環(huán)江油田延安組儲(chǔ)層四性關(guān)系及出油下限研究

高 英，冷 福，唐秀軍，羅天相，毛 俊

1中石油長(zhǎng)慶油田分公司第七采油廠，陜西 西安

2長(zhǎng)江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢

1.地質(zhì)概況

環(huán)江油田位于鄂爾多斯盆地的西南部，天環(huán)坳陷中段，緊鄰西緣斷裂帶，構(gòu)造較為穩(wěn)定[1]。區(qū)內(nèi)主要研究層位包括有中侏羅統(tǒng)延安組的7、8、9、10油層組(J2y7～J2y10)共4套開(kāi)發(fā)層系，主要發(fā)育2種沉積模式，J2y7～J2y9發(fā)育三角洲平原亞相，J2y10與下伏富縣組發(fā)育以侵蝕充填為主的辮狀河流相。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布于心灘和辮狀河道微相較為發(fā)育的地區(qū)。

2.儲(chǔ)層“四性”特征及相互關(guān)系

2.1.“四性”特征

據(jù)礦物鑒定資料顯示，環(huán)江油田延安組儲(chǔ)層巖石類(lèi)型主要為巖屑石英砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖(圖1)。石英體積分?jǐn)?shù)約為70%左右；長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)為10%～20%；巖屑體積分?jǐn)?shù)較少，約10%左右；填隙物體積分?jǐn)?shù)不足10%，主要以水云母、高嶺石為主。砂巖粒徑主要分布范圍為0.3～1.0 mm (平均1.9 mm)，分選中等-差；磨圓主要為次圓-次棱角狀；顆粒以線、點(diǎn)-線接觸為主；膠結(jié)類(lèi)型主要為孔隙式膠結(jié)、加大-孔隙膠結(jié)、孔隙-加大膠結(jié)。

Figure 1.The classification of reservoir sandstone of Yan’an Formation in Huanjiang Oilfield圖1.環(huán)江油田延安組儲(chǔ)集層砂巖成分分類(lèi)圖

2.2.巖性與物性的關(guān)系

在儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究過(guò)程中，巖性與物性的關(guān)系最為基礎(chǔ)和重要，二者是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的直接因素[2][3][4]。巖心資料分析結(jié)果表明，環(huán)江油田延安組目的層位主要發(fā)育中-細(xì)粒砂巖、粉砂巖，泥巖發(fā)育較少。不同孔隙度和滲透率的儲(chǔ)層發(fā)育不同粒級(jí)的砂巖，隨著砂巖粒度的增大，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率也逐漸變大。

2.3.巖性與電性的關(guān)系

儲(chǔ)層的電性是指所獲得的反映地下地質(zhì)情況的測(cè)井信息，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層電性特征的研究可以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖性、物性和含油性的綜合認(rèn)識(shí)[5][6]。研究表明，砂、泥巖的電性特征在自然伽馬曲線上有較好的響應(yīng)，即隨著巖石粒度的減小和泥質(zhì)含量的增加，自然伽馬總體呈增大趨勢(shì)。環(huán)江油田J2y7～J2y10主要儲(chǔ)層段內(nèi)，中-細(xì)粒砂巖均具有較高電阻率、高聲波時(shí)差和低自然伽馬的電性特征。電阻率主要為0～25 Ω·m，自然伽馬為 0～160 API，聲波時(shí)差為 190～260 μs/m (圖 2)。

Figure 2.The diagram of 4 property relationship in J2y7 of Huanjiang Oilfield圖2.環(huán)江油田J2y7“四性”關(guān)系圖

2.4.巖性與含油性關(guān)系

不同巖性對(duì)應(yīng)的油氣顯示有顯著差別，中-細(xì)粒砂巖是主要的含油儲(chǔ)集層，以自然電位曲線明顯負(fù)異常，自然伽馬低值為特征。含油砂巖電阻率通常較高，主要為油斑顯示。儲(chǔ)層解釋結(jié)論反映出物性較好的中-細(xì)粒砂巖儲(chǔ)層易于發(fā)育成規(guī)模較大的油藏，成為有利的生產(chǎn)層位。

泥巖、粉砂巖則以中等自然伽馬、中-低負(fù)異常自然電位為特征；聲波時(shí)差較高，電阻率相對(duì)較低。由于巖性顆粒較細(xì)，所以其有效孔隙度低，滲透性差，一般不含油。

2.5.物性與含油性關(guān)系

儲(chǔ)層含油性是油藏評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，對(duì)于不同巖性、物性儲(chǔ)層的含油級(jí)別，一般來(lái)講，儲(chǔ)層砂巖粒度越粗，物性越好，其含油級(jí)別也越高[2][7][8]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)不同含油級(jí)別所對(duì)應(yīng)的物性參數(shù)(圖 3)可知，儲(chǔ)層油氣顯示級(jí)別與儲(chǔ)層物性特征存在一定的相關(guān)性，即物性較好的儲(chǔ)層往往具有較高的含油級(jí)別。

