馬良平，何進(jìn)，潘敏

(中石化勝利石油工程有限公司測(cè)井公司，山東 東營(yíng) 257061)

郭玉慶，劉越

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井技術(shù)研究院，北京 102206)

段銀鹿

(中國(guó)石油測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安 710201)

準(zhǔn)噶爾盆地腹部A區(qū)塊低孔低滲砂巖儲(chǔ)層飽和度計(jì)算方法

馬良平，何進(jìn)，潘敏

(中石化勝利石油工程有限公司測(cè)井公司，山東 東營(yíng) 257061)

郭玉慶，劉越

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井技術(shù)研究院，北京 102206)

段銀鹿

(中國(guó)石油測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安 710201)

通過(guò)對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地腹部A區(qū)塊3個(gè)地區(qū)巖電參數(shù)的影響因素分析發(fā)現(xiàn)，膠結(jié)指數(shù)(m)與孔隙度(φ)的相關(guān)性最好；泥質(zhì)對(duì)m的影響分三段式，泥質(zhì)較小時(shí)呈正相關(guān)，隨著泥質(zhì)逐漸增多，m趨于平穩(wěn)，當(dāng)泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)(φ(sh))較高時(shí)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。含水飽和度模型因地區(qū)而異：沙窩地地區(qū)適合a(巖性系數(shù))=1，m=f(φ,φ(sh))關(guān)系式；莫西莊地區(qū)適合F(地層因素)-φ多項(xiàng)式關(guān)系；征沙村地區(qū)由于與各因素相關(guān)性均不高，適合采用巖電試驗(yàn)擬合參數(shù)來(lái)計(jì)算含水飽和度。

孔隙度；膠結(jié)指數(shù)；含水飽和度；泥質(zhì)含量

準(zhǔn)噶爾盆地A區(qū)塊位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部中央坳陷帶，儲(chǔ)層埋藏深、物性差、電性變化大，油、氣、水層在測(cè)井曲線上的響應(yīng)特征不明顯，儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)復(fù)雜；其次，巖電試驗(yàn)分析資料少，且未進(jìn)行系統(tǒng)研究分析及應(yīng)用效果評(píng)價(jià)，儲(chǔ)層骨架及巖電參數(shù)a、b(巖性系數(shù))、m(膠結(jié)指數(shù))、n(飽和度指數(shù))的選取比較混亂[1～4]。另外，以往未考慮地層水礦化度、孔隙結(jié)構(gòu)及泥質(zhì)含量等不同因素對(duì)巖電參數(shù)的影響，在一定程度上增加了儲(chǔ)層飽和度計(jì)算結(jié)果的不確定性[5～7]。

1 巖電試驗(yàn)分析

1.1 巖電試驗(yàn)方法

計(jì)算含水飽和度是測(cè)井解釋中最重要的任務(wù)之一，而巖電參數(shù)的準(zhǔn)確度直接影響著計(jì)算儲(chǔ)層含水飽和度的精確程度。首先，通過(guò)巖電試驗(yàn)利用阿爾奇公式來(lái)確定a、b、m、n各參數(shù)值。

(1)

(2)

式中：F為地層因素，1；ρ0、ρw、ρt分別為飽含水巖石電阻率、地層水電阻率及含油地層電阻率，Ω·m；φ為巖石有效孔隙度，1；I為電阻率增大指數(shù)，1；Sw為含水飽和度，1。

通過(guò)巖電試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立F-φ和I-Sw的關(guān)系，在雙對(duì)數(shù)條件下進(jìn)行擬合即可得到a、b、m、n各參數(shù)，然后通過(guò)式(1)、(2)導(dǎo)出含水飽和度計(jì)算公式：

(3)

在計(jì)算儲(chǔ)層的含水飽和度時(shí)，某一層位的a、b、m、n通常取固定值，而事實(shí)上在很多地區(qū)的同一層位，即使是孔隙度完全相同的巖心，飽和度也會(huì)存在一定的差異，低孔、低滲地層尤其明顯。因此，弄清a、b、m、n的控制因素，靈活運(yùn)用阿爾奇公式建立更合適的計(jì)算模型對(duì)于準(zhǔn)確計(jì)算含水飽和度和正確評(píng)價(jià)油氣層具有重要意義。

1.2 巖電參數(shù)影響因素

1.2.1 地層水礦化度對(duì)巖電參數(shù)的影響

首先，在不考慮巖心孔隙結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)含量因素影響的條件下，對(duì)A區(qū)塊3個(gè)地區(qū)5口井146塊樣品巖電數(shù)據(jù)分地區(qū)進(jìn)行了綜合擬合統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 A區(qū)塊巖電擬合參數(shù)

模擬不同儲(chǔ)層溫度和地層水礦化度進(jìn)行試驗(yàn)，并根據(jù)地層水礦化度和試驗(yàn)溫度換算該條件下的ρw。從表1綜合試驗(yàn)擬合結(jié)果可以看出，b比較穩(wěn)定，說(shuō)明2種地層水礦化度的過(guò)渡對(duì)b的影響甚微，對(duì)a、m、n略有影響，且礦化度增大a有減小趨勢(shì)，m、n有增大趨勢(shì)。

1.2.2 孔、滲及孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)m的影響

由表1可以看出，a往往不等于1，甚至于遠(yuǎn)偏離于1，最大達(dá)2.5875，m則均小于2。與阿爾奇公式中的a=1，m=2的理論值有一定差別，主要是研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、地層的低孔-低滲性、微孔率增大及微裂縫等因素影響的結(jié)果。

