張麗華，潘保芝，單剛義

(吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,長春 130026)

梨樹斷陷雙龍地區(qū)砂礫巖儲層有效性測井評價及應(yīng)用

張麗華，潘保芝，單剛義

(吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,長春 130026)

砂礫巖儲層測井研究的難點(diǎn)之一是儲層有效性評價。基于巖石樣品的物性分析、巖石薄片、壓汞實驗、核磁實驗和相滲實驗，綜合利用巖性、泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、束縛水飽和度和孔喉結(jié)構(gòu)等參數(shù)，構(gòu)建了反映儲層有效性的分類綜合指標(biāo)，對儲層有效性進(jìn)行測井評價。應(yīng)用到梨樹斷陷的雙龍地區(qū)，結(jié)果表明該方法能夠?qū)ρ芯繀^(qū)砂礫巖儲層進(jìn)行有效性評價。該方法也可以用于指導(dǎo)其它地區(qū)的砂礫巖儲層有效性評價。

測井評價 儲層有效性 砂礫巖 梨樹斷陷

梨樹斷陷是松遼盆地東南隆起區(qū)持續(xù)時間最長、地層發(fā)育最為齊全、沉積最厚、埋深最大、有機(jī)質(zhì)演化程度最高的斷陷盆地。斷陷層自下而上發(fā)育有火石嶺組、沙河子組、營城組及登婁庫組。營城組、沙河子組及火石嶺組暗色泥巖為主要的烴源巖[1-4]。暗色泥巖發(fā)育,有機(jī)質(zhì)豐富,演化程度高,生排烴持續(xù)時間長,從沙河子組沉積到嫩江組末,各個時期均有大量油氣生成,其中登婁庫期為排烴高峰期。營城組為梨樹斷陷深部油氣儲層，巖性主要為一套深灰、灰黑色泥巖與淺灰色粉砂、細(xì)砂巖互層夾砂礫巖層，表現(xiàn)為由粗→細(xì)→粗→細(xì)→粗的沉積旋回，其主要的沉積類型為扇三角洲和湖泊相，其中以扇三角洲前緣砂體最為發(fā)育，是營城組主要的儲層砂體[5]。砂礫巖體油氣藏已成為東北油氣分公司勘探的一個主要方向。但由于砂礫巖體多為快速堆積而成，儲層巖性成分復(fù)雜、成熟度低、分選差、泥質(zhì)含量變化大，儲層油、氣、水關(guān)系復(fù)雜，使得儲層有效性[6]評價比較困難。本文選取研究區(qū)的一些巖心樣品，做了物性分析、巖石薄片分析、壓汞實驗、核磁實驗和相滲實驗。對研究區(qū)儲層的有效性進(jìn)行評價。

1 儲層特征

1.1 巖性特征

巖石薄片鑒定結(jié)果表明，梨樹斷陷營城組儲層巖性主要是砂礫巖和砂巖。砂礫巖巖石由角礫、凝灰質(zhì)碎屑、陸源砂屑和雜基組成，它們在巖石中的含量分別為8%、20%、65%和7%。雜基為隱晶質(zhì)粘土礦物和少量火山塵，分布在碎屑之間。晶屑多為尖棱角狀，粒徑一般為0.20～0.40 mm，最大可達(dá)1.00 mm，最小僅為0.05 mm，在巖石中分布不很均勻，有局部聚集現(xiàn)象。砂巖巖石由陸源碎屑、雜基和膠結(jié)物組成，它們在巖石中的含量分別為88%、7%和5%。陸源碎屑由石英、堿性長石、斜長石、云母和巖屑組成，它們在碎屑中的含量分別為15%、10%、5%、2%和68%，碎屑多為棱角狀-次棱角狀，也有次棱角-次圓狀。粒徑差別較大，成分較為復(fù)雜。雜基為隱晶質(zhì)粘土礦物。膠結(jié)物為碳酸鹽，分布在碎屑之間，顆粒-基底支撐。

1.2 物性特征

從巖心物性分析資料來看，梨樹斷陷砂礫巖的孔隙度主要分布范圍為5%～20%，滲透率的主要分布范圍為(0.1～100)×10-3μm2，屬于低孔低滲儲層；從孔隙度滲透率關(guān)系來看(圖1)，二者相關(guān)性較差，表明滲透率不僅受孔隙度影響，還有其它影響因素存在。

圖1 孔隙度與滲透率關(guān)系

1.3 含水性特征

從核磁共振和壓汞的實驗分析結(jié)果來看，研究區(qū)的孔隙結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，大、中、小孔喉都存在。根據(jù)相滲和核磁共振巖心實驗的分析結(jié)果，研究區(qū)砂礫巖和含礫粗砂巖樣品的束縛水飽和度為42%～90%，而細(xì)砂巖和粉砂巖樣品的束縛水飽和度為71%～97%。

