七個泉油田儲層特征與四性關(guān)系研究

成定樹 紀(jì) 紅 陳杰 趙東升

(1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331;2.長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，武漢 430110;3.中國石油青海油田分公司，甘肅 敦煌 736202)

七個泉油田位于青海省柴達(dá)木盆地西部南區(qū)，為柴達(dá)木盆地西部坳陷區(qū)尕斯斷陷亞區(qū)小紅山—阿哈堤 —七個泉背斜帶上的一個三級構(gòu)造，七個泉油田為一南陡北緩的短軸狀背斜構(gòu)造，背斜軸向120°～130°，構(gòu)造主體部分閉合面積 5.37 km2，閉合高度近400 m。在區(qū)域地質(zhì)上，該地區(qū)主要以新生代地層為主，油田儲層縱橫向非均質(zhì)極強(qiáng)，油層具有“薄、多、散、雜”等特征，油氣富集規(guī)律不清，同時油藏動態(tài)研究該油田單井產(chǎn)量低，遞減快，層間干擾嚴(yán)重，儲量動用程度和有效水驅(qū)控制程度低。為此，本文充分利用巖芯、測井、分析化驗(yàn)等資料，深入研究儲層的巖性、電性、物性及含油氣性特征及其內(nèi)在聯(lián)系，建立儲層參數(shù)測井解釋模型，確定劃分油層、油水層、水層及干層的下限參考標(biāo)準(zhǔn)。

1 儲層特征

1.1 儲層巖性特征

根據(jù)研究區(qū)152口井巖芯觀察和薄片鑒定，得出了七個泉油田儲集體以砂礫巖和粉砂巖為主，儲集體巖性以粉砂巖和砂巖為主。巖石成分成熟度低(Q/(F+R)=0.78)，碎屑顆粒多為次棱角狀。參照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(1992)，用石英(Q)、長石(F)、巖屑(R)三端元法對七個泉油田的砂巖進(jìn)行分類。七4－6、6－8井砂巖碎屑成分三角圖見圖1。

圖1 七4－6、6－8井砂巖碎屑成分三角圖

該區(qū)砂巖類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖。砂巖成分主要包括石英、長石、巖屑等主要碎屑成分，以及雜基、膠結(jié)物等填隙物成分。砂巖成巖作用總體較低，下第三系處于晚成巖A1期，上第三系為早成巖期;碳酸鹽巖中可發(fā)育溶蝕孔隙。

砂巖儲層孔隙類型有殘余原生粒間孔、顆粒溶孔和粒間灰泥溶孔、微孔?？紫额愋偷淖兓^大，物性較好時，原生粒間孔的面孔率為2.5% ～6.0%。碳酸鹽巖中的溶蝕孔隙相對較發(fā)育，七6－5井1046.53 m藻泥晶灰?guī)r的溶孔十分發(fā)育(圖2至圖5)。

圖2 七6－5井，1051.18 m，E31，中細(xì)巖屑砂巖，分選好，泥質(zhì)低，粒間原生孔隙發(fā)育

圖3 七6－8井，771.85 m，E32，中粒巖屑砂巖，發(fā)育巖屑溶孔

圖4 七6－5井，1046.53 m，藻泥晶灰?guī)r，溶孔極發(fā)育

圖5 七6－8井，790.55 m，，巖屑粉砂巖，粒間原生孔隙發(fā)育

從顆粒接觸關(guān)系多為點(diǎn) —線接觸，砂巖中的主要成巖作用有機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。機(jī)械壓實(shí)作用總體上為中—較弱。膠結(jié)作用中—較強(qiáng)。溶蝕作用較普遍，砂巖中的巖屑和灰泥填隙物以及碳酸鹽巖(藻泥晶灰?guī)r主為)均有不同程度的溶蝕。

