勝北洼陷低幅度油藏測井評價方法研究

曾博潔，吳 都，羅小蓉，王現(xiàn)良，孫自科，葉志紅長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢

2中國石油集團測井有限公司吐哈事業(yè)部，新疆 哈密

勝北洼陷低幅度油藏測井評價方法研究

曾博潔1，吳 都2＊，羅小蓉2，王現(xiàn)良2，孫自科2，葉志紅21長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢

2中國石油集團測井有限公司吐哈事業(yè)部，新疆 哈密

勝北洼陷低幅度構(gòu)造油藏受孔隙結(jié)構(gòu)和油藏高度影響，油氣選擇性成藏特征明顯，儲層定量評價較困難。研究表明，儲層特征與束縛孔隙度有一定相關(guān)性，利用束縛孔隙度建立了儲層品質(zhì)和飽和度評價新方法，較好地解決了低幅度構(gòu)造油藏儲層評價的難題，在勝北洼陷應(yīng)用效果較好。

低幅度構(gòu)造，束縛孔隙，孔隙結(jié)構(gòu)，飽和度

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1.引言

研究區(qū)位于吐哈盆地臺北凹陷勝北洼陷次凹中部，受平行斷層切割，且位于油氣運移充注的主力方向，形成了自北向東的勝北洼陷2號、3號及4號局部斷背斜構(gòu)造。該區(qū)自上而下在侏羅系七克臺組、三間房組、西山窯組以及喀拉扎組(J3k)見到豐富油氣顯示。J3k以曲流河沉積為主，儲層為曲流河河道砂體，厚度小。J3k油氣藏閉合高度30 m，背斜兩翼傾角小于3°。受低幅度構(gòu)造和儲層孔隙結(jié)構(gòu)影響，J3k油藏油氣選擇性成藏特征較為明顯，油水系統(tǒng)較復(fù)雜。

2.儲層特征

J3k儲層巖性主要為棕色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖互層。依據(jù)勝北洼陷7口井512塊巖樣粒度分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(圖1)表明，J3k巖性主要為細砂巖，粉砂巖次之，細砂巖和粉砂巖占總樣品的95%，儲層巖性粒徑分布較廣，分選較差。

3.孔隙結(jié)構(gòu)

經(jīng)取心鑄體薄片(圖2)觀察，勝北洼陷J3k儲層孔隙以粒間孔隙為主，受粒間填系物充填影響，孔隙結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，局部發(fā)育溶蝕粒間孔、粒內(nèi)孔，總體孔隙結(jié)構(gòu)連通性較好[1]。

Figure 1.The distribution diagram of average particle size (a) and lithology (b) in Shengbei Sag圖1.勝北洼陷平均粒度(a)及巖性(b)分布圖

Figure 2.The flake image of J3k in Shengbei Sag圖2.勝北洼陷J3k鑄體薄片

經(jīng)掃描電鏡(圖3)觀察，J3k見方沸石，局部見伊-蒙混層；伊-蒙混層以黏土橋形式充填孔隙，卷曲絲發(fā)狀分布于顆粒表面，石英次生加大I級，顆粒溶蝕孔隙普遍發(fā)育，粒間孔發(fā)育為中等～好，微孔發(fā)育差～中等，膠結(jié)物內(nèi)微孔、顆粒內(nèi)溶蝕微孔發(fā)育。

Figure 3.SEM image of J3k in Shengbei Sag圖3.勝北洼陷J3k掃描電鏡

J3k儲層巖石結(jié)構(gòu)成熟度較低，碎屑粒徑分布較廣，導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)差異較大，壓汞測試中啟動壓力和最大進汞飽和度差異明顯(圖4)，儲層孔隙結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜[2]。孔隙度主要分布在6%～19%，平均13.95%；滲透率主要分布在1～100 mD。孔隙度與滲透率呈指數(shù)關(guān)系(圖5)，表明儲層滲透性主要受孔隙度影響，但相同孔隙度下滲透率差異能達到3個數(shù)量級，說明相同孔隙度下儲層孔隙結(jié)構(gòu)有較大差異。