1.4 含油氣性特征

通過對巖心統(tǒng)計(圖2)分析發(fā)現(xiàn)，不同巖性的含油氣性有所差別，砂礫巖中含氣、油跡、油斑和熒光油氣顯示都有，還有油浸油氣顯示；在其它巖性中，沒有油浸和含氣現(xiàn)象；粉砂巖、中砂巖和粗砂巖中，有少數(shù)出現(xiàn)含熒光和油跡顯示。細(xì)砂巖和含礫巖的含油氣性居中，砂礫巖的含油氣性最好。

圖2 儲層巖性-含油性關(guān)系

1.5 電性特征

在放射性測井方面，砂巖由于分選好，雜基含量少，自然伽馬(GR)測井值低于砂礫巖、含礫細(xì)砂巖和粉砂巖。放射性能譜測井剖面上，細(xì)砂巖低鉀(K)特征明顯，相比較而言，砂礫巖和含礫細(xì)砂巖K含量較高。含礫細(xì)砂巖與砂礫巖相比，其PE值相對較高，砂巖最低(圖3)。

圖3 不同巖性各測井曲線特征

2 儲層有效性評價

儲層有效性評價往往根據(jù)試油井段的產(chǎn)能條件，通過化驗資料、常規(guī)測井以及特殊測井資料的對比分析，確定儲層有效性綜合評價指標(biāo)，進(jìn)而建立研究區(qū)不同儲層級別的分類標(biāo)準(zhǔn)。劉文輝[7]通過流動孔隙度理論的討論和分析，提出一種應(yīng)用流動能力指數(shù)評價有效性的方法。胡小強(qiáng)[8]提出了利用覆壓孔隙度及滲透率綜合指數(shù)評價儲層有效性的方法。姚軍朋[9]優(yōu)選泥質(zhì)和碳酸鹽含量、流動孔喉中值半徑、孔隙度、滲透率和束縛水飽和度作為儲層有效性評價的特征參數(shù)。司馬立強(qiáng)[10]應(yīng)用儲層孔喉結(jié)構(gòu)、儲集性、滲濾性和裂縫發(fā)育程度等4項評價指標(biāo)，對儲層有效性進(jìn)行綜合評價。

2.1 儲層巖性評價

巖石的顆粒主要成分為巖屑、石英和長石。圖4是梨樹斷陷巖樣的巖石成份三角圖，可見碎屑、石英、長石的含量有很大變化范圍，尤其是巖屑和長石的含量，可以從很少到90%?？傮w上巖石成熟度不高，巖屑、長石的含量較高，分選中等偏差，磨圓次棱角-次圓狀。

圖4 巖石成分三角圖

圖5是測試層與巖性對應(yīng)關(guān)系圖。從測試層段的巖性來看，砂礫巖層儲集性最好，有氣層，油層，差氣層，水層等。含礫砂巖次之，粉砂巖最差。

圖5 巖性與測試層對應(yīng)關(guān)系

2.2 物性下限

圖6顯示，在不同孔隙度范圍內(nèi)，滲透率隨孔隙度的增加速度明顯不同。油氣層的孔隙度下限為8.5%，滲透率0.136×10-3μm2。而含油氣層的孔隙度下限為2.5%，滲透率0.02×10-3μm2。

圖6 不同儲層巖心孔隙度與巖心滲透率的交會圖

2.3 孔喉結(jié)構(gòu)特征評價

從研究區(qū)巖樣的毛管壓力曲線[6](圖7)可見，不同巖樣壓汞曲線形態(tài)不同，物性接近的巖樣壓汞曲線形態(tài)類似。因此，根據(jù)壓汞曲線形態(tài)將研究區(qū)的巖樣分為三類(圖8)：第一類儲層的儲集性好，其對應(yīng)的巖石孔隙度分布在13%～22%之間，滲透率在(1～30)×10-3μm2之間，屬于中高孔高滲儲層，排驅(qū)壓力小于0.2 MPa，且均質(zhì)性強(qiáng)。第二類儲層的儲集性較好，其對應(yīng)的巖石孔隙度分布在9.68%～10.4%之間，滲透率在(0.1～10)×10-3μm2之間，屬于中孔-中滲儲層，排驅(qū)壓力在0.1～2.0 MPa之間，且非均質(zhì)性較強(qiáng)。第三類儲層的儲集性較差，其對應(yīng)的巖石孔隙度分布在4%～14%之間，滲透率在(0.001～0.1)×10-3μm2之間，屬于低孔低滲儲層，排驅(qū)壓力3.0～20.0MPa之間，且非均質(zhì)性較強(qiáng)。一類與三類孔隙結(jié)構(gòu)對比圖(圖8)顯示，一類儲層的孔徑分布區(qū)間為0.25～6.3 μm，三類儲層的為0.006 3～0.1 μm，一類儲層的平均孔徑大于三類儲層的孔徑，一類儲層的儲集性明顯好于三類儲層。

