川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)須家河組四段儲(chǔ)層特征及評(píng)價(jià)

楊映濤，張世華，林小兵，付 菊，伍 玲

（1.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川成都 610000；2.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·成都理工大學(xué)；3.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院）

川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)須家河組四段儲(chǔ)層特征及評(píng)價(jià)

楊映濤1，張世華1，林小兵2，3，付 菊1，伍 玲1

（1.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川成都 610000；2.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·成都理工大學(xué)；3.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院）

上三疊統(tǒng)須家河組四段是川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)重要的含油氣層段，根據(jù)巖心分析、巖石薄片、壓汞、油氣測(cè)試和分析化驗(yàn)等資料，對(duì)新場(chǎng)地區(qū)須四段砂巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究，結(jié)果表明：該套儲(chǔ)層以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主，成分成熟度較低－中等，結(jié)構(gòu)成熟度中等；儲(chǔ)層物性差，屬低孔低滲－特低孔特低滲極度致密儲(chǔ)層，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)；儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)差，以微孔喉為主。利用儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，將須四上亞段、下亞段砂巖分別評(píng)價(jià)為4類儲(chǔ)層，其中Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層為相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，是增儲(chǔ)上產(chǎn)的首選儲(chǔ)層。

新場(chǎng)地區(qū)；須四段；儲(chǔ)層特征；儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

上三疊統(tǒng)須家河組四段是川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)重要的含油氣層段，其中須四上亞段主要發(fā)育曲流河三角洲前緣水下分流河道、河口壩砂體；中亞段主要為前三角洲—濱淺湖沉積，砂體不發(fā)育；下亞段以辮狀河三角洲相前緣水下分流河道、河口壩砂體為主［1－3］。經(jīng)過前人艱苦努力的工作，該區(qū)須四上、下亞段油氣勘探取得了很大的進(jìn)展，已被確定為增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要區(qū)塊。截止到目前該區(qū)鉆至、鉆穿須四氣藏的井共有47口，其中14口井測(cè)試獲工業(yè)氣流，均以低產(chǎn)井為主，這主要與須四段砂巖儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)有關(guān)，因此儲(chǔ)層研究已成為該區(qū)油氣勘探的核心問題之一［4－5］。根據(jù)巖心分析、巖石薄片、壓汞、油氣測(cè)試和化驗(yàn)等資料，對(duì)研究區(qū)須四段砂巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行了詳細(xì)研究，并對(duì)主要儲(chǔ)層段須四上、下亞段儲(chǔ)層進(jìn)行了分類評(píng)價(jià)，為研究區(qū)下一步的油氣勘探奠定了基礎(chǔ)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)1040塊巖心薄片鑒定資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，研究區(qū)須四段砂巖儲(chǔ)層巖性以巖屑砂巖為主（占36.69%），巖屑石英砂巖、鈣屑砂巖次之（分別占30.73%、26.07%），少量石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖。但須四各個(gè)亞段砂巖巖性又有差別，上亞段以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主；中亞段以巖屑砂巖為主，鈣屑砂巖次之；下亞段以巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主。

從碎屑組分來看，研究區(qū)須四段砂巖石英含量低（平均55.96%），長(zhǎng)石含量極低（平均0.72%），巖屑含量高（平均43.32%），成分成熟度低。但須四各個(gè)亞段情況又不相同，下亞段砂巖石英含量最高（平均67.8%），巖屑含量最低（平均31.61%），成分成熟度相對(duì)最高；上亞段次之，中亞段巖屑含量高（平均79.58%），幾乎是上、下亞段的2.5倍，成分成熟度極低。

從巖屑成分來看，須四段砂巖儲(chǔ)層巖屑以沉積巖巖屑為主，少量變質(zhì)巖巖屑，極少量巖漿巖巖屑；填隙物主要都以膠結(jié)物為主，平均含量8%左右，雜基含量相對(duì)較少，平均2%左右。其中上、下亞段雜基含量相對(duì)較高（平均含量2.67%和3.33%），膠結(jié)物主要為方解石，少量硅質(zhì)；而中亞段雜基含量低（平均0.84%），但方解石含量高達(dá)6.8%。

1.2 巖石結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)須四段砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等，砂巖主要以中粒為主，細(xì)粒、中細(xì)粒次之，少量中粗粒、粗粒等；顆粒分選以好為主，中等分選次之；顆粒磨圓度中等－較差，以次棱角狀為主；膠結(jié)類型以孔隙式為主，孔隙－壓結(jié)式和壓結(jié)式次之，少量壓結(jié)－孔隙式等；但須四各個(gè)亞段相比較而言，上、下亞段砂巖結(jié)構(gòu)特征相似，而中亞段與上、下亞段砂巖結(jié)構(gòu)特征稍有不同。中亞段粗粒砂巖所占比例明顯增多，且分選明顯變差，以中等為主，但磨圓度變好，壓結(jié)式膠結(jié)類型也明顯變多，顯示中亞段結(jié)構(gòu)成熟度稍差。此外須四下亞段孔隙式膠結(jié)類型所占比例最大，壓結(jié)式膠結(jié)類型所占比例最小，這也反映了下亞段礫巖對(duì)膠結(jié)作用的抑制作用。

