華慶地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層物性下限研究

馮曉博，孫 衛(wèi)，魏 虎，周越崎

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075;3.中石化河南油田第二采油廠，河南 南陽 473400)

1 華慶地區(qū)長(zhǎng)8 1儲(chǔ)層特征

華慶地區(qū)位于鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組湖盆中部，位于盆地東北與西南兩大沉積體系的交匯處，主要目的層長(zhǎng)81儲(chǔ)層，屬于三疊系延長(zhǎng)組，以湖相三角洲前緣沉積為主，細(xì)分為水下分流河道和分流間灣，油藏類型主要為巖性油氣藏。長(zhǎng)81儲(chǔ)層埋深1 840～2 545 m，厚度34～54 m，平均厚度44 m。

根據(jù)巖心觀察和鑄體薄片觀察統(tǒng)計(jì)，華慶地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)81儲(chǔ)層巖石類型相近，均以深灰色、灰色、灰綠色中細(xì)砂巖為主，碎屑組成主要以石英、長(zhǎng)石及巖屑為主。分析結(jié)果表明砂巖礦物組分主要分布在巖屑長(zhǎng)石砂巖與長(zhǎng)石巖屑砂巖，其次為少量的長(zhǎng)石砂巖。通過對(duì)華慶地區(qū)長(zhǎng)81低滲儲(chǔ)層所取樣品鑄體薄片和掃描電鏡分析研究，得出長(zhǎng)81儲(chǔ)層孔隙類型主要為粒間孔(52.43%)、長(zhǎng)石溶孔(35.42%)、巖屑溶孔(5.31%)、粒間溶孔(4.17%)，其次為晶間孔(1.25)，而雜基溶孔(0.73)、微裂隙(0.63%)。通過對(duì)華慶地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層62口井取巖心井的3 956塊化驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)分析，華慶地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層孔隙度分布范圍在0.27% ～19.54%之間，平均值8.38%，頻率分布主體集中在6% ～15%(圖1);滲透率分布范圍在 0.001 ～18.224 ×10-3μm2之間，平均值 0.625 ×10-3μm2，頻率分布主體集中在 0.050 ～1.200 ×10-3μm2之間。

圖1 長(zhǎng)8 1儲(chǔ)層孔隙度、滲透率頻率分布圖

圖2 是長(zhǎng)81儲(chǔ)層組孔隙度—滲透率關(guān)系圖，不難看出二者具有較好的正相關(guān)關(guān)系。但對(duì)應(yīng)于任一孔隙度值，滲透率有±1～2個(gè)數(shù)量級(jí)的差異。造成這種差異的原因可能有以下4種:①分析樣品中存在細(xì)微裂縫;②有效孔隙度中包括了次生孔隙(次生孔隙與滲透率的相關(guān)性差);③致密儲(chǔ)層孔隙內(nèi)含水時(shí)，實(shí)驗(yàn)壓力增加，使原來能滲透的細(xì)小孔隙變?yōu)椴粷B透孔隙;④儲(chǔ)層強(qiáng)烈非均質(zhì)性引起。

表1 華慶地區(qū)長(zhǎng)8 1物性相關(guān)性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖2 長(zhǎng)8 1孔隙度-滲透率關(guān)系圖

2 儲(chǔ)層物性下限的確定方法及原理

2.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法是以巖心分析孔隙度、滲透率資料為基礎(chǔ)，以低孔滲段累積儲(chǔ)滲能力丟失占總累計(jì)的5%為界限得出的一種累積頻率統(tǒng)計(jì)法，這是美國(guó)巖心公司通常的做法[3]。依據(jù)孔隙度、滲透率值反應(yīng)出儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力和流體的流動(dòng)能力(即產(chǎn)油能力)，根據(jù)累計(jì)頻率和累計(jì)儲(chǔ)能丟失的界限分別確定孔隙度和滲透率的下限值。

第i樣品儲(chǔ)能累計(jì)頻率值與產(chǎn)能累計(jì)頻率公式為:

其中φi為i樣品的孔隙度值，Pi為i樣品的取樣次數(shù);ki為i樣品的滲透率值，根據(jù)Ai所繪制的曲線就是儲(chǔ)能丟失曲線，根據(jù)所繪制的曲線就是產(chǎn)能丟失曲線[4]。

在具體操作過程中，考慮到長(zhǎng)慶油田低孔低滲的儲(chǔ)層特點(diǎn)，確定累計(jì)頻率丟失不超過總累計(jì)的30%、累計(jì)儲(chǔ)能丟失不超過總累計(jì)的15%。