圖7 巖樣的進(jìn)汞曲線

圖8 一類與三類儲層的孔隙結(jié)構(gòu)對比圖

2.4 滲流特征評價

研究區(qū)儲層的物性為低孔隙度低滲透率儲層，儲層中束縛水飽和度比較高，這些特征明顯影響流體的滲流特性，因而是砂礫巖儲層有效性評價的關(guān)鍵參數(shù)之一。圖9是研究區(qū)巖樣的相滲實驗結(jié)果，研究區(qū)儲層束縛水飽和度在39%～70%，隨著含水飽和度增加，油層的相對滲透率迅速下降，水層的相對滲透率迅速上升，油水兩相的共滲區(qū)域比較窄，殘余油飽和度較高，平均為33%。

圖9 巖樣的相滲曲線圖

2.5 儲層有效性綜合指標(biāo)

通過以上各種分析，可以得出梨樹斷陷雙龍地區(qū)儲層有效性主要受巖性、孔喉結(jié)構(gòu)、孔隙度、滲透率和束縛水飽和度綜合影響，研究區(qū)的有效性綜合評價指標(biāo)見表1。

表1儲層有效性綜合評價指標(biāo)表

中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6285-2011《油氣儲層評價方法》對碎屑巖儲層的物性分類標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 儲層孔隙度和滲透率分類標(biāo)準(zhǔn)

從兩個表中可以看出，研究區(qū)的好儲層對應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)中的中等孔隙度，低和特低滲透率儲層；中等儲層對應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)中的特低孔隙度，特低和超低滲透率儲層；差儲層對應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)中的低、特低孔隙度，超低滲透率儲層。

3 有效性定量評價

3.1 泥質(zhì)含量

在自然伽馬能譜測井資料中，以鉀含量、釷含量及其總和無鈾伽馬與泥質(zhì)含量的關(guān)系最好，鈾含量與泥質(zhì)含量關(guān)系最差，高鈾會指示儲集層。因此，可以同時利用鉀、釷及無鈾伽馬曲線計算地層泥質(zhì)含量。最終選取各種方法中的最小值。

3.2 孔隙度

孔隙度計算采用密度、聲波、中子孔隙度的加權(quán)平均值方法：

(1)

式中：φD為密度測井孔隙度，%；φS為聲波測井孔隙度，%；φN為中子測井孔隙度，%。

3.3 含水飽和度

含水飽和度計算采用阿爾奇公式[11]：

(2)

式中：Sw為含水飽和度，%；Rw為地層水電阻率，Ω·m；φ為儲層孔隙度，小數(shù)；m、n分別為膠結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)；a為巖性結(jié)構(gòu)系數(shù)，b為飽和度系數(shù)。

3.4 束縛水飽和度

由于研究區(qū)沒有密閉取心分析資料，本研究中，束縛水飽和度的計算是應(yīng)用壓汞、核磁共振實驗分析數(shù)據(jù)，通過與滲透率和孔隙度多元回歸得到：

(3)

式中：k為巖心分析的滲透率，10-3μm2；φ為巖心分析的孔隙度，%。

3.5 滲透率

滲透率采用Watt’s公式計算：

(4)

(5)

式中：Vsh為地層泥質(zhì)含量，%。

3.6 應(yīng)用效果

將以上方法應(yīng)用到研究區(qū)，對儲層有效性進(jìn)行了評價。圖10是X井儲層有效性評價綜合效果圖。圖中的D層，錄井巖性為砂礫巖，計算的孔隙度為14%，滲透率為2.1×10-3μm2，含水飽和度為43%，束縛水飽和度為43%，泥質(zhì)含量為5%，計算的孔隙度和滲透率與巖心分析的孔隙度和滲透率是一致的。有效性評價為一類好儲層。C層，錄井巖性為砂礫巖，計算的孔隙度為8%，滲透率為0.2×10-3μm2，含水飽和度為51%，束縛水飽和度為51%，泥質(zhì)含量為7%，計算的孔隙度和滲透率與巖心分析的孔隙度和滲透率是一致的,有效性評價為二類中等儲層。該井在1 207.9～1 222.1 m層段有試油，也就是圖中的B,C，D三層，日產(chǎn)油6.36 m3。對研究區(qū)9口井進(jìn)行了儲層有效性指標(biāo)綜合分類，試油結(jié)果表明符合率為81%。

