郭瑞超，王 浩，蒲婭琳，李延鈞，隆 輝，沈秋媛

（1.中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營 257015；2.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦， 四川瀘州 646001；3.成都創(chuàng)源油氣技術(shù)開發(fā)有限公司，四川成都 610500）

熒光顯微鏡是以紫外光為光源，通過激發(fā)巖石薄片中石油瀝青產(chǎn)生熒光圖像，而達到與巖石特征同時觀察的條件。鏡下觀察可將不同組分瀝青的存在方式清晰地反映出來，揭示巖石中石油瀝青的分布與巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、次生縫洞的關(guān)系[1]。熒光顯微鏡技術(shù)作為研究石油生儲條件的一種方法，尤其在判斷儲層含氣性方面已得到廣泛應(yīng)用。本文首次探討顯微熒光作為一種判斷儲層物性下限的新方法，對于試油資料不全、實測物性及綜合解釋成果較少的地區(qū)具有較好的應(yīng)用價值。

研究區(qū)位于四川盆地南部，西起犍為縣，東至江津市，北抵安岳縣，南至川滇、川黔省界，跨越四川盆地川西南低緩構(gòu)造區(qū)、川南低陡構(gòu)造區(qū)以及川中低平構(gòu)造區(qū)南部三個構(gòu)造單元。由于構(gòu)造上的差異，將研究區(qū)須家河組儲層分為北區(qū)和南區(qū)兩大區(qū)域，其中北區(qū)指川中-川南過渡帶，主要發(fā)育孔隙型儲層；南區(qū)包括川西南和川南（瀘州古隆起區(qū)）地區(qū)，儲層以裂縫-孔隙型為主。

1 顯微熒光特征

儲層具有儲集和滲流雙重作用，從孔隙微觀結(jié)構(gòu)可見孔隙和喉道中均有不同程度的熒光顯示[2]。儲層條件的好壞，在顯微熒光上的顯示特征差異明顯?？紫稛o熒光或者孔隙內(nèi)偶見弱熒光，但喉道無熒光，此類儲層為很差的儲集條件和滲流條件；孔隙內(nèi)大部分或者部分見熒光，喉道內(nèi)基本無熒光或者偶見弱熒光，反映儲層具有較好的儲集條件，但是滲流條件較差；若大部分孔隙和喉道內(nèi)都有較強的熒光，或者大部分孔隙內(nèi)和部分喉道內(nèi)有中強熒光，此類儲層具有較好的儲集條件和滲流條件。因此，通過顯微熒光法反映儲層的含氣性較為直觀可靠。

在北區(qū)孔隙型儲層中（圖1），岳3 井、岳2 井及包淺1 井等樣品孔隙內(nèi)均見熒光，喉道內(nèi)基本無熒光或者偶見弱熒光，熒光顯示表現(xiàn)為中等，這些表明孔隙內(nèi)有烴類流體的痕跡，但流體的滲流條件較差，其孔隙度為4.0%～9.0%。

在南區(qū)裂縫-孔隙型儲層中（圖2），丹淺001-1 井、井25 井及丹淺1 井等樣品孔隙內(nèi)也均見熒光顯示，喉道內(nèi)一般無熒光或者偶見弱熒光，說明孔隙內(nèi)有烴類物質(zhì)的殘留?？缀頍晒怙@示為中等，孔隙度為2.5%～5.6%。

研究區(qū)內(nèi)須家河組儲層的含水飽和度普遍較高。38 口井的巖心含水飽和度的測試結(jié)果表明，研究區(qū)平均含水飽和度為40.00%～80.00%，北區(qū)產(chǎn)氣層段含水飽和度為40.00%～72.00%，而南區(qū)為50.00%～72.00%，如丹淺001-1 井須四段（T3x4）和岳5 井須二段（T3x2）等。丹淺001-1 井的產(chǎn)氣量為3.48×104m3/d，岳5 井的產(chǎn)氣量為0.69×104m3/d，與顯微熒光特征一致（表1）。

圖1 研究區(qū)北區(qū)顯微熒光特征

圖2 研究區(qū)南區(qū)顯微熒光特征

表1 儲層孔隙度及氣水含量統(tǒng)計

2 顯微熒光與孔喉關(guān)系

據(jù)研究區(qū)孔喉顯微熒光分級特征（圖3）可以看出:圖3a 中，熒光顯示非常好，孔隙和喉道都有很強的亮藍色熒光，喉道較短，半徑大，說明此類儲層的儲集和滲流條件均較好，因此，將該類孔喉與熒光顯示的關(guān)系定為Ⅰ類；圖3b 中，孔隙中有淡藍色的熒光，喉道內(nèi)熒光顯示很差，幾乎無熒光顯示，將此類孔喉與熒光顯示的關(guān)系定為Ⅱ類；圖3c 中，孔隙內(nèi)偶見弱熒光，喉道內(nèi)無熒光顯示，可見孔隙和喉道的熒光顯示總體都比較差，將此類孔喉與熒光顯示的關(guān)系定為Ⅲ類。