Figure 4.The capillary pressure curves of Shengbei Sag圖4.勝北洼陷毛細管壓力曲線

Figure 5.The cross-plot of porosity-permeability of J3k in Shengbei Sag圖5.勝北洼陷J3k孔隙度-滲透率交會圖

4.儲層特性評價

勝北洼陷油藏為構(gòu)造巖性油藏，儲層特征基本符合阿爾奇公式砂巖模型，阿爾奇公式能間接反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征[3]。

式中：Sw為含水飽和度，1；a、b為巖性系數(shù)，1；m為膠結(jié)指數(shù)，1；n為飽和度指數(shù)，1；φ為孔隙度，1；ρw、ρt分別為地層水電阻率、地層真電阻率，Ω?m。

對公式(1)雙邊取對數(shù)獲得公式(2)，經(jīng)過整理得到公式(3)：

為了保障鉆井施工安全，泥漿柱壓力一般大于地層壓力，使得泥漿在鉆井過程中向地層侵入，地層侵入液體主要為泥漿濾液。由于測井過程中淺電阻儀器探測范圍小，探測范圍內(nèi)地層被泥漿濾液沖洗完全，測井值受儲層所含流體屬性影響小，主要受儲層孔隙特征影響。巖石受泥漿沖洗部分孔隙為儲層有效孔隙，根據(jù)電阻率計算孔隙度關(guān)系，有效孔隙度與淺側(cè)向電阻率之間應(yīng)存在如下關(guān)系：

式中：eφ為有效孔隙度，%；ρmf為泥漿濾液電阻率，Ω?m；ρlls為淺側(cè)向電阻率，Ω?m；Swmf為泥漿濾液飽和度，%。

淺地層完全被沖洗時，有效孔隙中的泥漿濾液飽和度為1，則：

利用巖心刻度測井，根據(jù)孔隙度曲線擬合計算總孔隙度tφ，則(其中，φwirr為束縛流體孔隙度，%)。當(dāng)束縛流體孔隙度越小時，巖性越純，孔隙結(jié)構(gòu)相對簡單；當(dāng)束縛流體孔隙度越大時，孔隙結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。圖6為建立的束縛流體孔隙度與儲層品質(zhì)系數(shù)(K/φ)之間的關(guān)系(K為巖心分析滲透率，mD)可以看出，束縛流體孔隙度與儲層品質(zhì)系數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性較好。該方法有效地解決了復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)下同孔、不同滲的問題。

Figure 6.The cross-plot of irreducible fluid porosity and reservoir quality factor圖6.束縛流體孔隙度與儲層品質(zhì)系數(shù)交會圖

勝北洼陷為低幅度構(gòu)造，巖石親水特性明顯。由于油藏幅度低，油藏成藏壓力小，巖石表面束縛水含量較高[4]，則巖石主體導(dǎo)電特性可以分為泥質(zhì)、束縛水和純砂巖條件下的自由水并聯(lián)導(dǎo)電。理論模型如下：

式中：σ為巖石電導(dǎo)率，S/m；φ(sh)為泥質(zhì)體積分數(shù)，%；為束縛水飽和度，%；σw為地層水電導(dǎo)率，S/m；σsand為含水純砂巖電導(dǎo)率，S/m。

根據(jù)電阻率與電導(dǎo)率之間關(guān)系，利用式(7)可以推演出：

式中：ρa為地層視電阻率，Ω?m；ρsh為泥巖視電阻率，Ω?m；ρsand為砂巖視電阻率，Ω?m。

排除泥巖和束縛水導(dǎo)電，巖石導(dǎo)電模型中砂巖導(dǎo)電特性更加符合勝北洼陷純砂巖阿爾奇公式巖電關(guān)系(a =0.9844、b =0.916、m =1.987、n =1.791)，利用純砂巖模型計算含水飽和度近似為可動水飽和度Swm：