1.3 儲(chǔ)層物性特征

圖1 新場(chǎng)地區(qū)須四上、下亞段儲(chǔ)層孔－滲關(guān)系

根據(jù)研究區(qū)須四段1617塊巖心物性分析資料可知，須四段儲(chǔ)層屬于低孔低滲－特低孔特低滲極度致密儲(chǔ)層，孔隙度平均值6.21%，中值6.65%，主要分布在6%～9%；滲透率平均值0.2×10－3μm2，中值0.085×10－3μm2，主要分布在（0.08～0.16）×10－3μm2。其中上亞段儲(chǔ)層物性整體比下亞段好，上亞段孔隙度平均值6.49%，中值6.85%，滲透率平均值0.19×10－3μm2，中值0.085×10－3μm2；下亞段孔隙度平均值5.2%，中值5.47%，滲透率平均值0.25×10－3μm2，中值0.092×10－3μm2。

從新場(chǎng)地區(qū)須四上、下亞段儲(chǔ)層孔－滲關(guān)系圖（圖1）并結(jié)合鉆井實(shí)踐可知，須四上亞段除了少數(shù)裂縫樣品的影響外，大部分樣品孔滲關(guān)系較好，儲(chǔ)層類型以孔隙型為主；而下亞段明顯存在兩類儲(chǔ)層：孔隙型和微裂縫－孔隙型，孔隙型儲(chǔ)層孔隙性較好，滲透性差，而微裂縫－孔隙型儲(chǔ)層滲透性明顯變好，孔隙性較差。

1.4 孔隙結(jié)構(gòu)特征

新場(chǎng)地區(qū)須四段砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)整體較差，樣品排驅(qū)壓力和中值壓力值較高，最大孔喉半徑和喉道中值半徑普遍小于1 m，表明儲(chǔ)層喉道屬微喉；樣品孔隙均值系數(shù)值較大，亦表明儲(chǔ)層孔喉半徑??；樣品分選系數(shù)值較大，歪度值較小，偏細(xì)歪度，表明孔喉分選較差，且以微孔喉為主，但總的來說須四下亞段孔隙結(jié)構(gòu)要稍優(yōu)于上亞段（表1），這也驗(yàn)證了須四下亞段礫巖對(duì)膠結(jié)、壓實(shí)作用等破壞性成巖作用有一定的抑制，導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)較好。

表1 新場(chǎng)地區(qū)須四上、下亞段砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

2 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

2.1 儲(chǔ)集下限

有效儲(chǔ)集層物性下限研究是儲(chǔ)層分類與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，求取儲(chǔ)集層物性下限值的方法很多，如測(cè)試法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、含油產(chǎn)狀法、最小流動(dòng)孔喉半徑法、鉆井液侵入法等［6］，但這些方法均有一定的局限性和適用范圍。針對(duì)研究區(qū)須四段儲(chǔ)層巖心物性分析資料和壓汞資料較多，本次采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和最小流動(dòng)孔喉半徑法分別求取須四上、下亞段儲(chǔ)層物性下限值。

2.1.1 須四上亞段

（1）經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法。本次利用新場(chǎng)地區(qū)須四上、下亞段常規(guī)物性分析資料，分別編制須四上、下亞段孔隙度、滲透率頻率分布、累積頻率以及累積能力丟失曲線，來確定儲(chǔ)層物性下限值。從須四上亞段儲(chǔ)層孔隙度、滲透率累計(jì)能力丟失曲線來看（圖2、圖3）：當(dāng)滲透率為0.045×10－3μm2，儲(chǔ)層累積產(chǎn)氣能力丟失5.6%，樣品丟失率為28.6%。根據(jù)孔滲關(guān)系可知孔隙度下限值為6.34%（圖1），相應(yīng)儲(chǔ)氣能力丟失19.3%，孔隙度樣品丟失率29.9%，可見在產(chǎn)氣能力丟失不高的情況下，儲(chǔ)氣能力丟失也不多，因此可取孔隙度6.34%、滲透率0.045×10－3μm2作為新場(chǎng)地區(qū)須四上亞段有效儲(chǔ)層物性下限值。

圖2 新場(chǎng)地區(qū)須四上亞段儲(chǔ)層孔隙度累計(jì)能力丟失曲線

圖3 新場(chǎng)地區(qū)須四上亞段儲(chǔ)層滲透率累計(jì)能力丟失曲線

（2）最小流動(dòng)孔喉半徑法。最小流動(dòng)孔喉半徑既能儲(chǔ)集油氣又是油氣滲流的最小孔隙通道，確定了儲(chǔ)層的最小流動(dòng)孔喉半徑后，就可根據(jù)孔喉半徑與常規(guī)物性參數(shù)的關(guān)系確定儲(chǔ)層的物性下限［6］。通過新場(chǎng)地區(qū)須四上亞段毛管壓力資料求出平均毛管壓力曲線，再計(jì)算不同吼道半徑區(qū)間的儲(chǔ)層滲透能力及累計(jì)滲透能力，當(dāng)累積滲透率貢獻(xiàn)值達(dá)到99.99%以上，所對(duì)應(yīng)的孔喉半徑即為最小流動(dòng)孔喉半徑，通過計(jì)算最小流動(dòng)孔喉半徑約為0.035μm。由滲透率與中值半徑關(guān)系可知滲透率下限值為0.072×10－3μm2（圖4），綜合經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法所求滲透率下限，取滲透率下限值為0.05×10－3μm2。