圖3 研究區(qū)孔喉顯微熒光分級特征

3 儲層物性下限

有效儲層是指儲層中有工業(yè)流體并且流體能夠通過喉道流動出來的儲層，也指在現(xiàn)有的工藝技術(shù)及經(jīng)濟條件下能夠產(chǎn)出具有商業(yè)價值油氣流的儲層[3]。通常認為物性低于下限的儲層不具有儲油和產(chǎn)油能力。儲層是否具有產(chǎn)油、產(chǎn)氣能力，主要受儲集油氣和流動能力兩個因素控制，即只有當油、氣層有效孔隙度和滲透率達到一定界限時，儲層才具有開采價值，此界限即為儲層的物性下限，可以通過熒光顯示來確定有效儲層的下限值[4]。通過觀察研究區(qū)須家河組50 個顯微熒光薄片，其顯微熒光具有以下特征:在北區(qū)孔隙型儲層中，當孔隙度小于4.0%時，孔隙和喉道熒光顯示很差，一般都無熒光顯示，即無烴類流體痕跡，屬于Ⅲ類；當孔隙度為4.0%～9.0%時，孔隙內(nèi)有熒光，喉道內(nèi)基本無熒光或者偶見弱熒光，熒光顯示表現(xiàn)為中等，表明有烴類流體儲集的痕跡，但是流體的滲流條件較差，屬于Ⅱ類；當孔隙度大于9.0%時，孔隙和喉道熒光顯示都比較好，表明流體在孔喉內(nèi)的流動性好，屬于Ⅰ類（圖4a）。據(jù)此可認為北區(qū)孔隙型儲層的孔隙度下限為9.0%。

在南區(qū)裂縫-孔隙型儲層中，當孔隙度小于2.0%，滲透率小于0.02×10-3μm2時，孔隙和喉道內(nèi)均無熒光顯示，即一般無流體痕跡，屬于Ⅲ類；當孔隙度為2.0%～5.0%，滲透率為0.02×10-3～0.10×10-3μm2時，孔隙內(nèi)有熒光顯示，喉道內(nèi)一般無熒光或者偶見弱熒光，孔喉熒光顯示為中等，屬于Ⅱ類；當孔隙度大于5.0%，滲透率大于0.10×10-3μm2時，孔隙和喉道內(nèi)熒光顯示都較好，表明流體在孔喉內(nèi)的流動性好，屬于Ⅰ類（圖4b）。綜合以上分析結(jié)果，可將南區(qū)裂縫-孔隙型儲層的孔隙度下限值定為5.0%。

4 方法驗證

采用試油成果法、孔隙度-滲透率交會法和最小孔喉半徑法分析物性下限，對顯微熒光法的結(jié)果予以驗證。

4.1 試油成果法

圖4 熒光顯示與孔隙度-滲透率相關(guān)關(guān)系

試油成果法是根據(jù)研究區(qū)內(nèi)若干井的試油結(jié)果，并統(tǒng)計對應(yīng)井的測試井段的測井解釋平均孔隙度與平均滲透率，繪制試油結(jié)果與孔滲相關(guān)圖。北區(qū)試油結(jié)果與孔滲相關(guān)關(guān)系顯示，在孔隙度大于9.0%、 滲透率大于0.10×10-3μm2的條件下，儲層能夠產(chǎn)出工業(yè)氣流；如果儲層裂縫發(fā)育使得滲透率較高，則孔隙度為5.0%～9.0%時也可以形成工業(yè)氣流；而當無裂縫發(fā)育、孔隙度小于9.0%時，不能形成工業(yè)氣流（圖5a）。南區(qū)試油結(jié)果與孔滲相關(guān)關(guān)系顯示，在南區(qū)孔隙度大于5.0%、滲透率大于0.10×10-3μm2時才能形成工業(yè)氣流；若兩者之一不能夠滿足，則測試結(jié)果為微弱氣流（圖5b）。

綜合巖心孔隙度分析與試油結(jié)果認為，北區(qū)儲層無裂縫發(fā)育時，孔隙度若小于9.0%，無氣體產(chǎn)出；而只有孔隙度大于9.0%時才能成為氣層。有微裂縫存在時，孔隙度不是唯一控制儲層的因素，裂縫較發(fā)育可使得儲集性能大大提升，在此情況下，孔隙度為6.0%～9.0%時可以成為具有工業(yè)產(chǎn)能的儲層。據(jù)此認為北區(qū)孔隙度下限9%較為合理。在南區(qū)，儲層的孔隙度若小于5.0%、滲透率小于0.10×10-3μm2時，無氣體產(chǎn)出；而只有當儲層孔隙度大于5.0%、滲透率大于0.10×10-3μm2時，才能成為氣層。

