安思謹(jǐn)，馮張斌，何 斌，李欣偉，王振華.

(1.延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710065；2.長慶油田公司第一采油廠，陜西延安 716000)

志丹地區(qū)位于志丹縣西南部的旦八、義正、吳堡、金鼎等鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位置位于伊陜斜坡中部。1995年起，延長油田股份公司開始在該區(qū)投入勘探工作量，分別發(fā)現(xiàn)了侏羅系延安組延9、延10，三疊系長2、長3、長4+5、長6、長7等多套含油層系。發(fā)現(xiàn)了一批高產(chǎn)井，奠定了志丹油田滾動(dòng)勘探開發(fā)基礎(chǔ)。在短短10年內(nèi)，建成了年產(chǎn)百萬噸的大油田[1]。本文針對(duì)志丹油田長6儲(chǔ)層遇到的非均質(zhì)性強(qiáng)、油水關(guān)系復(fù)雜、低阻和高阻油層并存等問題，運(yùn)用多井分析和測(cè)井精細(xì)解釋等方法手段，開展儲(chǔ)層“四性”關(guān)系分析及復(fù)雜油水層識(shí)別，明確了“四性”下限。為該區(qū)今后的儲(chǔ)量計(jì)算工作提供了可靠參數(shù)。

1 儲(chǔ)層基本特征

志丹地區(qū)長6油層組屬于三角洲前緣沉積，以水下分流河道沉積為主，受北東向物源影響，砂體呈北東—南西向展布。儲(chǔ)層巖性主要為淺灰色、灰色、灰綠色細(xì)粒長石砂巖為主，分選中—好，磨圓度以次棱—次圓狀為主；砂巖填隙物組成中雜基主要為泥質(zhì)和黏土礦物，膠結(jié)物主要有鐵方解石、鐵白云石和硅質(zhì)。研究區(qū)各儲(chǔ)層孔隙類型多樣復(fù)雜，根據(jù)成因主要有原生孔隙、次生溶孔(溶蝕粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔等)和裂隙孔等幾種[2]，孔喉特征以小孔隙—微喉道類型為主，物性特征表現(xiàn)為低孔、特低滲(圖1)。

圖1 長6油層組儲(chǔ)層基本特征化驗(yàn)分析圖版Fig.1 The basic characteristics of thin sections with Chang-6 reservoira.顆粒分選中等—好，永1080井，1 610.44 m，長62；b.顆粒磨圓次棱角—次圓，永1080井，1 604.79 m，長61；c.鐵方解石膠結(jié)并少量交代碎屑，孔隙式膠結(jié)，永1080井，1 678.42 m，長64；d.石英膠結(jié)充填，1022-1井，1 526.81 m，長62；e.碎屑顆粒發(fā)生溶蝕產(chǎn)生溶孔，永1022-1井，1 578.14 m，長64；f.長石溶孔，永1022-1井，1 523.95 m，長62。

2 儲(chǔ)層“四性”關(guān)系

2.1 巖性與電性的關(guān)系

本區(qū)三疊系延長組巖性主要為泥巖、細(xì)砂巖等，研究區(qū)長6油層組9口井的取心巖性統(tǒng)計(jì)表明儲(chǔ)層巖性多為細(xì)砂巖。志丹地區(qū)三疊系延長組長6儲(chǔ)集層的巖電性特征(圖2)表現(xiàn)為：

泥巖：自然電位為基線，能良好地反映泥巖層段。自然伽馬高值，電阻率響應(yīng)值變化較大，主要與有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，如長63段有機(jī)質(zhì)含量較高，則電阻率呈高值特征。聲波時(shí)差總體較砂巖段響應(yīng)值高，含有機(jī)質(zhì)段更高。該區(qū)泥巖井徑測(cè)井?dāng)U徑不明顯。

細(xì)砂巖：自然電位負(fù)異常幅度明顯，多對(duì)應(yīng)低自然伽馬值，聲波時(shí)差值較低，一般大于220 μs/m。本區(qū)存在高自然伽馬砂巖段，多出現(xiàn)在長61油層亞組，但自然電位和聲波時(shí)差響應(yīng)特征正常。電阻率響應(yīng)方面，同樣長61油層亞組存在低阻油層，該區(qū)電阻率響應(yīng)值變化較大，有的甚至低于泥巖電阻率。