圖10 X井儲層有效性評價綜合效果

4 結(jié)論

通過研究儲層的巖性、孔隙結(jié)構(gòu)和滲流特征，建立了利用巖性、泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、束縛水飽和度和孔喉結(jié)構(gòu)反映儲層有效性的分類綜合指標(biāo)；將研究方法在研究區(qū)的實際井中進(jìn)行了應(yīng)用，取得了符合試油結(jié)果的效果?？梢杂迷摲椒▽ρ芯繀^(qū)的砂礫巖儲層進(jìn)行有效性評價，也可以用于指導(dǎo)其它地區(qū)類似儲層的有效性評價。

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Logging evaluation of glutenite reservoir effectiveness of Shuanglong area in Lishu Fault Depression and its application

Zhang Lihua，Pan Baozhi，Shan Gangyi

(CollegeofGeo-ExplorationScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun130026,China)

Reservoir effectiveness evaluation is one of the difficulties in glutenite reservoir evaluation by logging. According to physical property analysis, petrographic thin section, capillary pressure curve, NMR and relative permeability curve, a comprehensive index of classification reflecting reservoir effectiveness are built by comprehensively using parameters of lithology, shale content, porosity, permeability, irreducible water saturation and pore-throat structure. This method was applied to glutenite reservoirs of Shuanglong area in Lishu Fault Depression. The results indicated that this method is appropriate to evaluate the glutenite reservoir effectiveness of the research area and also provides a guide for the glutenite reservoir effectiveness in other areas.

logging evaluation; reservoir effectiveness; glutenite; Lishu Fault Depression

P631.8

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.03.004

2016-12-21；改回日期：2017-07-10。

張麗華(1974—)，女，博士，高級工程師，現(xiàn)從事測井?dāng)?shù)據(jù)處理與解釋研究。E-mail：zhanglh@jlu.edu.cn

(編輯 楊芝文)

《油井生物防腐綜合技術(shù)研究》重點(diǎn)技術(shù)國際領(lǐng)先

2017年5月23日，江蘇油田《油井生物防腐綜合技術(shù)研究》在京通過中石化科技部的鑒定，成果整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中，耐高溫防腐功能菌達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

該成果突破了油井防腐領(lǐng)域傳統(tǒng)化學(xué)法的技術(shù)思路，采用生物競爭和抑制方法，將油井腐蝕治理目標(biāo)鎖定在腐蝕環(huán)境改造上。通過投加耐高溫防腐菌和高效抑制劑,改造油井腐蝕環(huán)境,扼斷腐蝕因子產(chǎn)生條件,高效抑制有害細(xì)菌SRB,同時原位激活有益細(xì)菌DNB，實現(xiàn)快速防腐，穩(wěn)定油井生產(chǎn)。

成果取得3項技術(shù)創(chuàng)新：一是成功培育耐受90℃的防腐功能菌；二是開發(fā)20～90℃油井寬溫防腐菌劑系列, 以及高效耐高溫的生物抑制劑；三是發(fā)明了現(xiàn)場和室內(nèi)快速檢測SRB的方法，將檢測時間從7～14天縮短到2～6小時。成果共獲得授權(quán)發(fā)明專利6項，實用新型專利2項。發(fā)表論文18篇，其中，SCI論文2篇、核心期刊6篇。

成果在江蘇、江漢和華東局等油田129口油井應(yīng)用，SRB含量、硫化物含量和腐蝕速率大幅度降低，平均延長檢泵周期278.3天。截至2016年12月，已累計減少檢泵作業(yè)198井次，節(jié)約作業(yè)費(fèi)用3200萬元，多產(chǎn)原油1927.7噸。

(袁 林)

《蘇北盆地致密砂巖儲層定量評價及成藏研究》國內(nèi)領(lǐng)先

5月11日，江蘇油田完成的《蘇北盆地致密砂巖儲層定量評價及成藏研究》成果, 在京通過了中國石化科技部組織的鑒定,整體達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

本項目主要取得3項成果：一是明確了蘇北盆地高郵、金湖凹陷阜寧組與戴南組的致密砂巖儲層宏觀展布與微觀特征，指出了成巖演化過程與形成機(jī)理。二是在分析實際鉆探效果的基礎(chǔ)上, 進(jìn)行了有效儲層發(fā)育規(guī)律與分布預(yù)測研究。三是完成了儲層定量評價研究, 總結(jié)了成藏特征與油氣富集規(guī)律。

成果取得3項技術(shù)創(chuàng)新：一是總結(jié)蘇北盆地深層砂巖的成因類型，明確了儲層下限與分級標(biāo)準(zhǔn)。二是提出鐵離子的加入有利于石英在酸性條件下的溶解, 能夠有效改善砂巖的儲集性能。三是建立并應(yīng)用充注勢能指數(shù)方法, 指出高郵凹陷儲層的演化過程及油氣成藏。

成果登記中國石化專有技術(shù)1項。并且形成的技術(shù)方法，在深部儲層勘探領(lǐng)域具有較好的推廣應(yīng)用前景。

(徐 銘)