蠡縣斜坡高30斷塊儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價研究

趙建斌，萬金彬，李慧瑩

(中國石油集團(tuán)測井有限公司油氣評價中心，陜西 西安 710077)

張峰

(中石油華北油田分公司開發(fā)部，河北 任丘 062552)

羅安銀，劉寧靜，胡燕婷

(中國石油集團(tuán)測井有限公司華北事業(yè)部，河北 任丘 062552)

蠡縣斜坡高30斷塊儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價研究

趙建斌，萬金彬，李慧瑩

(中國石油集團(tuán)測井有限公司油氣評價中心，陜西 西安 710077)

張峰

(中石油華北油田分公司開發(fā)部，河北 任丘 062552)

羅安銀，劉寧靜，胡燕婷

(中國石油集團(tuán)測井有限公司華北事業(yè)部，河北 任丘 062552)

針對高30斷塊古近系沙河街組一段下亞段巖性、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜的儲層特征，直接利用核磁共振橫向弛豫時間(τ2)分布譜提取表征孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)，經(jīng)過參數(shù)優(yōu)選構(gòu)建儲層品質(zhì)指數(shù)，進(jìn)而對儲層進(jìn)行分類，形成相應(yīng)軟件處理模塊，能夠連續(xù)地對儲層進(jìn)行定量評價。通過試油結(jié)果統(tǒng)計建立了研究區(qū)儲層分類標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)的產(chǎn)液能力評價標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確率高達(dá)85%，應(yīng)用效果明顯。最后以核磁共振測井評價結(jié)果為基礎(chǔ)建立了常規(guī)測井資料評價儲層品質(zhì)的模型，使得儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價在整個研究區(qū)得到應(yīng)用。

高30斷塊；孔隙結(jié)構(gòu)；儲層品質(zhì)；產(chǎn)能評價

隨著多頻核磁測井儀器MRT的研發(fā)成功，針對研究區(qū)巖性混雜、儲集空間復(fù)雜的情況，新鉆評價井均進(jìn)行了核磁共振測井作業(yè)，用來評價儲層有效性及儲層產(chǎn)液能力。眾所周知，核磁共振測井可以提供與巖性無關(guān)的孔隙度，是目前唯一一種可以連續(xù)反映地層孔隙結(jié)構(gòu)的測井方法，而儲層的滲透能力主要取決于孔隙結(jié)構(gòu)，因此，孔隙結(jié)構(gòu)是儲層分類評價最直接、最有效的參數(shù)[2]，與巖石中流體的滲流能力有著密切的關(guān)系，從某種程度上控制著流體的流動速度。

因此，筆者通過總結(jié)核磁共振測井評價儲層孔隙結(jié)構(gòu)的方法，提出直接利用橫向弛豫時間(τ2)分布譜提取表征孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)，經(jīng)過參數(shù)優(yōu)選構(gòu)建儲層品質(zhì)指數(shù)及產(chǎn)能指數(shù)，再以核磁共振測井評價結(jié)果為基礎(chǔ)，建立常規(guī)測井資料評價儲層品質(zhì)的模型，使得儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價能夠在整個研究區(qū)得到應(yīng)用。

1 高30斷塊儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

圖1 研究區(qū)巖石巖性及孔隙結(jié)構(gòu)特征

2 核磁共振測井儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價方法

核磁共振τ2分布與孔喉半徑直接相關(guān)，因此利用τ2分布構(gòu)建偽毛細(xì)管壓力曲線，再利用偽毛細(xì)管壓力曲線提取表征孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)對儲層品質(zhì)做出定量評價。前人在核磁共振τ2分布曲線與毛細(xì)管壓力曲線之間的相互轉(zhuǎn)化方面做了許多研究工作，Yakov以及運華云等[3，4]建立了線性轉(zhuǎn)化關(guān)系；趙杰等[5]通過分析認(rèn)為，該種轉(zhuǎn)換與巖石的孔滲比具有對數(shù)關(guān)系；何雨丹等[6]根據(jù)試驗分析，提出了一種用冪函數(shù)及分段冪函數(shù)構(gòu)造偽毛細(xì)管壓力曲線的方法；邵維志等[7]提出利用二維等面積刻度轉(zhuǎn)換系數(shù)計算偽毛細(xì)管壓力曲線方法?，F(xiàn)今仍有不少研究人員嘗試用各種物理、數(shù)學(xué)方法來實現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)化，整體來看是一個由易到繁、由粗略到精確的過程，且上述方法已經(jīng)形成相應(yīng)的軟件模塊應(yīng)用到實際核磁測井資料的處理中。