研究區(qū)長6油層組粉砂巖、泥質(zhì)砂巖不甚發(fā)育。

儲(chǔ)層的鈣質(zhì)夾層顯示為：聲波時(shí)差低值、自然伽馬低值、電阻率高值，而泥質(zhì)、粉砂質(zhì)夾層顯示為自然伽馬增高。普通視電阻率曲線的極大值對(duì)應(yīng)高阻層底界面。感應(yīng)曲線及八側(cè)向曲線在儲(chǔ)集層由于侵入而分開，而在泥巖及致密層處兩條曲線較接近[3]。

2.2 物性與電性的關(guān)系

根據(jù)工區(qū)永1080井、永440井、永856井、永1025井、永1131井、永405井、永410井、永857井、永1022-1井以及鄰區(qū)正398、正399、正400井共612個(gè)巖心樣品的物性分析統(tǒng)計(jì),對(duì)工區(qū)長6油層組各油層亞組的物性進(jìn)行深入細(xì)致研究，結(jié)果表明：長6油層組儲(chǔ)層屬于低孔、超低滲儲(chǔ)層，并且長61儲(chǔ)層物性最好，長62次之，長63、長64較差(表1)。

表1 長6油層組儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of Chang-6 reservoir of porosity and permeability

志丹地區(qū)三疊系長6儲(chǔ)層屬中—低孔、特低滲—超低滲儲(chǔ)層。本區(qū)聲波時(shí)差曲線能較好地反映儲(chǔ)層的物性，儲(chǔ)層物性與聲波時(shí)差呈正相關(guān)性，儲(chǔ)層聲波時(shí)差曲線一般大于220 μs/m；電測(cè)曲線對(duì)儲(chǔ)集性能的反映主要表現(xiàn)在自然電位、聲波時(shí)差上?？住B相對(duì)較好的儲(chǔ)層，自然電位曲線反映明顯的負(fù)異常幅度值、相對(duì)較高的聲波時(shí)差值，研究區(qū)較好的主力油層聲波時(shí)差值多在220 μs/m以上(圖2)。

2.3 含油性與電性的關(guān)系

據(jù)志丹地區(qū)儲(chǔ)層含油性與測(cè)井響應(yīng)特征研究發(fā)現(xiàn)：

(1)產(chǎn)純油和純水的井較少，大部分油水同出，且油水同出井大部分含水率在20%～50%之間。

圖2 永440井長61、長62油層亞組四性關(guān)系Fig.2 Four property relationship diagram of Chang-6 reservoir with well Yong440

(2)視電阻率對(duì)儲(chǔ)層的巖性反映較好，而對(duì)于含油性不靈敏，因此，其只能用于儲(chǔ)層劃分對(duì)比的依據(jù)；而雙感應(yīng)則相對(duì)較靈敏[4]。

(3)油層的電阻率普遍較低，深感應(yīng)電阻率一般在6～20 Ω·m之間，個(gè)別井的較高，可達(dá)50 Ω·m(據(jù)分析可知，這種高電阻率的油層一般物性較差，可知高電阻率多源于巖石骨架的貢獻(xiàn))。水層和含油水層的深感應(yīng)電阻率變化較大，范圍為8.6～30.6 Ω·m；干層的自然電位負(fù)異常幅度較低，聲波時(shí)差一般在220 μs/m以下，深感應(yīng)電阻率較高，一般大于30 Ω·m。

(4)從雙感應(yīng)測(cè)井的相對(duì)關(guān)系來講，將近有一半的油層深感應(yīng)電阻率大于中感應(yīng)電阻率，但由于八側(cè)向值一般情況下大于感應(yīng)測(cè)井，因此表現(xiàn)出不典型的“減阻侵入”特征；水層、含油水層和部分含水率較高的油水同層，表現(xiàn)為正常的“增阻侵入”特征；但同時(shí)還存在部分含水率較低的油層表現(xiàn)為增阻侵入特征，不利于油水層識(shí)別。

電阻率是識(shí)別油、水層最重要的參數(shù)。本區(qū)延長組儲(chǔ)層流體性質(zhì)分布規(guī)律復(fù)雜，除了常規(guī)油層外，還存在低阻油層、高阻水層等情況，使得含油性與電性關(guān)系變得復(fù)雜。鑒于此，本次研究分別對(duì)常規(guī)油層和低阻油層進(jìn)行研究，確定其含油性和電性的關(guān)系，為后期原始含油飽和度和物性下限確定提供依據(jù)[5]。