圖1 沙窩地地區(qū)m與φ、K及的關(guān)系

圖2 A區(qū)塊m與φ(sh)關(guān)系

1.2.3 孔、滲及孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)n、b的影響

1.2.4 泥質(zhì)含量對(duì)m的影響

泥質(zhì)對(duì)巖石導(dǎo)電性的影響取決于泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)(φ(sh))及其分布形式，利用對(duì)泥質(zhì)反映靈敏的去鈾伽馬測(cè)井計(jì)算φ(sh)，減小了高鈾對(duì)儲(chǔ)集層φ(sh)的影響。

通過(guò)建立m與φ(sh)的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，當(dāng)φ(sh)較低時(shí)，泥質(zhì)主要以分散形式存在于孔隙及喉道之中，使巖石的孔隙空間減小，孔隙喉道變得迂回曲折甚至堵塞，從而使巖石的導(dǎo)電性變差，此時(shí)m增大；當(dāng)φ(sh)較高時(shí)，一部分泥質(zhì)能夠形成連續(xù)分布，構(gòu)成導(dǎo)電通路，使巖石的導(dǎo)電性變好，相當(dāng)于并聯(lián)了一個(gè)電阻，此時(shí)m減小。從圖2可以看出，沙窩地地區(qū)m與φ(sh)的相關(guān)性最好；征沙村地區(qū)m基本處于1.4～1.6之間，而沙窩地和莫西莊地區(qū)m主要處于1.6～1.9之間，明顯高于征沙村地區(qū)。由于征沙村地區(qū)的巖性細(xì)，以粉砂顆粒為主，孔隙度小，孔隙迂曲度大，滲透性明顯低于其他2個(gè)地區(qū)，造成征沙村地區(qū)m降低，電阻率減小。

2 地層水電阻率的選取

表2 不同方法求取ρw對(duì)比表

在儲(chǔ)層Sw的計(jì)算中，ρw是影響Sw計(jì)算精確度的最重要因素之一，鑒于研究區(qū)儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，分別采用視電阻率法和利用地層水分析資料換算地層水電阻率法求取各地區(qū)典型井的ρw。如表2所示，上述2種方法計(jì)算的ρw基本相近，在一定程度上保證了Sw的計(jì)算精度。

3 計(jì)算模型的建立

圖3 沙窩地地區(qū)擬合公式計(jì)算的Sw與巖電試驗(yàn)計(jì)算的Sw對(duì)比

3.1 沙窩地地區(qū)

以沙1井為例，首先將m與φ及無(wú)鈾伽馬計(jì)算的φ(sh)進(jìn)行二元關(guān)系擬合，建立新的m計(jì)算模型。當(dāng)a=1時(shí)，m1=f(φ,φ(sh))，擬合公式為：

圖4 莫西莊地區(qū)F與φ關(guān)系圖

圖5 莫西莊地區(qū)擬合公式計(jì)算的Sw與巖電試驗(yàn)計(jì)算的Sw對(duì)比

3.2 莫西莊地區(qū)

通過(guò)對(duì)莫西莊地區(qū)巖電試驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖4)分析發(fā)現(xiàn)，φ小于10%的巖心數(shù)據(jù)點(diǎn)明顯偏離冪數(shù)擬合線，數(shù)據(jù)點(diǎn)整體呈彎弧形，符合多項(xiàng)式擬合曲線特征；通過(guò)對(duì)F與φ進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，相關(guān)性好于冪數(shù)的擬合結(jié)果。擬合公式為：

F=3030.7φ2-1237.5φ+146.15

R2=0.8729

(5)

3.3 征沙村地區(qū)

4 應(yīng)用效果分析

分別取3個(gè)地區(qū)的沙2井、莊104井、征1井為例，利用巖電試驗(yàn)參數(shù)和擬合公式分別計(jì)算Sw，并與巖心測(cè)量的Sw進(jìn)行比對(duì)，對(duì)應(yīng)性較好，誤差基本保持在10%以內(nèi)，其中莊104井為密閉取心，取得了較好的驗(yàn)證效果(圖6)。說(shuō)明所建立的Sw計(jì)算模型精度較高，有利于研究區(qū)油、氣、水層的正確評(píng)價(jià)。

圖6 A區(qū)塊擬合公式計(jì)算Sw、巖電試驗(yàn)計(jì)算Sw與巖心測(cè)量Sw對(duì)比圖

5 結(jié)論

1)通過(guò)對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地腹部A區(qū)塊3個(gè)地區(qū)巖電參數(shù)的影響因素分析發(fā)現(xiàn)，m與φ的相關(guān)性最好，φ(sh)對(duì)m的影響分三段式，φ(sh)較小時(shí)呈正相關(guān)，隨著φ(sh)逐漸增多，m趨于平穩(wěn)，當(dāng)φ(sh)較高時(shí)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2)Sw模型因地區(qū)而異：沙窩地地區(qū)適合a=1，m=f(φ,φ(sh))關(guān)系式；莫西莊地區(qū)適合F-φ多項(xiàng)式關(guān)系；征沙村地區(qū)由于巖電參數(shù)與各因素相關(guān)性不是很高，適合采用巖電試驗(yàn)擬合參數(shù)值來(lái)計(jì)算Sw。

3)建議進(jìn)一步加強(qiáng)儲(chǔ)層條件下的巖電試驗(yàn)，并研究巖電參數(shù)與儲(chǔ)層參數(shù)的多變量關(guān)系，提高計(jì)算飽和度的精度。

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[編輯] 龔丹

2016-07-15

馬良平(1972-)，男，工程師，長(zhǎng)期從事油氣田開(kāi)發(fā)與開(kāi)采技術(shù)工作，631015789@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2017)15-0029-05

[引著格式]馬良平，何進(jìn)，潘敏，等.準(zhǔn)噶爾盆地腹部A區(qū)塊低孔低滲砂巖儲(chǔ)層飽和度計(jì)算方法[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(15):29～33.