李 晨 薛曉軍 王 晨 李秀彬 解俊昱 金庭科

(中國石油西部鉆探地質研究院)

0 引 言

目前新疆油田流體識別技術手段較多，但錄井流體識別方法仍以定性評價為主，雖然已初步開展基于四性分析，探索定量化評價方法的相關性研究，但沒有按照層位進行精細刻度，解釋依據(jù)主要通過試油結論進行統(tǒng)計歸納總結；其次是對微觀孔隙結構與流體賦存的關系研究不夠深入，雖然流體性質判別把握比較大，但對油水比例及流體在微觀孔隙結構中的賦存狀態(tài)不清楚，造成錄井解釋符合率偏低。通過顯微熒光薄片技術和核磁共振技術對油水在儲集層孔喉、孔道及微細裂縫等儲集空間的微觀分布特征和賦存狀態(tài)進行相關性研究，厘清了可動流體、束縛流體在儲集層中的分布規(guī)律。

1 巖心顯微熒光薄片基礎數(shù)據(jù)定量化采集

顯微熒光實現(xiàn)了流體微觀孔隙結構賦存狀態(tài)的可視化，“巖心顯微熒光薄片數(shù)字化應用系統(tǒng)”[1]從顏色、熒光強度、熒光產(chǎn)狀、發(fā)光面積及滲流通道特征等方面通過分析計算，可定量化采集數(shù)據(jù)(圖1)，用于儲集層流體性質的判別。

該系統(tǒng)可將不同倍率、不同熒光強度圖像[2]的描述信息入庫，可編輯、查詢、導入、導出、保存熒光描述信息。

通過熒光顏色識別子系統(tǒng)，可對熒光薄片的發(fā)光顏色進行有效識別、定名并統(tǒng)一管理；通過巖心熒光強度計算與識別子系統(tǒng)，可自動計算熒光發(fā)光面積并保存入庫，對發(fā)光面積能進行人工校正，對不同的發(fā)光顏色進行量化識別；通過熒光薄片喉道分析子系統(tǒng)，可實現(xiàn)喉道均值自動計算以及校正入庫；通過微細裂縫分析子系統(tǒng)，可實現(xiàn)微細裂縫的數(shù)理統(tǒng)計和入庫管理。最終，可得到顯微熒光薄片定量化數(shù)據(jù)分析報告。

圖1 錄井巖心顯微熒光薄片數(shù)字化應用系統(tǒng)結構

2 巖心柱塞樣核磁實驗計算量化參數(shù)

通過核磁共振分析實驗，觀察儲集層巖石在不同狀態(tài)下的核磁特性，綜合研究巖心孔徑分布、孔隙度、滲透率、可動流體飽和度等方面特性，可更為精確地進行儲集層分類、流體賦存狀態(tài)定義及儲集層流體可動性評價，這對準確認識準噶爾盆地碎屑巖儲集層微觀孔隙特征具有重要意義，對油藏開發(fā)具有一定的參考價值。

通過采集地下巖石孔隙中所含流體的核磁共振信號，即自旋回波信號，并對巖石自旋回波信號進行多弛豫反演可以得到弛豫時間譜。弛豫時間譜代表了巖石孔徑分布情況，而當孔徑小到某一程度后，孔隙中的流體將被毛管力所束縛而無法流動，表明在弛豫時間譜上存在一個閾值，當孔隙流體的弛豫時間大于某一弛豫時間時，流體為可動流體，反之為束縛流體。這樣通過T2截止值的確定，可以對孔隙中油、水的可動、不可動狀態(tài)進行判斷、分析并得出相應的計算參數(shù)。目前核磁共振解釋中的T2截止值主要有2個來源：一個是由實驗室飽和水巖樣離心前后T2積分曲線對比分析得到，該方法的缺點是成本高、周期長，且數(shù)據(jù)量有限；另一個是利用經(jīng)驗值，國內外對大量飽和水砂巖巖樣T2截止值測量分析發(fā)現(xiàn)，不同物性巖樣T2截止值變化非常大。因此，利用上述2種方法獲取T2截止值均存在一定的局限性。本次實驗共選取具有代表性的準噶爾盆地6口井侏羅系32塊樣品，并分巖性進行了原狀、飽和、離心前后的核磁測量，基本涵蓋了準噶爾盆地大部分巖性，主要分為泥質粉砂巖、粉-細砂巖、細砂巖、中-細砂巖、中-粗砂巖、砂礫巖六類。離心實驗后通過32塊飽和水巖樣的T2譜形態(tài)特征與T2截止值對比分析發(fā)現(xiàn)，T2截止值在T2譜上的位置與T2譜形態(tài)、T2譜峰值位置關系密切[3]，為此建立了一種基于T2譜形態(tài)特征的與離心實驗相結合的T2截止值確定方法，由此可得到縱向上連續(xù)變化的T2截止值，從而大幅提高可動、束縛流體飽和度的計算精度[4-5]，按照巖性和T2譜形態(tài)總結見表1、表2、表3。