常規(guī)油層如永440井(圖2)，測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為自然伽馬為68 API，聲波時(shí)差為244 μs/m，深感應(yīng)電阻率為17 Ω·m；低阻油層如永735-3井(圖3)測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為自然伽馬為77 API，聲波時(shí)差為244 μs/m，深感應(yīng)電阻率為6.01 Ω·m?？梢娂词篂樯罡袘?yīng)電阻率的絕對(duì)值，常規(guī)油層也比低阻油層高出許多。另外，高阻水層如永417-3井(圖4)的測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為自然伽馬為71 API，聲波時(shí)差為223 μs/m，深感應(yīng)電阻率為23 Ω·m。

圖3 永735-3井長6油層組低阻油層四性關(guān)系特征Fig.3 Four property relationship of Chang-6 low-resistance reservoir with well Yong735-3

3 復(fù)雜油水層識(shí)別

由于研究區(qū)常規(guī)砂巖與高伽馬砂巖共存，常規(guī)油層和相對(duì)低電阻率油層共存，一般水層和相對(duì)高電阻率水層共存，油水關(guān)系復(fù)雜，四性關(guān)系復(fù)雜，流體識(shí)別過程中很難用某一種測(cè)井信號(hào)就可以把流體性質(zhì)完全區(qū)分開；因此，本次研究采用單項(xiàng)測(cè)井信號(hào)地質(zhì)信息精細(xì)有效提取，分類研究，逐步識(shí)別流體性質(zhì)的思路。

圖4 永417-3井長6油層組高阻水層四性關(guān)系特征Fig.4 Four property relationship of Chang-6 high resistivity water layers with well Yong417-3

據(jù)研究區(qū)延長組長6油層組常規(guī)油層選取的70口井160層的試油試采資料，分別讀取對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)值，針對(duì)常規(guī)油層、低阻油層制作視電阻率值與孔隙度的交會(huì)圖版。從聲波時(shí)差與電阻率的交會(huì)圖(圖5)可以看出，混入點(diǎn)相對(duì)較多，因此本次研究利用自然伽馬與電阻率以及自然伽馬與組合參數(shù)的識(shí)別圖版進(jìn)行逐步識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了高精度的識(shí)別效果：工業(yè)油水同層140層，水層14層，干層6層，圖版誤入點(diǎn)1個(gè)，誤出點(diǎn)0個(gè)，圖版精度在99%以上。從交會(huì)圖版獲得經(jīng)校正后的各種測(cè)井參數(shù)下限值(長6油層組常規(guī)油層)：聲波時(shí)差≥215 μs/m，深感應(yīng)電阻率≥14.5 Ω·m，自然伽馬為68～110 API，含水飽和度≤58%(So≥42%)。

針對(duì)長6油層組低阻油層選取的72口井98層的試油試采資料點(diǎn)，經(jīng)過逐步識(shí)別，其中工業(yè)油水層82層，水層10層，干層6層，圖版誤入點(diǎn)1個(gè)，誤出點(diǎn)0個(gè)，亦達(dá)到了較高識(shí)別精度的效果(圖7～圖10)，滿足該區(qū)延長組儲(chǔ)層地質(zhì)研究和探明儲(chǔ)量計(jì)算的需要。從制作的長6油層組視電阻率與測(cè)井解釋孔隙度交會(huì)圖版(圖6)可獲得經(jīng)校正后的各種測(cè)井參數(shù)下限值(長6油層組低阻油層)：聲波時(shí)差≥220 μs/m，深感應(yīng)電阻率為6～18 Ω·m，自然伽馬≤98 API，含水飽和度≤60%(So≥40%)。

4 “四性”下限的確定

4.1 物性下限標(biāo)準(zhǔn)

有效厚度下限值的確定以試油試采資料為依據(jù)，以巖心分析資料為基礎(chǔ)，進(jìn)行地質(zhì)、錄井、地球物理測(cè)井等資料的綜合研究，來確定適應(yīng)本區(qū)油層特點(diǎn)的巖性、物性、含油性和電性的下限標(biāo)準(zhǔn)。研究區(qū)儲(chǔ)層物性下限的確定分別采用了壓汞參數(shù)法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和類比法。

