近岸水下扇致密砂巖儲層滲透率測井評價

丁艷紅，張 武，閆永芳

盧 靖，李會娟，吳興波 （中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽473132）

近岸水下扇致密砂巖儲層滲透率測井評價

丁艷紅，張 武，閆永芳

盧 靖，李會娟，吳興波 （中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽473132）

以南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段近岸水下扇非常規(guī)致密砂巖儲層為例，通過資料調(diào)研、巖心觀察、巖石薄片鑒定，并結(jié)合鉆井、測井、試油等生產(chǎn)測試結(jié)果，針對中－低等成分成熟度、孔隙結(jié)構(gòu)差、孔喉結(jié)構(gòu)復雜、孔滲關系異常等具有非常規(guī)儲層特征的非均質(zhì)儲集體，提出了地質(zhì)約束條件下的滲透率測井評價方法，并通過精細數(shù)字處理后取得了與實測巖心物性符合度較高的應用效果，為后續(xù)儲層評價提供了依據(jù)。

孔喉配置關系；滲透率模型；核桃園組；致密砂巖儲層

非常規(guī)致密砂巖儲層，由于受沉積和成巖作用等地質(zhì)因素的影響，導致其結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度相對較低、孔隙結(jié)構(gòu)差，且孔喉配置關系以及孔滲相關性等較常規(guī)砂巖儲層有明顯差異［1，2］。在利用常規(guī)測井資料進行精細測井評價過程中，不能單單以孔隙度作為唯一標準來評價儲層的好壞，在控制儲層流體產(chǎn)出能力的大小上，滲透率亦扮演著至關重要的角色［3］。因此，準確地求取滲透率成為評價該類非常規(guī)致密砂巖儲層的一個重要步驟。近年來，國內(nèi)外學者在如何利用常規(guī)測井曲線準確求取滲透率方面做了大量的研究工作，并逐漸意識到地質(zhì)因素對滲透率的影響不容忽視，基于此而提出的相控測井解釋等方法大大地提高了滲透率評價的準確度［4，5］。筆者在此基礎之上，結(jié)合南陽凹陷實際地質(zhì)情況，基于地質(zhì)思想指導測井解釋的思路，以儲層的孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉配置關系為出發(fā)點，利用巖心實測物性資料建立儲層滲透率測井解釋模型，為非常規(guī)致密砂巖儲層的測井評價奠定堅實的基礎。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

南陽凹陷屬于南襄盆地的一個次級構(gòu)造單元，為一南陡北緩的新生代箕狀扇形斷陷湖盆，可將凹陷分為南部陡坡帶、中部凹陷帶和北部斜坡帶（圖1）。凹陷內(nèi)沉積蓋層主要為古近系，最厚約4800m，自下而上發(fā)育玉皇頂組、大倉房組、核桃園組、廖莊組，其中核桃園組為凹陷內(nèi)主要含油層系。盆地總體上經(jīng)歷了從干旱湖盆到潮濕湖盆，從濱淺湖盆、淺湖－半深湖盆、深水湖盆到淺湖－半深湖盆，最后為淺湖、沖積盆地的充填演化過程［6］。核桃園組核二段沉積期近岸水下扇沉積體系最為發(fā)育，主要分布于南部陡坡帶的北馬莊－黑龍廟一帶，平面上呈裙狀分布，縱向上多個扇體疊置。根據(jù)巖性、電性及沉積旋回的不同特征，可將核二段自上而下劃分為3個亞段：核二1亞段巖性以黑色泥巖、褐黑色頁巖夾淺灰色粉砂巖、細砂巖和灰白色含礫細砂巖；核二2亞段為深灰色泥巖、淺灰色細砂巖夾灰色含礫細砂巖；核二3亞段為厚層灰白色含礫細砂巖夾深灰色泥巖和淺灰色細砂巖。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

通過對區(qū)內(nèi)9口井取心樣品（共計142塊薄片）觀察統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段水下扇儲集巖類以細砂巖為主，其次為粉砂巖和中砂巖，巖性主要為巖屑石英砂巖、巖屑砂巖和長石巖屑石英砂巖，富含各種巖屑（圖2）。陸源碎屑成分中石英、長石、巖屑的平均含量分別為74.81%、9.08%和16.11%，巖屑成分則以變質(zhì)巖和沉積巖為主，見少量火山巖。填隙物平均含量為12.56%，其中膠結(jié)物占8.54%，以方解石和白云石為主，其次為石膏、硅質(zhì)等。分選差－中等，磨圓以次棱－次圓為主，顆粒支撐，孔隙膠結(jié)為主，其次為基底膠結(jié)，顆粒多呈點接觸?？傮w上區(qū)內(nèi)核二2亞段砂巖以中等成分成熟度和低結(jié)構(gòu)成熟度為特征。