2 儲層物性分析

2.1 巖芯物性分析

在七個泉油田共分析了孔隙度992塊、滲透率853塊，得出孔隙度主要分布在9% ～25.6%之間，全油藏平均為14.4%，為低孔;滲透率分布范圍為(0.01 ～793.1) ×10－3μm2，一般為(1 ～30) ×10－3μm2，全油田平均滲透率為 18.8 ×10－3μm2，根據(jù)原中石油集團(tuán)公司的碎屑巖儲層分類，該區(qū)砂巖主要為中孔、低滲—特低滲儲層。

2.2 測井物性分析

2.2.1 測井計算孔隙度

砂巖儲層骨架成分主要為石英，填隙物主要是泥質(zhì)物，孔隙內(nèi)充注的流體主要是水和油，巖石的聲波時差正是來自于巖石骨架組分、泥質(zhì)物和孔隙流體。聲波在砂巖儲層傳播過程中，傳播時間符合時間疊加原理，即儲層的聲波時差為各種物質(zhì)成分聲波時差的加權(quán)平均值。儲層中儲存油水2種流體時，聲波時差的時間平均值為:

用具有連續(xù)取心(七芯1、七6－5和七6－29)的孔隙度與聲波時差建立關(guān)系，共用了367個巖樣、138層，孔隙度最大值為26.65%，最小值為6.6%，平均巖心孔隙度為16.5%。建立孔隙度計算公式如下:

相關(guān)系數(shù):R2=0.838 樣品點(diǎn)數(shù):N=138

2.2.2 測井計算滲透率

為了建立合理的孔隙度 —滲透率解釋模型，根據(jù)泊稷葉定律和達(dá)西公式，把多孔介質(zhì)簡化為一束毛管且充滿黏度為μ的流體，在壓差△P的作用下，通過 n根毛管長度為 L(cm)、內(nèi)壁半徑為 r(μm)的毛管束作層流，若流體通過巖石運(yùn)動的實(shí)際長度與其直線長度之比為τ，則流量計算公式如下:

滲透率解釋模型是根據(jù)巖心分析結(jié)果建立，按礫巖和砂巖分別建立關(guān)系。礫巖采用七芯1井的取心資料，97塊樣品、97層?；貧w關(guān)系式如下:

砂巖的采用七芯1井的取心資料，203塊樣品、203層?；貧w關(guān)系式如下:

3 含油性分析

3.1 計算公式選取

由于七個泉油田儲層屬于孔隙型儲層，儲層泥質(zhì)含量相對較低，可利用傳統(tǒng)的阿爾奇公式計算含油飽和度，其計算參數(shù)由測井資料和巖電實(shí)驗(yàn)參數(shù)確定:

式中:So— 含油飽和度，小數(shù);Φ—儲層有效孔隙度，小數(shù);Rw—地層水電阻率，Ω·m;Rt—感應(yīng)電阻率，Ω·m;m、a—分別為巖石膠結(jié)指數(shù)、比例系數(shù);n、b—分別為飽和度指數(shù)、系數(shù)。

3.2 地層水電阻率Rw的確定

(1)地層水礦化度

根據(jù)34口井115個分析樣品分析，得出平均礦化度為160721 mg/L，確定為CaCl2水型。

(2)地層水電阻率

根據(jù)地層水總礦化度及各離子的濃度，可將其換算為等效氯化鈉礦化度，然后用下式計算地層水在井下條件下的電阻率:

式中:Pw—24℃時地層水等效氯化鈉礦化度，mg/L;Rwn—地層水電阻率，Ω·m。

再利用下式計算出任何溫度下的地層水電阻率Rw:

可得地層水電阻率計算公式為:

相關(guān)系數(shù)R=0.8595

式中:D—深度，m。

3.3 膠結(jié)指數(shù)的確定

(1)膠結(jié)指數(shù)m、a值的確定

根據(jù)七6－29井33塊巖電實(shí)驗(yàn)和巖電實(shí)驗(yàn)參數(shù)，測量飽和巖樣100%含水時的電阻率(Ro)和飽和液的電阻率(Rw)，按下式計算巖樣的地層因素F:F=Ro/Rw