4.1.1 壓汞參數(shù)法

由于研究區(qū)的壓汞樣品數(shù)量有限，常規(guī)油層和低阻油層分開研究規(guī)律性不強(qiáng)，因此進(jìn)行了整體研究。根據(jù)區(qū)內(nèi)三疊系延長組長6油層組儲(chǔ)層4口井64個(gè)樣品的滲透率與排驅(qū)壓力和中值壓力的關(guān)系來看(圖7、圖8)，當(dāng)滲透率小于0.25 mD時(shí)，排驅(qū)壓力和中值壓力急劇增大，說明0.25 mD可以作為本區(qū)三疊系延長組長6油層組的滲透率下限。滲透率0.25 mD時(shí)對(duì)應(yīng)的孔隙度為8%(圖9)。相應(yīng)地，滲透率0.25 mD、孔隙度8%可以作為本區(qū)三疊系延長組長6油層組的孔隙度下限。

4.1.2 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法

考慮到鄂爾多斯盆地低孔、低滲的儲(chǔ)層特點(diǎn)，要求累計(jì)樣品丟失不超過總累計(jì)的20%，累計(jì)儲(chǔ)能丟失不超過總累計(jì)的10%。此次利用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法將分別確定常規(guī)油層和低阻油層的孔滲物性下限。

圖5 長6油層組常規(guī)油層識(shí)別圖版Fig.5 Identification plate of Chang-6 conventional reservoir

針對(duì)常規(guī)油層，通過對(duì)研究區(qū)三疊系延長組長6油層組8口井53塊樣品進(jìn)行化驗(yàn)資料分析統(tǒng)計(jì)，主要孔隙度分布范圍在9%～12%之間，平均為10.1%；主要滲透率分布范圍在0.2～0.9 mD之間，平均為0.53 mD，屬低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)層，儲(chǔ)層致密，物性更差。采用區(qū)內(nèi)巖心樣品的分析數(shù)據(jù)作孔隙度、滲透率頻率分布圖。根據(jù)本區(qū)實(shí)際情況，頻率分布圖上作孔隙度與滲透率的累計(jì)頻率曲線和累計(jì)能力丟失曲線。從三疊系延長組長6油層組常規(guī)油層滲透率頻率分布圖來看，滲透率值為0.2 mD，累計(jì)產(chǎn)油能力丟失5.6%，累計(jì)頻率損失18.2%，基于本區(qū)取樣長度基本一致，即厚度損失18.2%；從孔滲關(guān)系圖上看(圖9)，相應(yīng)孔隙度為7.5%；從孔隙度頻率分布來看，孔隙度下限值取7.5%；累計(jì)儲(chǔ)油能力丟失9.7%，累計(jì)頻率損失15.1%，即厚度損失15.1%。按以上標(biāo)準(zhǔn)取下限值，則儲(chǔ)油能力、產(chǎn)油能力和油層厚度損失都較小。因此，滲透率0.2 mD、孔隙度7.5%可以作為長6油層組常規(guī)油層有效厚度的物性下限。

針對(duì)低阻油層，通過對(duì)研究區(qū)三疊系延長組長6油層組7口井65塊樣品進(jìn)行化驗(yàn)資料分析統(tǒng)計(jì)，主要孔隙度分布范圍在11%～16%之間，平均為12%；主要滲透率分布范圍在0.2～4 mD之間，平均為1 mD，屬低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較差[6]。采用區(qū)內(nèi)巖心樣品的分析數(shù)據(jù)作孔隙度、滲透率頻率分布圖。根據(jù)本區(qū)實(shí)際情況，頻率分布圖上作孔隙度與滲透率的累計(jì)頻率曲線和累計(jì)能力丟失曲線。延長組長6油層組低阻油層滲透率值為0.25 mD，累計(jì)產(chǎn)油能力丟失2.4%，累計(jì)頻率損失17.2%，基于本區(qū)取樣長度基本一致，即厚度損失17.2%；從孔滲關(guān)系圖上看，相應(yīng)孔隙度為8.5%；從孔隙度頻率分布來看，孔隙度下限值取8.5%，累計(jì)儲(chǔ)油能力丟失6.6%，累計(jì)頻率損失10.8%，即厚度損失10.8%。按以上標(biāo)準(zhǔn)取下限值，則儲(chǔ)油能力、產(chǎn)油能力和油層厚度損失都較小。因此，滲透率0.25 mD、孔隙度8.5%可以作為長6油層組低阻油層有效厚度的物性下限。

圖6 長6油層組低阻油層識(shí)別圖版Fig.6 Identification plate of Chang-6 low-resistance reservoir

