潘軍, 楊國棟

(1.中國石油化工股份有限公司油田事業(yè)部, 北京 100728; 2.西安理工大學高科學院, 陜西 西安 710109)

0　引　言

準噶爾盆地瑪湖地區(qū)百口泉組儲層受巖石成分復雜、粒度變化較大、孔隙類型多樣等因素的影響,儲層孔隙結構非均質(zhì)性較強,次生孔隙較發(fā)育,常規(guī)方法計算儲層滲透率準確度較低,常規(guī)評價方法建立單一回歸模型得到的滲透率相關性較差,低滲透儲層滲透率的準確表征困難較大[1]。因此,針對復雜砂礫巖儲層建立一套可行的滲透率模型,提高該儲層滲透率解釋精度。Jennings等[2]基于巖石結構系數(shù)的滲透率分類計算模型。焦翠華,王志章等[3-4]運用流動單元方法計算儲層滲透率,并對其進行分類。邵維志等[5]利用核磁共振測井刻畫孔徑尺寸空間,將孔隙分為4個區(qū)間,并用區(qū)間孔隙度計算滲透率。在前人建立滲透率模型研究的基礎上,本文利用儲層巖心分析數(shù)據(jù),結合地質(zhì)資料,分析影響滲透率的主要控制因素,采用分巖性、多元回歸的方法建立適用于低滲透砂礫巖儲層的滲透率模型,為砂礫巖儲層研究提供新實例,并且為區(qū)域油氣勘探提供參考。

1　儲層基本特征

1.1　巖性特征

收集整理了研究區(qū)6口井104張巖心掃描電鏡照片。按照巖石顆粒大小分類,可將研究區(qū)儲層段的巖性分為4類:細礫巖,占儲層段巖性的62.14%;小中礫巖,占儲層段巖性的28.25%;大中礫巖,占儲層段巖性的6.73%;砂巖(以細砂巖和細-粉砂巖為主),占儲層段巖性的2.88%(見圖1、圖2)。

圖1　研究區(qū)百口泉組儲層段巖心電鏡掃描照片

圖2　研究區(qū)百口泉組巖性統(tǒng)計頻率直方圖

1.2　物性特征

從研究區(qū)6口井217塊巖心物性分析看,樣品孔隙度分布范圍4%～13%,5%～11%區(qū)間的孔隙度占全部樣品的84.77%,其中樣品峰值對應孔隙度為5%～7%,占樣品總數(shù)的43.7%,孔隙度大于11%的相對高孔隙度段樣品占樣品總數(shù)的5.96%。滲透率主要分布范圍(0.1～10)×10-3μm2,占樣品總數(shù)的95.36%,其樣品峰值對應滲透率為(1～5)×10-3μm2,滲透率小于0.1×10-3μm2占4.6%,滲透率大于5×10-3μm2占20.5%。分析認為研究區(qū)百口泉組儲層為低孔隙度低滲透率儲層。由于儲層巖性顆粒粒級分布范圍廣,非均質(zhì)性強,巖石孔隙結構復雜,孔隙度滲透率關系較差(見圖3)。

圖3　研究區(qū)百口泉組孔隙度滲透率關系圖

2　儲層滲透率模型建立的方法

2.1　滲透率影響因素分析

圖4　研究區(qū)不同巖性、孔隙類型與物性的關系

(1) 巖性對滲透率的影響。儲層物性直接受巖石巖性影響。根據(jù)收集到取心分析資料和物性分析資料,建立了研究區(qū)儲層巖性與物性的關系圖[見圖4(a)]。結果表明,巖心分析孔隙度細礫巖和小中礫巖平均值最大,砂巖次之,大中礫巖物性最差,主要是由于巖性復雜和巖石成分多樣作用影響。因此,研究區(qū)百口泉組儲層優(yōu)勢巖性為細礫巖,其次是小中礫巖,巖性對儲層滲透率影響較大。

(2) 孔隙類型對滲透率的影響。對研究區(qū)巖心鑄體薄片統(tǒng)計分析,并結合物性資料進行了統(tǒng)計分析,結果表明,研究區(qū)百口泉組儲層孔隙類型微裂縫及収縮孔發(fā)育,成巖過程中對孔隙微孔化及孔隙之間的連通起到了重要作用,滲透率好;粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔發(fā)育較多,但成巖過程中的壓實作用導致孔隙之間的連通性較差,滲透率一般;剩余粒間孔的滲透率最低,因為該地區(qū)儲層黏土含量較高,堵塞了粒間孔的毛細管通道[見圖4(b)]。

(3) 黏土含量對滲透率的影響。收集整理研究區(qū)39塊巖心樣品的全巖分析黏土含量與巖心分析滲透的關系發(fā)現(xiàn),滲透率隨著黏土含量增大而明顯降低(見圖5),由于該地區(qū)巖石成分主要以火山凝灰?guī)r為主,且溶蝕作用,使黏土堵塞了孔隙喉道,阻礙了孔隙的連通性[6]。

圖5　研究區(qū)全巖分析黏土含量與巖心分析滲透率的關系

2.2　分巖性多元回歸法求解儲層滲透率

(1) 常規(guī)方法建立滲透率模型。根據(jù)取心資料,對研究區(qū)的物性資料進行深度歸位,并與地質(zhì)資料進行了對比分析,利用正確歸位后的物性資料建立常規(guī)滲透率模型

K=0.056φ1.607

(1)

式中,K為滲透率,×10-3μm2;φ為孔隙度,%。

(2) 分巖性多元回歸方法建立滲透率模型。通過對影響因素的分析發(fā)現(xiàn)不同巖性的滲透率差異較大,細礫巖滲透率最好,其次是小中礫巖,最后滲透性差的砂巖和大中礫巖,黏土含量和滲透率呈負相關,規(guī)律較明顯。因此,根據(jù)實際資料分巖性建立巖心滲透率與孔隙度、黏土含量的關系,即K=f(φ,Vsh),巖心滲透率與巖心孔隙度、測井計算黏土含量進行多元回歸擬合,建立儲層滲透率測井計算模型(見圖6)。

細礫巖:K=e(2.469log (φ/100)-2.733log (Vsh/100)-1.044

(2)

小中礫巖:K=e(4.287log (φ/100)-0.385log (Vsh/100)+4.87

(3)

大中礫巖:K=e(4.775log (φ/100)-1.93log (Vsh/100)+2.479

(4)

砂巖:K=e(3.813log (φ/100)-3.985log (Vsh/100)-0.73

(5)

式中,K為滲透率,×10-3μm2;φ為孔隙度,%;Vsh為黏土含量,%。

3　應用實例

以AH-9井為例,利用常規(guī)的滲透率模型計算的測井滲透率和分巖性多元回歸方法計算滲透率,對比兩者計算的結果,利用分巖性多元回歸的滲透率計算模型準確性更高(見圖7)。

圖7　研究區(qū)AH-9井滲透率計算成果圖*非法定計量單位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同

4　結　論

(1) 巖性不同的巖石滲透率差異較大、次生孔隙的滲透率比原生孔隙的較好、滲透率隨著黏土含量的增大而降低。

(2) 提出了在分巖性的基礎上,對孔隙度和滲透率進行多元回歸建立滲透率模型,并與常規(guī)單孔隙度計算滲透率模型進行了對比,改進的滲透率模型計算結果更準確。