表1T2譜形態(tài)(單峰)特征總結

表2T2譜形態(tài)(雙峰)特征總結

表3T2譜形態(tài)(三峰)特征總結

3 顯微熒光與核磁敏感參數(shù)的定量化評價

在顯微熒光薄片技術以及核磁共振錄井技術應用以前, 錄井在含油氣豐度的評價方面長期處于缺少及時、可靠物性參數(shù)的支撐, 甚至不得不等測井結果出來才能評價的局面。顯微熒光薄片技術與核磁共振錄井技術為流體的實時評價提供了支撐, 并為準確分析各種參數(shù)之間的消長關系提供了依據(jù)，物性與含油氣性的結合, 提高了油氣層評價的速度和準確性。主要運用敏感參數(shù)法和圖形法來進行評價。敏感參數(shù)法可對巖石物性、含油性參數(shù)進行定量分析和總結，圖形法可對巖石中流體附存狀態(tài)進行直觀描述和分類，兩者結合，運用這些豐富而重要的信息可準確判斷儲集層的特征分布。

3.1 敏感參數(shù)法

提取顯微熒光敏感參數(shù)與核磁敏感參數(shù)，通過“物化結合”把兩者結合在一起， 即將巖石物理參數(shù)與包含熒光信息的化學參數(shù)相結合。由于顯微熒光敏感參數(shù)與核磁敏感參數(shù)均能反映儲集層的物性與含油性，且具有一定的相關性，兩者結合建立圖板，可更加準確地對儲集層進行評價。

通過對準噶爾盆地M 23、ZJ 3-H等15口井試油層共90個數(shù)據(jù)點的參數(shù)進行分析，運用顯微熒光薄片定量化參數(shù)與錄井核磁共振參數(shù)交會，建立了顯微熒光與核磁共振解釋圖板。從運用效果最好的來看，發(fā)光面積和含油飽和度這兩個敏感參數(shù)的交會圖板可劃分出明顯價值區(qū)與非價值區(qū)(圖2)，價值區(qū)為發(fā)光面積>6%且含油飽和度>32%，非價值區(qū)為發(fā)光面積<8%且含油飽和度<32%。

圖2 熒光與核磁敏感參數(shù)劃分流體性質圖板

3.2 圖形法

通過核磁共振T2衰減曲線的反演，可得出巖心的孔徑分布，核磁共振的巖樣T2譜中包含孔隙大小分布、流體分布等多種信息，而在新鮮樣、浸泡樣、飽和樣譜圖中包含油氣充滿度、逸散度、含水性等信息。因此，將譜圖的形態(tài)特征結合顯微熒光圖像特征，可綜合判斷儲集層物性、含油性特征。

準噶爾盆地許多井從試油結果看,儲集層的物性、含油性差異較大，將儲集層由好到差劃分為4類(A、B、C、D類)。

A類：T2譜及參數(shù)特征如圖3所示。T2譜為以大孔隙為主的單峰形態(tài)，說明孔隙大，分選較好，與飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)相似，表明儲集層均質性好，而且可動流體含量高。結合顯微熒光圖像來看，主孔喉流體主要為烴類，發(fā)光面積較大，基質受浸染程度高；其孔隙發(fā)育。此類儲集層不采取壓裂或酸化等措施。

圖3 A類儲集層T2譜與顯微熒光圖片示意

B類：T2譜及參數(shù)特征如圖4所示。T2譜主要為雙峰或三峰形態(tài)，右峰一般代表可動流體，左峰代表束縛流體。右峰與弛豫時間軸包圍面積大，則可動流體飽和度高；反之，則束縛流體飽和度高。右峰下包圍面積大，信號幅度較高，表明存在一定的大孔隙，孔喉分選較好。飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)不一致，反映出儲集層均質性較差。結合顯微熒光圖像來看，發(fā)光面積中等；角隅狀、喉道狀、孔表吸附狀，主孔喉大部為烴類占據(jù)，基質浸染程度低；其孔隙較發(fā)育。此類儲集層建議采取壓裂或酸化等措施。