4.1.3 類比法確定物性下限

海子塌周邊地區(qū)有樊川、何家洼、正356和正316井區(qū)，對(duì)其長6油層組儲(chǔ)量計(jì)算時(shí)物性下限選取進(jìn)行參考，可以看出長6油層的孔隙度下限值在6%～8%之間，滲透率在0.1～0.4 mD之間(表2)。

綜合考慮，長6常規(guī)油層滲透率取0.2 mD，孔隙度取7.5%；長6低阻油層滲透率取0.25 mD，孔隙度取8.5%，為本區(qū)物性下限。

圖7 長6油層組滲透率與中值壓力關(guān)系圖Fig.7 The diagram of relationship between permeability and median pressure with Chang-6 reservoir

4.2 巖性下限標(biāo)準(zhǔn)

本區(qū)三疊系延長組長6油層組沉積相主要為三角洲前緣亞相，主要為一套長石砂巖夾粉砂巖、泥巖組合。砂巖以厚層、塊狀為主，粒度偏細(xì)，以細(xì)砂巖為主。試油資料表明：長6油層組試油結(jié)果為工業(yè)油流段，其巖性以細(xì)砂巖為主(表3)。因此本區(qū)延長組儲(chǔ)層有效厚度的巖性下限定為細(xì)砂巖。

圖8 長6油層組滲透率與排驅(qū)壓力關(guān)系圖Fig.8 The diagram of relationship between permeability and expulsion pressure with Chang-6 reservoir

圖9 長6油層組滲透率和孔隙度關(guān)系圖Fig.9 The diagram of relationship between permeability and porosity with Chang-6 reservoir

表2 長6油層組物性下限表Table 2 Statistics of the lower limit of physical property with Chang-6 reservoir

4.3 含油性下限

志丹地區(qū)已獲工業(yè)油流井承壓段巖心及錄井資料統(tǒng)計(jì)表明，工業(yè)油流段含油產(chǎn)狀主要為油跡級(jí)及其以上，熒光級(jí)占極少數(shù)，因此，確定本區(qū)巖心含油級(jí)別下限為油跡級(jí)(表4、圖10)。

表3 長6儲(chǔ)層巖性下限確定表Table 3 Determination of the lower limit of lithology with Chang-6 reservoir

5 結(jié)論

(1)巖性、物性、含油性及測(cè)井響應(yīng)特征的研究表明，儲(chǔ)層的巖性越好(泥質(zhì)含量低、碳酸鹽含量越低)，則物性越好，儲(chǔ)層的電阻率越低，含油性也越好，雙感應(yīng)的“減阻侵入”越明顯。同時(shí)，電阻率絕對(duì)值的高低更取決于巖性和物性，含油性的影響較小。

表4 長6儲(chǔ)層有效厚度巖性、含油性、物性界限基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表Table 4 The lower limit of lithology and hydrocarbon containing and physical property of effective thickness with Chang-6 reservoir

圖10 長6油層組含油級(jí)別頻率直方圖Fig.10 The frequency histogram of oil-bearing grade with Chang-6 reservoir

(2)志丹地區(qū)三疊系延長組“四性”關(guān)系對(duì)應(yīng)較好。自然電位、自然伽馬組合使用可較好地區(qū)分砂泥巖，聲波時(shí)差曲線可用來解釋儲(chǔ)層孔隙度，感應(yīng)電阻率曲線可較好地反映含油性。采用自然電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、感應(yīng)電阻率曲線，參考八側(cè)向、微電極等其他曲線可以定量解釋油層。

(3)分別采用壓汞參數(shù)法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、類比法，確定三疊系延長組長6油層組常規(guī)油層物性下限為孔隙度為7.5%、滲透率為0.20 mD；長6油層組低阻油層物性下限為孔隙度為8.5%、滲透率為0.25 mD。通過對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層視電阻率與聲波時(shí)差關(guān)系建立的各種參數(shù)下限值可以發(fā)現(xiàn)，三疊系延長組長6油層組常規(guī)油層電性下限為聲波時(shí)差≥215 μs/m，深感應(yīng)電阻率≥14.5 Ω·m，自然伽馬為68～110 API；長6油層組低阻油層電性下限為聲波時(shí)差≥220 μs/m，深感應(yīng)電阻率為6～18 Ω·m，自然伽馬≤98 API。

(4)有效厚度測(cè)井參數(shù)下限值是利用試油結(jié)果和巖心分析資料與各種參數(shù)交會(huì)確定，圖版符合率為80%以上，符合儲(chǔ)量規(guī)范要求。