針對(duì)研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)81儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，平均孔隙度8.38% ，平均滲透率 0.625 ×10-3μm2，所以其物性下限標(biāo)準(zhǔn)較低。由此對(duì)研究區(qū)的62口井的3 956塊巖心樣品的物性分析資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析研究，結(jié)果表明:當(dāng)孔隙度下限取6%時(shí)，此時(shí)累積儲(chǔ)集能力丟失4.0%，孔隙度樣品丟失11.8%，相當(dāng)于損失11.8%的地層厚度，儲(chǔ)油能力和厚度的損失都不大。查孔滲關(guān)系圖(圖2)得出對(duì)應(yīng)的滲透率為0.08×10-3μm2，累積滲透率能力丟失 1.8%，累積滲透率樣品丟失28.0%(圖3，圖 4)。因此，確定孔隙度下限為 6.0%，滲透率下限為0.08×10-3μm2，且符合本區(qū)儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)。

2.2 孔隙度、含水飽和度和相滲曲線組合法

國(guó)內(nèi)外研究表明，通過對(duì)油水的相滲透率曲線進(jìn)行分析，通常可把油水的相滲透率曲線的下部拐點(diǎn)作為儲(chǔ)層的物性下限標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)拐點(diǎn)是對(duì)油水的相滲透率的突變點(diǎn)。拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的水飽和度則是該儲(chǔ)集巖是否具有油氣產(chǎn)能的標(biāo)志。由于油水的相滲透率曲線的下部拐點(diǎn)往往與油、水兩相滲透率曲線的交叉點(diǎn)相靠近，因此在拐點(diǎn)不易區(qū)分的情況下，常把油和水相滲透率的交叉點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的含水飽和度作為儲(chǔ)集巖的下限標(biāo)準(zhǔn)，然后再通過巖心分析所得孔隙度和含水飽和度關(guān)系圖，找出該點(diǎn)含水飽和度對(duì)應(yīng)的孔隙度確定其下限[6]。

圖3 孔隙度頻率直方圖

圖4 滲透率頻率直方圖

根據(jù)該種方法，對(duì)華慶地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層的18口井的24塊巖心的油水兩相滲透率測(cè)試樣進(jìn)行計(jì)算，求取的平均相對(duì)滲透率曲線見圖:油水兩相滲透率曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的含水飽和度為50%(圖5)。當(dāng)含水飽和度小于50%時(shí)，水相滲透率減小，油相滲透率迅速增大，此時(shí)油可以在儲(chǔ)層中作有效運(yùn)移，據(jù)此可以認(rèn)為，當(dāng)含油飽和度大于50%(即含水飽和度小于50%)時(shí)，長(zhǎng)81的儲(chǔ)層才是有效的(表2)。根據(jù)上述結(jié)果，查孔隙度和含水飽和度關(guān)系圖，可得孔隙度下限為6.0%。

表2 華慶地區(qū)長(zhǎng)8 1儲(chǔ)層油層解釋統(tǒng)計(jì)表

圖5 華慶長(zhǎng)8 1相滲曲線，孔隙度、含水飽和度關(guān)系圖

依據(jù)圖5中的孔隙度和含水飽和度關(guān)系確定華慶地區(qū)長(zhǎng)81孔隙度下限為6.0%，由于孔隙度與滲透率具有較好的相關(guān)性，根據(jù)巖心測(cè)試孔滲關(guān)系圖(圖2)可確定滲透率的下限，華慶地區(qū)長(zhǎng) 81滲透率下限為 0.08×10-3μm2。

3 結(jié)語

建立在巖心分析資料的基礎(chǔ)之上，確定有效儲(chǔ)層物性下限的方法很多，但是各種方法均具有一定的局限性，為避免因研究方法單一而在對(duì)下限標(biāo)準(zhǔn)取值時(shí)產(chǎn)生較大的偏差，所以要采用多種方法結(jié)合起來綜合制定。本次研究確定的長(zhǎng)81儲(chǔ)層物性下限真正反映了儲(chǔ)集層的特征，并得到了試油試采資料證實(shí)，確定長(zhǎng)81儲(chǔ)層物性下限分別定為:孔隙度6.0%，滲透率 0.08×10-3μm2。該標(biāo)準(zhǔn)的建立對(duì)后期的生產(chǎn)開發(fā)具有較好的指導(dǎo)性作用。

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