根據(jù)阿爾奇公式:F=a/Φm將各飽和巖樣的F和Φ值，在雙對數(shù)坐標(biāo)中經(jīng)最小二乘法回歸得到a和m值，分別按砂巖和礫巖求取a和m值。

砂巖的圖版參數(shù)為:F=1.2112Φ 1.75

m=1.75，a=1.2112;樣點(diǎn)數(shù):N=22;相關(guān)系數(shù):R=0.91

礫巖圖版參數(shù)為:F=1.2112Φ 1.78

m=1.78，a=1.2112;樣點(diǎn)數(shù):N=11;相關(guān)系數(shù):R=0.95

(2)膠結(jié)指數(shù)n、系數(shù)b值的確定

巖電實(shí)驗(yàn)是采用油驅(qū)水實(shí)驗(yàn)，記錄驅(qū)替過程中巖樣的出水量(Vo)和相應(yīng)電阻率(Rt)。按下式計算巖樣的含水飽和度和電阻率增大率:

根據(jù)阿爾奇公式:I=b/Swn

n=1.857，b=1.0154;樣點(diǎn)數(shù):N=33;相關(guān)系數(shù):R=0.98。

4 儲層四性關(guān)系分析

4.1 巖性與電性的關(guān)系

本次研究選取七6－29井巖性資料，繪制出巖性—電性關(guān)系圖，得出礫巖電阻率一般略高于砂巖，而且其孔隙度比砂巖要低。在電性上砂礫巖聲波時差一般小于 280 μ·sm，電阻率 ＞10.0 Ω·m，密度(多數(shù))＞2.3 gcm3;砂巖聲波時差主要分布在280 ～310 μ·sm 之間，電阻率在 7.0 ～10 Ω·m 之間，密度分布在2.3～2.5 gcm3之間。

4.2 巖性與含油性的關(guān)系

根據(jù)含油巖芯分析，油斑以上含油級別主要是粉砂巖，說明巖性越好含油級別越高，不含油巖石集中在泥質(zhì)粉砂巖與泥巖巖性上。

4.3 物性與含油性的關(guān)系

4.4 含油性與電性的關(guān)系

含油性與電性關(guān)系密切，主要體現(xiàn)在電阻率上，而與聲波時差的關(guān)系較差，時差大于235 μ·sm以上的才有含油點(diǎn)，對于礫巖，感應(yīng)電阻率低于5 Ω·m的無含油點(diǎn)，對于砂巖和粉砂巖，含油性較好的感應(yīng)電阻率在3.0 Ω·m以上。

5 結(jié)語

(1)七個泉油田油藏儲層以砂礫巖、粉砂巖為主，碎屑顆粒多為次棱角狀。成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低，碎屑成分中以石英、長石、巖屑為主，有少量藻泥晶灰?guī)r發(fā)育且以溶蝕孔隙為主，填隙物主要為雜基，膠結(jié)物，分選差，砂巖儲層孔隙類型有殘余原生粒間孔、顆粒溶孔和粒間灰泥溶孔、微孔。殘余原生粒間孔、顆粒溶孔是造成儲層低孔、低滲的主要原因，加之含油性不高導(dǎo)致每米試油產(chǎn)能較低。

(2)七個泉油田油藏儲層油層總體表現(xiàn)為高電阻率特征，但由于儲層水為高礦化度地層水，因此有些油層電阻率曲線表現(xiàn)為與圍巖相同或略高于圍巖電阻率的特征;巖性對電性的影響有時要大于含油性的影響，高電阻率不一定就為高含油飽和度。

(3)四性下限解釋標(biāo)定。

巖性:下限為粉砂巖;

含油性:含油產(chǎn)狀為油浸夾油斑以上;

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