圖4 B類儲集層T2譜與顯微熒光圖片示意

C類：T2譜及參數(shù)特征如圖5所示。T2譜主要為雙峰形態(tài),與飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)相似,右峰下包面積小,左峰下包面積大,反映出儲集層均質性較差,大孔隙較少,小孔隙較多,表明在低孔低滲儲集層中屬于差儲集層,尤其滲流能力差, 可動流體含量低, 束縛流體含量高。結合顯微熒光圖像來看，發(fā)光面積小；呈喉道狀、角隅狀、孔表吸附狀，主孔喉見可動水，基質受輕微浸染。 因此, 在壓裂條件下可產(chǎn)出一定量的流體。

圖5 C類儲集層T2譜與顯微熒光圖片示意

D類：T2譜及參數(shù)特征如圖6所示，T2譜主要為雙峰形態(tài), 與飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)基本一致,反映出儲集層均質性較好。飽和狀態(tài)T2譜包圍面積小,幅度小,表明孔隙度小,同時飽和狀態(tài)T2譜左峰高于右峰,表明束縛流體飽和度高于可動流體飽和度,小孔隙較多,大孔隙較少。因此,儲集層產(chǎn)出量即使在壓裂條件下也較少。表明該儲集層在低孔低滲儲集層中屬于差儲集層,尤其滲流能力非常差,束縛流體相比可動流體含量高,但整體流體含量低。結合顯微熒光圖像來看，發(fā)光面積?。唤怯鐮?、孔表吸附狀，主孔喉見烴類可動水不明顯，基質受輕微浸染；其孔隙不發(fā)育。因此,建議不采取措施。

圖6 D類儲集層T2譜與顯微熒光圖片示意

4 現(xiàn)場應用

碎屑巖儲集層可動流體定量化評價方法能夠從微觀角度展示儲集層孔隙結構和流體賦存狀態(tài)，為流體評價提供了更為精細的第一手直觀資料，進一步為試油選層、優(yōu)選改造工藝提供決策依據(jù)。F 29井為準噶爾盆地東部的一口重點探井，通過該井2 364.98～2 367.58 m井段巖心熒光顯微圖像綜合特征統(tǒng)計成果報告可知，熒光顏色主要為黃綠色-淡黃色(顏色量化為4)，發(fā)光強度為中亮-亮(強度量化為5)，發(fā)光面積為6.92%～19.78%，基質受浸染程度較深，極個別砂巖顆粒受浸染發(fā)黃褐色光，粒間孔發(fā)育，孔道輪廓不清晰；對井段2 364.80～2 367.58 m巖心柱體樣進行核磁共振分析，T2譜圖呈雙峰形，大孔隙與小孔隙均存在,儲集層均質性較好，可動流體含量略高于束縛流體含量。孔隙度13.31%～17.43%，滲透率2.71～19.61 mD，含油飽和度34.02%～42.77%，數(shù)據(jù)點落在價值區(qū)，即落在油層、油水同層區(qū)(圖2)；運用圖形法可知存在大孔隙，儲集層均質性較好，主孔喉大部為烴類占據(jù)，基質浸染程度較高；孔隙較發(fā)育，顯微熒光發(fā)光面積高(圖7)。綜合評價，錄井解釋為油層，建議采取壓裂或酸化等措施。后期試油，井段2 363.00～2 370.00 m壓裂后產(chǎn)油6.15 t/d，試油為油層。分析結果與試油結果吻合性較好。

圖7 F 29井T2譜與顯微熒光圖片示意

5 結 論

通過以顯微熒光薄片圖像為基礎，以計算機圖像處理技術為工具，對熒光圖像的發(fā)光顏色、發(fā)光強度、發(fā)光面積、喉道以及微細裂縫進行量化統(tǒng)計分析，開發(fā)了“巖心顯微熒光薄片數(shù)字化應用系統(tǒng)”，由定性觀察過渡到定量采集分析；利用巖心柱塞樣進行核磁實驗分析，將侏羅系的碎屑巖進行分類，分別求取其T2截止值并歸納總結孔隙分布特征，進而準確求取核磁參數(shù)；利用敏感參數(shù)法、圖形法將顯微熒光薄片、核磁敏感參數(shù)進行融合，綜合分析儲集層的物性與流體賦存狀態(tài)，最終對儲集層進行精細評價，在實際運用中符合率較高，能夠從微觀角度展示儲集層孔隙結構和流體賦存狀態(tài)，為流體評價提供了更為精細的第一手直觀資料，進一步為試油選層、優(yōu)選改造工藝提供決策依據(jù)。