致密油儲層特征及孔隙評價方法研究綜述

王 鑫, 鄧 鑫

（東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

致密油儲層特征及孔隙評價方法研究綜述

王 鑫, 鄧 鑫

（東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

通過對國內(nèi)國外文獻的大量研究，總結(jié)了對致密油氣的初步認(rèn)識以及致密油氣勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，致密油氣作為非常規(guī)油氣資源之一，對我國原油的需求是非常重要的。隨著北美地區(qū)致密油氣成功開發(fā)，我國也在大力開展致密油氣開發(fā)工作，但是經(jīng)過數(shù)十年的探索，我國致密油氣的開發(fā)和研究仍處于初級探索和技術(shù)攻關(guān)階段。

致密油；巖性特征；儲層評價

由于當(dāng)今油氣資源的緊俏，人類對油氣資源的需求不能僅依靠常規(guī)油氣資源，所以對于非常規(guī)油氣的需求更是尤為重視。人們對油氣勘探研究必然是要從常規(guī)油氣勘探向非常規(guī)油氣勘探過度。由于常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣的形成機理、地質(zhì)特征等差異很大，常規(guī)油氣重點研究圈閉是否有油氣，而非常規(guī)油氣研究的是有效儲層位置，所以我們針對非常規(guī)油氣的開發(fā)，必須要形成一套針對非常規(guī)油氣開發(fā)勘探的新方法。

繼頁巖氣之后，致密油氣又成為全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的一大熱點，本文針對大慶長垣南地區(qū)扶余致密油儲層具有巖性復(fù)雜多變，孔滲性復(fù)雜，在測井解釋中面臨著儲層參數(shù)計算、流體性質(zhì)識別、儲層有效性和產(chǎn)能評價等關(guān)鍵技術(shù)難題亟待攻關(guān)，同時該地區(qū)組成巖石成分復(fù)雜，同時儲層具有非均質(zhì)性極強、孔隙結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的特點，本文針對這些問題給出一些見解和綜述。

1 致密油定義

1.1 致密油定義

致密油氣的具體定義到目前為止，還沒有達(dá)成一個標(biāo)準(zhǔn)的解釋，趙政璋[1]認(rèn)為致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)生油層系的致密碎屑巖或者碳酸鹽儲層中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運移而形成的油氣聚集，一般無自然產(chǎn)能，需要通過大規(guī)模壓裂技術(shù)才能形成工業(yè)產(chǎn)能。致密儲層的物性界限一般確定為地面空氣滲透率小于1mD、地下覆壓滲透率小于0.1 mD左右。同時不少專家認(rèn)為在泥巖、頁巖烴源巖內(nèi)部的粉-細(xì)砂巖、碳酸鹽巖等或其烴源巖本身致密儲層中也存在油氣，其儲層滲透率一般小于1 mD，二者具體內(nèi)涵基本相同[2]。

1.2 致密油聚集類型

到目前為止，國內(nèi)國外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的致密油儲層有二種聚集類型，第一類是致密油聚集在烴源巖內(nèi)部的碳酸鹽巖或者碎屑巖夾層里，同時未經(jīng)過搬運形成的致密油層。第二類是分布在烴源巖上下夾層中緊鄰烴源巖，也就是經(jīng)過短距離搬運而形成的致密油層。

美國到目前為止開采比較成功的致密油產(chǎn)層就包括Bakken組、Eagle組和Niobrara組致密儲層，都是以第一種類型為主。要準(zhǔn)確定義致密油儲層的概念，要把握倆點要義；一是分布于優(yōu)質(zhì)烴源巖范圍之內(nèi)，在垂向上夾雜于或者緊鄰生油巖；二是儲層需要具備一定的基質(zhì)空隙。

1.3 致密儲層物性特征

致密油氣最典型的特征就是儲層物性差。我國致密砂巖儲層多受煤系地層發(fā)育影響，沉積作用和成巖環(huán)境及擠壓影響均比較大，主要包括壓實、膠結(jié)、交代、溶蝕和黏土礦物轉(zhuǎn)化等作用。而且不同成巖作用的影響程度相差較大，一般以壓實和膠結(jié)為主。

致密儲層地下滲透率一般小于0.1 mD，孔隙度一般小于10%。分析結(jié)果顯示，中國和北美致密油氣儲層特征有明顯區(qū)別，北美致密油層儲層孔隙度在 5%～13%范圍內(nèi)，而地下滲透率大約 0.01～1.0 mD；我國現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)致密油儲層的孔隙度均相對較低，一般小于12%，地下滲透率大多在0.005～0.2 mD之間；我國致密氣儲層孔隙度一般在4%～10%之間，滲透率小于1 mD的樣品比例約占80%～92%。致密儲層除了物性差外，其非均質(zhì)性也較強，即使在很短的距離內(nèi)，單井產(chǎn)量可差10倍。表1為大慶某地區(qū)致密儲層巖心分析物性參數(shù)，可以看出該地區(qū)儲層類別為低孔特低滲。

表1 大慶某地區(qū)致密儲層巖心分析物性參數(shù)Table 1 Physical property parameters of dense oil reservoir core analysis of a region in Daqing oilfield

1.4 致密儲層巖性特征

對于中國和北美典型致密油區(qū)儲層綜合分布特征來看，致密油儲層巖性主要分為粉細(xì)砂巖和灰質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r等碳酸鹽巖，其發(fā)育程度和展布規(guī)律均受沉積環(huán)境和盆地性質(zhì)控制。表2為大慶某地區(qū)巖礦特征，砂巖以巖屑砂巖或長石巖屑砂巖為主，反映了該區(qū)砂巖以近源堆積為主。