圖5 試油結(jié)果與孔隙度-滲透率相關(guān)關(guān)系

4.2 孔隙度-滲透率交會法

孔隙度-滲透率交會法在確定物性下限中應(yīng)用較為廣泛[5]，其方法是繪制巖心實測孔隙度與滲透率的相關(guān)圖，圖中回歸的曲線存在三個段。其中，第一段曲線表現(xiàn)為孔隙度與滲透率同時增加，由于滲透率采用對數(shù)坐標，故滲透率仍處于較低值區(qū)間；第二段曲線表現(xiàn)為平臺期，此階段隨著孔隙度增加，滲透率增加幅度甚小，說明此階段中的孔隙度對滲透率影響不大，孔隙主要為無滲透能力的孔隙；第三段曲線為孔隙度與滲透率均呈線性增加[6]。本文認為物性下限應(yīng)當選定第二段曲線與第三段曲線的交會點，該點反映開始控制滲透率大小的孔隙度值。該方法中拐點的確定可能存在誤差，但仍是一種較為實用的確定物性下限的方法[7]。

研究區(qū)北區(qū)孔隙度-滲透率相關(guān)關(guān)系結(jié)果表現(xiàn)為:三個層段均表現(xiàn)出典型的三段曲線特征，其中，第一段曲線滲透率基本都小于0.10×10-3μm2，第二段與第三段曲線的交點多位于孔隙度8.0%～9.0%，對應(yīng)滲透率為0.10×10-3μm2（圖6a）。研究區(qū)南區(qū)孔隙度-滲透率相關(guān)關(guān)系結(jié)果存在低孔高滲點，但總體趨勢基本符合三段曲線的特征，第二段曲線與第三段曲線的交點孔隙度為5.0%左右，對應(yīng)滲透率值為0.10×10-3μm2（圖6b）。通過兩研究區(qū)的孔滲交會法，可確定北區(qū)的孔隙度下限應(yīng)為8.0%～9.0%，南區(qū)的孔隙度下限應(yīng)為5.0%，兩區(qū)滲透率下限均為0.10×10-3μm2。

4.3 最小孔喉半徑法

圖6 研究區(qū)儲層孔隙度與滲透率相關(guān)關(guān)系

最小孔喉半徑法是通過喉道半徑值來確定有效儲層物性下限標準的方法[8]。據(jù)國內(nèi)外的研究成果表明，油藏形成過程中油氣驅(qū)替地層水需要克服非常高的毛管壓力[9]。水濕性碎屑巖顆粒表面附著的水膜厚度大約為0.08～0.10 μm，當儲層的孔喉半徑小于該厚度時，油氣難以進入孔隙而形成有效儲層[10]。通過統(tǒng)計孔喉中值半徑與孔隙度以及滲透率實測結(jié)果，繪制中值半徑-孔隙度和中值半徑-滲透率的相關(guān)圖，結(jié)果表明，以中值半徑為0.08～0.10 μm時所對應(yīng)的孔隙度和滲透率值作為物性下限。

根據(jù)研究區(qū)北區(qū)的孔隙度-中值半徑相關(guān)圖可知（圖7a），中值半徑0.08～0.10 μm 對應(yīng)的孔隙度為9.0%；由南區(qū)的孔隙度-中值半徑相關(guān)圖可知（圖7b），中值半徑0.08～0.10 μm 所對應(yīng)的孔隙度為5.0%左右。

綜合試油法、孔隙度-滲透率交會法和最小孔喉半徑法三種方法的結(jié)果（表2），北區(qū)孔隙型儲層的孔隙度下限為9.0%，南區(qū)裂縫-孔隙型儲層的孔隙度下限為5.0%，這與顯微熒光的結(jié)果一致，可見顯微熒光作為一種研究儲層物性下限的方法是可行有效的。

圖7 孔隙度-中值半徑相關(guān)關(guān)系

表2 不同方法確定的物性下限

5 結(jié)論與認識

（1）利用儲層顯微熒光法可以比較直觀、可靠地反映儲層的含油氣性，并且根據(jù)顯微熒光在孔喉中的分布特征和熒光強度，可以將孔隙型儲層和裂縫-孔隙型儲層型分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。

（2）根據(jù)顯微熒光法分別確定了北區(qū)孔隙型儲層和南區(qū)裂縫-孔隙型儲層的物性下限；北區(qū)孔隙型儲層孔隙度的下限值為9.0%，南區(qū)裂縫-孔隙型儲層孔隙度的下限值為5.0%。

（3）試油法、孔隙度-滲透率交會法和最小孔喉半徑法三種方法驗證結(jié)果與顯微熒光的結(jié)果一致。

因此，在資料不全的情況下，儲層顯微熒光可作為一種研究和表征儲層物性下限的新方法。