5.應(yīng)用效果

Figure 7.The comprehensive logging curve of Well A in Shengbei Sag圖7.勝北洼陷A井測井處理綜合圖

利用上述方法對勝北洼陷A井含水飽和度進行計算處理，結(jié)果如圖7所示，可以看出，在相對高部位、巖性較純的井段，新模型計算的含水飽和度(Sw,c)與阿爾奇公式計算的含水飽和度(Sw,a)相差較小；在位置較低的井段，Sw,c小于Sw,a，Sw,c的曲線形態(tài)與錄井信息更為相符。勝北洼陷A井于2013年11月6日對2979～2991 m、2994.5～2999 m和3003.4～3005.4 m井段射孔，4 mm油嘴，日產(chǎn)液13 m3，日產(chǎn)油10.1 t，日產(chǎn)氣15000 m3，與解釋結(jié)論相符。綜合統(tǒng)計，該方法在勝北洼陷的解釋符合率達到83.4%，效果較好。

6.結(jié)論

1) 勝北洼陷油藏為低幅度構(gòu)造油藏，由于受儲層巖石成熟度較低、粒徑分布寬、巖石分選差等特征影響，儲層孔隙結(jié)構(gòu)差異較大。

2) 研究發(fā)現(xiàn)低幅度油藏的儲層品質(zhì)系數(shù)與束縛流體孔隙度之間呈較好的負相關(guān)關(guān)系。

3) 利用束縛流體孔隙度導(dǎo)電模型，推導(dǎo)出低幅度構(gòu)造油藏的儲層含水飽和度模型，實際應(yīng)用效果較好。

References)

[1] 劉洪亮, 劉海濤, 王成榮.勝北地區(qū)復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)儲層巖電關(guān)系及含油飽和度主控因素分析[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2015, 4(12): 37-38.

[2] 劉洪亮, 王成榮.吐哈盆地復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)儲層測井評價方法研究[J].測井技術(shù), 2015, 6(39): 315-316.

[3] 張庚驥.電法測井[M].北京: 石油工業(yè)出版社, 1986.

[4] 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.

Received: Oct.26th, 2016; accepted: Mar.1st, 2017; published: Apr.15th, 2017

Study on Logging Evaluation Method of the Low Amplitude Reservoirs in Shengbei Sag

Bojie Zeng1, Du Wu2*, Xiaorong Lou2, Xianliang Wang2, Zike Sun2, Zhihong Ye21School of Geophysics and Oil Resources, Yangtze University, Wuhan Hubei
2China Petroleum Logging Tuha Business Division, Hami Xinjiang

The low amplitude structural reservoirs in Shengbei Sag were affected by pore structure and reservoir height; the oil and gas had obvious selective accumulation characteristics; and the quantitative evaluation of reservoir was more difficult.Study indicates that there is a certain correlation between reservoir quality and bound porosity.A new method for evaluating the reservoir quality and saturation is established by using the bound pore, by which the problem of low amplitude reservoir evaluation is well solved, and good application effect is obtained in Shengbei Sag.

Low Amplitude Structure, Bound Porosity, Pore Structure, Saturation

曾博潔(1987-)，女，碩士生，現(xiàn)主要從事測井解釋研究工作。

2016年10月26日；錄用日期：2017年3月1日；發(fā)布日期：2017年4月15日

?通信作者。

文章引用: 曾博潔, 吳都, 羅小蓉, 王現(xiàn)良, 孫自科, 葉志紅.勝北洼陷低幅度油藏測井評價方法研究[J].石油天然氣學(xué)報, 2017, 39(2): 51-57.https://doi.org/10.12677/jogt.2017.392017

中國石油天然氣股份有限公司科技重大專項(2012E-34-12)。