圖1 南陽凹陷構(gòu)造簡圖及核桃園組核二2亞段巖性剖面

圖2 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段巖石組分三角圖

2.2 孔、喉特征

區(qū)內(nèi)核二2亞段儲層儲集空間以孔隙為主，裂隙為輔，原生粒間孔隙、粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔多見。喉道類型有孔隙縮小型喉道（孔縮型）、可變斷面收縮部分的喉道頸（縮頸型）、片狀或彎片狀喉道（巖石受壓實和壓溶造成）［7］。根據(jù)64個樣品的鑄體薄片鑒定報告和壓汞資料的孔、喉參數(shù)（表1）統(tǒng)計分析，結(jié)合SY／T6285－1997，核二2亞段儲層按孔隙半徑大小可劃分為中孔和大孔，按喉道半徑大小則可劃分為微細喉和細喉。

表1 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段孔、喉參數(shù)

孔隙結(jié)構(gòu)是影響儲層滲流能力的重要因素［8］。區(qū)內(nèi)儲層孔隙結(jié)構(gòu)可分為3類：Ⅰ類儲層呈粗歪度平臺型，排驅(qū)壓力、中值壓力較低，退汞效率高，喉道大小分布較均一，儲集性能較好；Ⅱ類儲層呈細歪度平臺型，排驅(qū)壓力和中值壓力較高，退汞效率中等，孔喉較小且分布較為均一，儲集性能次于I類儲層；Ⅲ類儲層呈細歪度斜線型，排驅(qū)壓力、中值壓力高，退汞效率低，孔喉小、大小分布分散，孔隙結(jié)構(gòu)差（圖3）。總體上核二2亞段儲層以Ⅱ類、Ⅲ類居多，以中孔－細喉型和中孔－微細喉型為特征，孔隙結(jié)構(gòu)較差，儲層非均質(zhì)性強。

圖3 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段儲集巖典型壓汞曲線

圖4 NA78井核二2亞段綜合測井曲線圖

2.3 電性特征

砂巖儲層在常規(guī)測井曲線上主要表現(xiàn)為“兩低三高”的特點，即低自然伽馬背景下的高電阻率、高聲波時差、高中子孔隙度、低補償密度。然而，非常規(guī)致密砂巖儲層由于其孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉配置關系復雜，導致其在常規(guī)測井曲線上的響應特征亦出現(xiàn)變化。由NA78井綜合測井曲線圖（圖4）可以看出，2個油層段的自然伽馬均為高值背景下的低值，平均值為42API；井徑曲線變化不大，基本與鉆頭直徑相當；在鉆井液濾液電阻率＞地層水電阻率的前提下，自然電位曲線呈現(xiàn)“負異?！保曳容^大，反映了儲層段極好的滲透性；補償聲波和補償中子則相對巖石骨架的值明顯增大，補償聲波最大值可達到231.74μs／m，補償中子最大可達14.76%，而補償密度則相對降低（平均值為2.43g／cm3），反映了儲層具有較好的儲集能力；儲層段電阻率呈現(xiàn)低值背景下的相對高值，且增大明顯，并呈現(xiàn)一定的幅度差異，反映了儲層段較好的滲透性能。

3 滲透率測井解釋模型

長期以來，“巖心刻度測井”一直是測井解釋所遵循的基本準則，用實測物性數(shù)據(jù)來刻度測井解釋結(jié)果，并以此檢驗其正確與否［9］。筆者根據(jù)黑龍廟和北馬莊地區(qū)實測物性資料，并結(jié)合不同儲層特征及儲層成因機理所帶來的各種影響因素，建立了測井滲透率解釋模型，最終得到了符合地質(zhì)認識的測井解釋成果，為后續(xù)的儲層評價提供可靠依據(jù)。

圖5 南陽凹陷北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段巖心滲透率－孔隙度相關關系圖

3.1 孔－滲關系

北馬莊－黑龍廟地區(qū)核二2亞段砂巖儲層，從巖心滲透率－孔隙度擬合的相關關系圖（圖5）上可以看出，區(qū)內(nèi)樣品以低孔低滲為特征，孔隙度大于10%的樣品數(shù)占總數(shù)的12%，且最大值可達14.69%，平均為6.4%；滲透率最大值為46×10－3μm2，平均值為3.88×10－3μm2，且有39.20%的樣品滲透率分布在（0.1～1）×10－3μm2之間，大于10×10－3μm2的相對高滲段樣品占11.5%；隨著孔隙度的增加，滲透率逐漸增大，二者呈現(xiàn)明顯的正相關關系。

3.2 滲透率解釋模型

以往的測井解釋中常選取Timur公式或其他經(jīng)驗公式計算滲透率。對于該區(qū)特殊的致密砂巖儲層，由于其孔隙結(jié)構(gòu)復雜，孔喉配置關系異常等非常規(guī)儲層特征明顯，用經(jīng)驗公式很難準確求取滲透率，且不能真實地反映巖石的物理性質(zhì)。因此，筆者利用巖心實測物性數(shù)據(jù)（見圖5）擬合出了滲透率解釋模型：K＝0.0304e0.3959（K為滲透率，10－3μm2；為孔隙度，%），將特殊非常規(guī)致密砂巖儲層等效為均勻儲集體，從而準確地求取滲透率［10］。