綜上所述，最終確定新場(chǎng)地區(qū)須四上亞段儲(chǔ)層儲(chǔ)集下限為：孔隙度≥6%，滲透率≥0.05×10－3μm2。

2.1.2 須四下亞段

圖4 新場(chǎng)地區(qū)須四上段儲(chǔ)層滲透率與中值半徑關(guān)系

須四下亞段分孔隙型和微裂縫－孔隙型兩類儲(chǔ)層，分別對(duì)這兩類儲(chǔ)層確定儲(chǔ)集下限。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法可知（圖5、圖6），孔隙度2.97%和6.79%、滲透率0.05×10－3μm2可作為新場(chǎng)地區(qū)須四下亞段兩類儲(chǔ)層的有效儲(chǔ)層物性下限值。

圖5 新場(chǎng)地區(qū)須四下亞段砂巖儲(chǔ)層孔隙度累計(jì)能力丟失曲線

圖6 新場(chǎng)地區(qū)須四下亞段砂巖儲(chǔ)層滲透率累計(jì)能力丟失曲線

根據(jù)最小流動(dòng)孔喉半徑法計(jì)算最小流動(dòng)孔喉半徑約為0.038μm，由滲透率與中值半徑關(guān)系可知滲透率下限值為0.045×10－3μm2（圖7），綜合經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法所求滲透率下限，取滲透率下限值為0.05× 10－3μm2。

綜合經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和最小流動(dòng)孔喉半徑法計(jì)算結(jié)果，最終確定新場(chǎng)地區(qū)須四下亞段儲(chǔ)層儲(chǔ)集下限為：

孔隙型：孔隙度≥6.5%，滲透率≥0.05×10－3μm2；

微裂縫－孔隙型：孔隙度≥3%，滲透率≥0.05 ×10－3μm2。

圖7 新場(chǎng)地區(qū)須四下亞段儲(chǔ)層滲透率與中值半徑關(guān)系

2.2 儲(chǔ)層分類

通過分析研究區(qū)儲(chǔ)層物性與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系可知，儲(chǔ)層物性與排驅(qū)壓力和分選系數(shù)的關(guān)系較好，根據(jù)孔隙度與滲透率、滲透率與中值半徑、孔隙度與排驅(qū)壓力、孔隙度與分選系數(shù)的關(guān)系［7－10］，最終結(jié)合儲(chǔ)層物性參數(shù)和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)將須四上、下亞段儲(chǔ)層各分為四類，具體分類標(biāo)準(zhǔn)見表2和表3。

表2 新場(chǎng)地區(qū)須四上亞段儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)

表3 新場(chǎng)地區(qū)須四下亞段儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)

3 結(jié)論

（1）新場(chǎng)地區(qū)須四段砂巖儲(chǔ)層成分成熟度較低－中等，結(jié)構(gòu)成熟度中等；儲(chǔ)層物性差，屬典型低孔低滲－特低孔特低滲極度致密儲(chǔ)層；儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)差，儲(chǔ)層類型主要為孔隙型和微裂縫－孔隙型。

（2）利用巖心、壓汞等資料，選用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和最小流動(dòng)孔喉半徑法分別求取須四上、亞段孔隙型和微裂縫－孔隙型儲(chǔ)層儲(chǔ)集下限，其中上亞段儲(chǔ)層儲(chǔ)集下限為：孔隙度6%，滲透率0.05×10－3μm2；下亞段孔隙型儲(chǔ)層儲(chǔ)集下限為：孔隙型6.5%，滲透率0.05×10－3μm2；下亞段微裂縫－孔隙型儲(chǔ)層儲(chǔ)集下限為：孔隙度3%，滲透率0.05×10－3μm2。

（3）根據(jù)砂巖儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)將研究區(qū)須四上、下亞段砂巖分別評(píng)價(jià)為4類儲(chǔ)層，其中Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層為相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，是增儲(chǔ)上產(chǎn)的首選儲(chǔ)層。

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編輯：吳官生

TE112.23

A

1673－8217（2012）03－0011－04

2011－08－18；改回日期：2011－11－04

楊映濤，碩士，工程師，1983年生，2005年大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)方面的研究工作。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41002032），中國(guó)石化西南油氣分公司科技專項(xiàng)“新場(chǎng)構(gòu)造須家河組四段氣藏描述”（10KJ－22）。