Figure 3.The relationship between physical properties and oil-bearing properties of J2y7 in Huanjiang Oilfield圖3.環(huán)江油田J2y7儲(chǔ)層物性與含油性關(guān)系圖

3.儲(chǔ)層物性參數(shù)模型

3.1.孔隙度測(cè)井解釋模型

以研究區(qū) J2y7為例，通過(guò)儲(chǔ)層巖電資料的分析，繪制孔隙度-聲波時(shí)差交會(huì)圖(圖 4)。由圖 4可知，區(qū)內(nèi)延安組儲(chǔ)層孔隙度與聲波時(shí)差存在良好的響應(yīng)關(guān)系，可利用聲波時(shí)差對(duì)孔隙度進(jìn)行測(cè)井化解釋?zhuān)⒖紫抖葴y(cè)井解釋模型。

Figure 4.The intersection diagram of porosity and interval transit-time of J2y7 in Huanjiang Oilfield圖4.環(huán)江油田J2y7孔隙度-聲波時(shí)差交會(huì)圖

式中：?為孔隙度，%；Δt為聲波時(shí)差，μs/m；R為相關(guān)系數(shù)，1。

3.2.滲透率測(cè)井解釋模型

影響儲(chǔ)層滲透率的主要因素包括孔喉半徑和巖石顆粒間孔隙的連通性，孔喉半徑主要取決于巖石顆粒分選、磨圓及平均粒度大小，孔隙連通性則受控于膠結(jié)物的性質(zhì)和含量。通常受成巖及成巖后作用影響較小的儲(chǔ)層，其滲透率和孔隙度具有良好的相關(guān)性，通過(guò)對(duì)研究區(qū) J2y7儲(chǔ)層孔、滲關(guān)系的研究分析作出滲透率-孔隙度交會(huì)圖，發(fā)現(xiàn)二者具有較好的相關(guān)性(圖5)，通過(guò)回歸分析得到：

式中：K為滲透率，mD。

Figure 5.The intersection diagram of porosity and permeability of J2y7 in Huanjiang Oilfield圖5.環(huán)江油田J2y7滲透率-孔隙度交會(huì)圖

4.儲(chǔ)層出油下限的確定

儲(chǔ)層出油下限主要指2個(gè)方面，物性下限和電性下限。

電性的下限標(biāo)準(zhǔn)可確定有效儲(chǔ)層，即利用測(cè)井、取心資料及儲(chǔ)層解釋相結(jié)合的方式，建立油層、水層和干層判別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)有效儲(chǔ)層進(jìn)行劃分[2]。選取環(huán)江油田J2y7的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)及所對(duì)應(yīng)層段儲(chǔ)層解釋結(jié)論，繪制電阻率-聲波時(shí)差關(guān)系圖(圖6)，獲得有效儲(chǔ)層的電性下限，聲波時(shí)差≥223 μs/m，電阻率≥6 Ω·m。

Figure 6.The relationship between the resistivity and interval transit-time of J2y7 in Huanjiang Oilfield圖6.環(huán)江油田J2y7電阻率-聲波時(shí)差關(guān)系圖

儲(chǔ)層物性下限的確定一般采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、壓汞參數(shù)法、交會(huì)圖法和測(cè)試法[9][10][11]。該次研究采用儲(chǔ)層物性、電性交會(huì)圖法確定物性下限。根據(jù)式(1)，通過(guò)儲(chǔ)層聲波時(shí)差下限來(lái)確定儲(chǔ)層孔隙度下限，進(jìn)而由式(2)求解滲透率下限，得出儲(chǔ)層物性下限為孔隙度≥12.7%，滲透率≥5.1 mD。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)J2y7有效儲(chǔ)層孔、滲參數(shù)統(tǒng)計(jì)，孔隙度多大于12.3%，滲透率基本大于4.9 mD。故模型計(jì)算所獲得的物性下限與實(shí)測(cè)結(jié)果較為符合，反映出模型具有一定的可靠性，適用于研究區(qū)的地質(zhì)條件。

5.結(jié)論

1)環(huán)江油田儲(chǔ)層四性特征明顯，測(cè)井曲線能有效識(shí)別不同巖性，確定物性相對(duì)較好的儲(chǔ)層；儲(chǔ)層含油性主要受巖性和儲(chǔ)層物性的控制，粒度較粗的砂巖孔隙度、滲透率較高，可作為良好的儲(chǔ)集體。

2)通過(guò)電阻率、聲波時(shí)差及儲(chǔ)層解釋結(jié)論確定了電性下限為聲波時(shí)差≥223 μs/m，電阻率≥6 Ω·m；通過(guò)孔隙度和滲透率測(cè)井解釋模型確定了物性下限為孔隙度≥12.7%，滲透率≥5.1 mD。