4 應用效果分析

根據(jù)實測巖心物性數(shù)據(jù)建立的滲透率解釋模型，對NA95井進行了精細測井數(shù)字處理。從成果圖（圖6）上可以看出，用常規(guī)經(jīng)驗公式所求取的滲透率，與孔隙度曲線的變化趨勢大致相當，只適應于孔喉配置絕佳的孔隙型儲層，而與區(qū)內(nèi)實測巖心滲透率差別較大，無法真實地反映實際地層情況；而根據(jù)筆者所建立的地質(zhì)約束條件下的解釋模型所求取的滲透率與巖心實測滲透率符合度較高，其結(jié)果能夠準確地表征非常規(guī)致密砂巖儲層受孔喉配置影響的滲透率變化情況，為進一步評價儲層特征打下基礎。

圖6 NA95井核二2亞段測井解釋成果圖

5 結(jié) 語

通過地質(zhì)與測井相結(jié)合的方法，建立地質(zhì)約束條件下的測井滲透率解釋模型，旨在分地區(qū)、分巖性，并通過對非常規(guī)致密砂巖儲層的孔喉配置關系、孔喉結(jié)構(gòu)特征等的研究，將非常規(guī)儲集層轉(zhuǎn)化為均勻儲集體從而進行精細的測井數(shù)字化處理。從解釋結(jié)果來看，與巖心實測滲透率符合度高，能夠真實地反映實際地層的巖石物理性質(zhì)，達到了測井精細解釋的目的，且為該類非常規(guī)儲層的測井滲透率評價找到了較為準確的求取方法，為后續(xù)的儲層研究評價及有利儲集區(qū)帶的預測奠定了堅實的基礎。

［1］張龍海，周燦燦，劉國強，等.孔隙結(jié)構(gòu)對低孔低滲儲集層電性及測井解釋評價的影響［J］.石油勘探與開發(fā)，2006，33（6）：671～676.

［2］張龍海，周燦燦，劉國強，等.不同類型低孔低滲儲集層的成因、物性差異及測井評價對策［J］.石油勘探與開發(fā)，2007，34（6）：702～710.

［3］趙良孝，補勇.碳酸鹽巖儲層測井評價技術［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994.

［4］譚成仟，段愛英，宋革生，等.基于巖石物理相的儲層滲透率解釋模型研究［J］.測井技術，2001，25（4）：287～290.

［5］石玉江，張海濤，侯雨庭，等.基于巖石物理相分類的測井儲層參數(shù)精細解釋建模［J］.測井技術，2005，29（4）：328～332.

［6］蔡佳，羅家群，姜華，等.南陽凹陷緩坡彎折帶樣式及其油氣勘探意義［J］.中國石油勘探，2008，13（5），26～30.

［7］朱軍，張本書，趙天富，等.近岸水下沖積扇儲層特征研究——以南陽凹陷北馬莊－黑龍廟為例［J］.石油天然氣學報，2008，30（5）：48～55.

［8］郭振華，李光輝，吳蕾，等.碳酸鹽巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)評價方法——以土庫曼斯坦阿姆河右岸氣田為例［J］.石油學報，2011，32（3），459～465.

［9］趙良孝.測井在四川碳酸鹽巖儲層研究中的作用（上）［J］.天然氣工業(yè)，1991，11（4）：43～46.

［10］劉宏，吳興波，譚秀成，等.多旋回復雜碳酸鹽巖儲層滲透率測井評價［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（5）：678～684.

［編輯］ 龍 舟

78 Evaluation on Permeability Logging of Compacted－sandstone Reservoir of Inshore Underwater Fan

DING Yan－h(huán)ong，ZHANG Wu，YAN Yong－fang，LU Jing，LI Hui－juan，WU Xing－bo

（AuthorsAddress：Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Nanyang473132，Henan，China）

Through investigation of literature survey，core observation，thin section identification and testing results including drilling，logging，formation testing，logging end method was proposed on permeability evaluation by taking the example of unconventional compacted－sandstone reservoir of inshore underwater fan in the second member of Eh2in Beimazhuang－Heilongmiao Area of Nanyang Depression，which was aimed at heterogeneous reservoirs of unconventional features characterized by middle－low composition maturity，poor porosity structure，complex pore constriction structure，abnormal pore－permeability relationship.The results are highly accordant with actual measurement of core physical property obtained by fine numerical process，it provides a basis for subsequent reservoir evaluation.

pore throat relationship；permeability model；Hetaoyuan Formation；compacted sandstone reservoir

book=106,ebook=106

P631.84

A

1000－9752（2012）05－0078－05

2012－01－20

丁艷紅（1968－），女，1991年大學畢業(yè)，高級工程師，現(xiàn)主要從事勘探綜合研究工作。