核磁共振τ2分布譜包含了豐富的數(shù)字信息，反映了巖石特定的物理意義，因此直接對核磁共振τ2分布譜的數(shù)字信息進(jìn)行挖掘，提取表征巖石孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)顯得尤為重要。目前，核磁共振譜提取的定量描述巖石孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)主要有τ2截止值(τ2cutoff)、幾何平均值、算術(shù)平均值等。Zhou等[8]提出利用三孔隙度組分百分比法，即將τ2分布譜分為小孔、中孔、大孔3部分，來定量評價儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)；徐風(fēng)、司兆偉等[9，10]通過三孔隙度組分百分比建立了儲層滲透率計算模型以及儲層分類標(biāo)準(zhǔn)，均得到很好的應(yīng)用效果；白松濤等[11]對核磁共振τ2譜反映自身孔隙結(jié)構(gòu)及流體賦存狀態(tài)信息的16項特征變量進(jìn)行詳細(xì)研究，在儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、儲層滲透率及束縛水飽和度計算、儲層綜合分類等方面均具有良好的評價效果?？梢?，直接利用τ2分布譜提取表征巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法能夠很好地描述巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征。

圖2 τ2分布譜三孔隙分量

筆者通過對核磁共振τ2分布譜反映孔隙結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，利用τ2分布譜的峰值、三孔隙分量、幾何平均值以及分選系數(shù)構(gòu)建儲層品質(zhì)指數(shù)，對儲層進(jìn)行評價。

1)τ2分布譜的峰值 即為極大孔隙分量對應(yīng)的τ2。基于正態(tài)分布模型的假設(shè)，對于均質(zhì)性儲層，巖石核磁共振τ2譜形態(tài)為單峰；對于非均質(zhì)性強的儲層，通常為兩種及兩種以上主要的孔隙類型，即τ2譜呈雙峰或多峰情況。隨著孔隙半徑的增大，τ2譜峰值向右移動，且峰值處的弛豫信號強度增大，所以τ2譜峰值的位置反映了不同儲層孔隙半徑的相對大小。

2)τ2分布譜三孔隙分量 是利用2個τ2cutoff(τ2cutoff1，τ2cutoff2)將τ2分布譜分為3個部分：S1代表了小尺寸孔隙組分在總孔隙度中的百分含量；S2代表中等孔隙組分在總孔隙度中的百分含量；S3代表大孔隙組分在總孔隙度中的百分含量。S1、S2、S3的相對變化反映了儲層孔隙類型的占優(yōu)情況，當(dāng)孔隙度一定時，中、大尺寸的孔隙組分越多，說明儲層以中、大孔為主，其孔隙結(jié)構(gòu)越好。S1、S2、S3具有較強的地區(qū)經(jīng)驗特性，需要通過壓汞資料進(jìn)行刻度，筆者采用前人試驗研究結(jié)果[10]，以25、125ms為界限計算S1、S2、S3(圖2)。

3)τ2分布譜的幾何平均值 反映巖石τ2分布的中心值。若τ2分布是對稱峰，一般對應(yīng)峰值的位置。研究發(fā)現(xiàn)其與壓汞參數(shù)具有很好的對應(yīng)關(guān)系[12]，是評價巖石孔隙結(jié)構(gòu)的一個重要參數(shù)。計算公式如下：

(1)

式中：τ2gm為τ2譜的幾何平均值，ms；τ2i為τ2分量，ms；φi為τ2i對應(yīng)的孔隙分量，1；φnmr為利用核磁共振測井計算的儲層孔隙度，1。

4)τ2分布譜的分選系數(shù) 反映孔隙大小的均勻程度。對于孔隙系統(tǒng)來說，孔隙大小越均勻，說明分選性越好，計算的分選系數(shù)越小。分選系數(shù)的擬合公式為：

(2)

綜上所述，τ2分布譜的峰值、三孔隙分量、幾何平均值以及分選系數(shù)在反映巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征方面均具有明確的數(shù)學(xué)與物理意義，可擬合構(gòu)建儲層品質(zhì)指數(shù)：

(3)

式中：Irq為儲層品質(zhì)指數(shù)，1；τ2_peak為τ2分布譜的峰值所對應(yīng)的τ2，即孔隙分量為最大時所對應(yīng)的τ2，ms。

儲層的孔隙結(jié)構(gòu)決定著儲層的滲流能力，而儲層品質(zhì)直接影響著儲層的產(chǎn)液能力。萬金彬等[13]通過孔隙度和滲透率組合的儲層品質(zhì)因子，在南堡油田低孔、低滲儲層開展產(chǎn)能預(yù)測；蘇俊磊等[12]通過建立核磁共振τ2gm與儲層分類綜合評價指數(shù)的關(guān)系對儲層產(chǎn)能進(jìn)行評價，基于儲層品質(zhì)的產(chǎn)能預(yù)測取得了很好的應(yīng)用效果。為此，筆者在Irq的基礎(chǔ)上，結(jié)合試油測試資料，建立了研究區(qū)的儲層分類標(biāo)準(zhǔn)，對儲層產(chǎn)液能力做出了較為準(zhǔn)確的評價。

3 實際應(yīng)用

圖3為應(yīng)用儲層品質(zhì)評價處理模塊對高30斷塊高30-XX井的核磁共振測井?dāng)?shù)據(jù)處理分析圖。從計算評價結(jié)果來看，28號儲層的有效孔隙度(φe)為22%，滲透率(K)為0.82mD，Irq為1.6，產(chǎn)能評價結(jié)果為Ⅳ類儲層，而第123號儲層的φe為13.4%，K為12.3mD，Irq為29.8，產(chǎn)能評價結(jié)果為Ⅰ類儲層。試油結(jié)論顯示，28號層日產(chǎn)油0.17m3、水0.27m3，而123號層日產(chǎn)油18.3m3。表明儲層品質(zhì)的好壞決定了儲層產(chǎn)能的高低，而與儲層有效孔隙度的大小關(guān)系不大。通過對多口井進(jìn)行處理分析，所構(gòu)建的Irq對儲層產(chǎn)能分類評價的準(zhǔn)確率高達(dá)85%以上，應(yīng)用效果較好。

