress in Geophysics,2015,30(4):1755-1762.

[28] 譚寧川.蘇里格氣田蘇10區(qū)塊儲(chǔ)能與產(chǎn)量評(píng)價(jià)[D].青島:中國(guó)石油大學(xué),2008.TAN Ningchuan.The reserves and deliverability evalution of Su 10 block of Sulige gas field[D].Qingdao:China University of Petroleum,2008.

[29] 李會(huì)軍,張文才,朱雷.蘇里格氣田優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制因素[J].天然氣工業(yè),2007,27(12):16-18.LI Huijun,ZANG Wencai,ZHU Lei.Factors controlling reservoirs with high quality in giant Sulige gas field[J].Nature Gas Industry,2007,27(12):16-18.

[30] 趙輝,石新,司馬立強(qiáng).裂縫性儲(chǔ)層孔隙指數(shù)、飽和度及裂縫孔隙度計(jì)算研究[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2012,27(6):2639-2645.ZHAO Hui,SHI Xin,SIMA Liqiang.Study on porosity exponent,saturation and fractureporosity for fractured reservoirs[J].Progress in Geophysics,2012,27(6):2639-2645.

[31] 張瑩,潘保芝.基于FMI的3種火山巖儲(chǔ)層裂縫孔隙度求取方法[J].測(cè)井技術(shù),2012,36(4):365-369.ZHANG Ying,PAN Baozhi.On three calculation methods of volcanic reservoir fracture porosity based on FMI data[J].Well Logging Technology,2012,36(4):365-369.

[32] 劉惠民,張鵬飛,宋國(guó)奇,等.魯西地區(qū)太古界裂縫類型與發(fā)育規(guī)律[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,38(5):34-40.LIU Huimin,ZHANG Pengfei,SONG Guoqi,et al.Fracture types and distribution of Archaean rocks in west Shandong,China[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2014,38(5):34-40.

[33] 高興軍,冉啟全,肖毓祥,等.火成巖雙重介質(zhì)油藏測(cè)井參數(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)[J].特種油氣藏,2006,13(1):32-35,104.GAO Xingjun,RAN Qiquan,XIAO Yuxiang,et al.Logging interpretation technique for double media reservoir of igneous rock[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2006,13(1):32-35,104.

[34] 張奎華,林會(huì)喜,張關(guān)龍,等.哈山構(gòu)造帶火山巖儲(chǔ)層發(fā)育特征及控制因素[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(2):16-22.ZHANG Kuihua,LIN Huixi,ZHANG Guanlong,et al.Characteristics and controlling factors of volcanic reservoirs of Halaalate mountains tectonic belt[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2015,39(2):16-22.

(編輯 修榮榮)

Reserves parameters of Carboniferous volcanic rock reservoirs in PX Block,Jungger Basin

WANG Yong1,2,YANG Shaochun1,FAN Aiping3,ZHANG Xuecai2,WANG Jun2,ZHUANG Wenshan2,CAO Haifang2,ZHENG Xugang2,ZHU Yong2,MA Xuetuan4
(1.School of Geosciences in China University of Petroleum,Qingdao 266580,China;2.Petroleum Exploration Management Center of Shengli Oilfield Company of SINOPEC,Dongying 257017,China;3.College of Earth Science and Engineering,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 266590,China;4.Well Logging Company of ShengLi Oilfield,Dongying 257017,China)

A great deal of oil reservoirs was discovered in the Carboniferous volcanic rocks in the PX block,Jungger Basin.However,systematic researches on reserves parameters of the volcanic rock reservoirs are still very few.Based on analyses of cores,rock fragments,oil testing,well loggings and seismic data,the present contribution of the lithology,reservoir space and reserves parameters of the Carboniferous volcanic reservoirs were studied by using a ?lithology constraint porosity-fissure two-medium model ?.A two-medium model of quantitative interpretation of volcanic rocks was constructed according to different types of volcanic rocks,and the physical parameters and oiliness of volcanic rock reservoirs were quantitative calculated.The results show:the volcanic eruption gemerated rocks in this area include tuffs,volcanic breccias,basalt and andesite;volcanic lithofacies is divided into 3 types of eruption facies,overflow facies and volcanic sedimentary facies;pores and fissures are important reserve space in the PX Block,Jungger Basin;method of fissure identifying based on multiple loggings isavailable for forecasting of fissured volcanic rock reservoirs;and the lithology constrained two-medium model is suitable for preference of reserves parameters and reserves calculation of volcanic rock reservoirs.

volcanic rock reservoirs;reserves parameters;two-medium model;Jungger Basin;Carboniferous

TE 122.2

:A

汪勇,楊少春,樊愛(ài)萍,等.準(zhǔn)噶爾盆地PX地區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)量參數(shù)研究[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,41(3):31-41.

WANG Yong,YANG Shaochun,FAN Aiping,et al.Reserves parameters of Carboniferous volcanic rock reservoirs in PX Block,Jungger Basin[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2017,41(3):31-41.

1673-5005(2017)03-0031-11doi:10.3969/j.issn.1673-5005.2017.03.004

2016-06-16

“十三五”國(guó)家重大科技專項(xiàng)(2017ZX05009-001)

汪勇(1979-),男,高級(jí)工程師,博士研究生,研究方向?yàn)橛蜌赓Y源勘探理論、方法和技術(shù)。E-mail:420260511@qq.com。