2 致密儲層孔隙評價

2.1 核磁共振測井評價致密儲層物性

核磁共振測井技術(shù)對于評價儲層物性有較好的應(yīng)用效果。由于核磁共振評價儲層時，不受骨架等因素影響，所以核磁共振技術(shù)對于致密儲層評價的應(yīng)用已越來越廣泛，但由于普通核磁共振測井儀器對于致密儲層孔隙空間小、孔喉比變化大等特點的測量效果不明顯，所以在測量過程中，要盡量提高T2 譜的信噪比，使其對致密儲層孔隙度的測量越接近真實值。因此，在儀器在測量致密儲層時，使用高精度儀器提高信噪比，通常采用長等待時間，且回波間隔越小越好。例如，采用12 ms的 等待時間，0.2 ms的回波間隔。當(dāng)然，核磁共振測井?dāng)?shù)據(jù)采集時，鉆井液中不含順磁物質(zhì)。

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)評價方法

經(jīng)研究區(qū)的試油資料和壓汞實驗資料相結(jié)合，大慶扶余地區(qū)致密儲層產(chǎn)能的高低與該儲層吼道粗細(xì)、孔隙空間大小有密切的關(guān)系。研究表明，孔隙結(jié)構(gòu)與孔喉半徑有非常好的相關(guān)性，對于泥質(zhì)砂巖儲層該規(guī)律性更加明顯[3]。因此，精細(xì)地研究孔隙結(jié)構(gòu)對細(xì)致地揭示致密儲層特征具有十分重要義。

研究表明，粒度、壓實、膠結(jié)、溶蝕、形狀、分選及充填等，均為影響孔隙吼道的因素，所有這些影響因素均表現(xiàn)為儲層的孔隙度和滲透率的變化[4]。根據(jù)大慶地區(qū)扶余致密儲層壓汞實驗資料表明，當(dāng)孔隙結(jié)構(gòu)越簡單，中吼道及粗吼道所占比例越大，而孔隙結(jié)構(gòu)越復(fù)雜時，巖石儲層中細(xì)吼道所占比例越大。

表2 大慶某地區(qū)致密儲層巖礦特征Table 2 Rock feature of dense oil reservoir of a region in Daqing oilfield

2.3 非均質(zhì)儲層孔喉結(jié)構(gòu)的測井評價方法

經(jīng)大慶地區(qū)扶余致密儲層研究表明，地層中幾乎所有形式的孔道都具有吼道粗細(xì)、孔隙大小、彎曲程度等特點，致密油氣藏具有非均質(zhì)致密儲層大面積分布的特征。由于儲層沉積環(huán)境變化、成巖作用、巖石類型差異等各種因素所起作用不同。通過物理模型推導(dǎo)得出儲層結(jié)構(gòu)因子 g，它反映致密儲層孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)，它不僅能夠反映地層的滲透性，而且也可以反映儲層的非均質(zhì)性。利用分層分段解釋等方法，借助常規(guī)測錄井資料得到目的層段的“儲層結(jié)構(gòu)因子 g”和非均質(zhì)指標(biāo)。用該方法對井作試處理，在劃分滲透層、指示層內(nèi)非均質(zhì)性等方面見到了較好的效果[5]。

3 結(jié)束語

隨著世界油氣資源的緊張，致密油氣無疑是油氣工業(yè)的新希望，對致密油的勘探開發(fā)是至關(guān)重要的。

有效地對致密油勘探開發(fā)，首要任務(wù)是研究儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)，細(xì)致并且深入了解儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)對后期致密油勘探開發(fā)都具有重要意義。

在國外對致密油成功的開發(fā)，得到良好收益效果的同時，我國有必要對致密油勘探開發(fā)加大研究力度，致密油將成為中國原油產(chǎn)量不可缺少的一部分。

［1］ 趙政璋,杜金虎,鄒才能,等.致密油氣[M].石油工業(yè)出版社,2012.

［2］ Loucks R G,Reed R M,Ruppel SC,et al.Morphology,Genesis,and di stribution of nanometer-scale pores in Siliceous Mudstones of the Mississippian Barnett Shale[J].Journal of Sedimentary Research,2 009,79（12）：848-861.

［3］ 郝以嶺,趙字芳.基于測井資料計算孔滲比的儲層評價方法.測井技術(shù)，2004，28(2)：135．

［4］ 馬明福，李薇.蘇丹Melut盆地北部油田儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征分析.石油勘探與開發(fā)，2005，32(6)：121-124．

［5］ 趙江青,匡立春,劉應(yīng).非均質(zhì)儲層孔喉結(jié)構(gòu)的測井評價方法.測井技術(shù),1998,22(增刊):60-63．

Research on Characteristics
and Pore Evaluation Method of Tight Oil Reservoirs

WANG Xin，DENG Xin
（College of Earth Science, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China）

Tight oil and gas as one of unconventional oil and gas resources is very important for China's oil demand. With the successful development of dense oil and gas in North America, China is also vigorously carrying out dense oil and gas development work, but after decades of exploration, development and research of tight oil and gas, research of exploration and technology in China is still in the initial stage. In this paper, through a great deal of research on the domestic and foreign literature, the preliminary understanding to the tight oil and gas was summarized as well as the status of exploration and development technology.

Tight oil; Lithological characteristics; Reservoir evaluation

TE 122

A

1671-0460（2015）08-1842-02

2015-01-12

王鑫（1988-），男，吉林四平人，碩士在讀，研究方向：從事地球物理測井技術(shù)研究工作。E-mail：280086456@qq.com 。