表1 研究區(qū)儲層品質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)

表2 試油層位儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價統(tǒng)計表

在實際生產(chǎn)中，并不是每一口井都進(jìn)行了核磁共振測井作業(yè)，筆者通過核磁共振測井儲層品質(zhì)的評價結(jié)果，建立了利用常規(guī)測井資料評價儲層品質(zhì)的方法。通過儲層品質(zhì)指數(shù)與常規(guī)測井曲線進(jìn)行敏感性分析發(fā)現(xiàn)，儲層的Irq與陣列感應(yīng)電阻率、ρ、qAPI具有較好的相關(guān)性(圖4)，建立了利用常規(guī)測井資料評價儲層品質(zhì)的擬合公式：

(4)

式中：A、B為待定系數(shù)。通過規(guī)劃求解得到研究區(qū)的A=-3.07，B=19.93。

圖3 高30-XX井儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價圖

圖4 儲層品質(zhì)指數(shù)與常規(guī)測井曲線敏感性分析圖

圖5 研究區(qū)的Irq展布圖

4 結(jié)論

1)核磁共振τ2分布譜自身蘊含著豐富的巖石物理信息，通過直接對譜特征參數(shù)的計算，同樣能夠很好地描述巖石的孔隙結(jié)構(gòu)特征。τ2譜峰值、孔隙分量(S1、S2、S3)、τ2gm以及σ在表征巖石孔隙結(jié)構(gòu)方面具有很好的代表性，且具有明確的物理意義。

[1]楊劍萍，李亞，陳瑤，等.冀中坳陷蠡縣斜坡沙一下亞段碳酸鹽巖灘壩沉積特征[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014，29(6)：21～22.

[2]劉昊偉，鄭興遠(yuǎn)，陳全紅，等.華慶地區(qū)長6深水沉積低滲透砂巖儲層特征[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)， 2010，32(1) ：21～26.

[3]Yakov V，Looyestijn W J，Slijkerman W F J，et al. A practical approach to obtain primary drainage capillary pressure curves from NMR core and log data[J]. Petrophysics，2001，42(4)：334～343.

[4]運華云，趙文杰，周燦燦.利用T2分布進(jìn)行巖石孔隙結(jié)構(gòu)研究[J].測井技術(shù)，2002，26(1)：18～21.

[5]趙杰，姜亦忠，王偉男，等.用核磁共振技術(shù)確定巖石孔隙結(jié)構(gòu)的實驗研究[J].測井技術(shù)，2003，27(3)：185～188.

[6]何雨丹，毛志強，肖立志，等.利用核磁共振分布構(gòu)造毛管壓力曲線的新方法[J].吉林大學(xué)學(xué)報，2005，35(2)：177～181.

[7]邵維志，丁娛嬌，劉亞，等.核磁共振測井在儲層孔隙結(jié)構(gòu)評價中的應(yīng)用[J].測井技術(shù)，2009，33(1)：52～56.

[8]Zhou Cancan，Liu Zhonghua，Shi Yujiang，et al. Applications of NMR logs to complex lithology interpretation of Or-dos basin[A].SPWLA 48thAnnual Logging Symposium[C].Austin，2007-06-03～06.

[9]徐風(fēng)，白松濤，趙建斌，等.一種基于孔隙分量組合下的滲透率計算方法[J].石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)，2013，35(11)：76～80.

[10]司兆偉，趙建斌，白松濤，等.基于巖石物理與核磁測井的儲層分類方法研究——以冀東油田某區(qū)塊為例[J].石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)，2013，35(12)：73～78.

[11]白松濤，程道解，萬金彬，等.砂巖巖石核磁共振T2譜定量表征[J].石油學(xué)報，2016，37(3)：374～378.

[12]蘇俊磊，孫建孟，苑吉波，等.基于核磁共振孔隙結(jié)構(gòu)的產(chǎn)能評價[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，26(3)：44～47.

[13]萬金彬，白松濤，郭笑鍇，等.南堡凹陷深層低孔隙度低滲透率儲層產(chǎn)能預(yù)測方法[J].測井技術(shù)，2015，32(3)：382～392.

[編輯] 龔丹

2016-04-27

中國石油天然氣集團(tuán)公司重大科技專項(2014E-3504-2)。

趙建斌(1984-)，男，碩士，工程師，主要從事測井解釋及綜合評價，zhaojb123@cnpc.com.cn。

P631.84

A

1673-1409(2017)15-0024-05

[引著格式]趙建斌，萬金彬，李慧瑩，等.蠡縣斜坡高30斷塊儲層品質(zhì)及產(chǎn)能評價研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2017,14(15):24～28.