基于孔隙類(lèi)型的碳酸鹽巖儲(chǔ)層滲透率計(jì)算方法研究

崔長(zhǎng)鵬

摘 要：碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙度-滲透率關(guān)系復(fù)雜，滲透率表征難度大。本文以K油田孔縫雙重介質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層為例，從巖芯、巖石物理、動(dòng)態(tài)驗(yàn)證三個(gè)方面出發(fā)，通過(guò)計(jì)算孔構(gòu)參數(shù)識(shí)別孔隙類(lèi)型，建立不同孔隙類(lèi)型孔隙度--滲透率關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)碳酸鹽巖儲(chǔ)層滲透率的準(zhǔn)確計(jì)算。

關(guān)鍵詞：碳酸鹽巖;孔隙度;滲透率;物理建模

0 引言

碳酸鹽巖油氣藏有效儲(chǔ)集空間有孔隙和裂縫、溶洞等，其中，受差異性溶蝕、白云化等作用，孔隙類(lèi)型又可以分為粒內(nèi)孔、粒間孔等多種類(lèi)型，孔隙結(jié)構(gòu)差異大。多種孔隙類(lèi)型和裂縫的發(fā)育使得碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，孔隙度--滲透率關(guān)系復(fù)雜。目前沒(méi)有任何測(cè)井方法能夠直接連續(xù)測(cè)量滲透率，因此，如何通過(guò)表征孔隙類(lèi)型，建立孔隙度和滲透率的關(guān)系來(lái)準(zhǔn)確解釋滲透率，是碳酸鹽巖儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)中的首要難題。

針對(duì)碳酸鹽巖孔縫雙重介質(zhì)油氣藏儲(chǔ)層存在的問(wèn)題，本次研究以哈國(guó)K油田為例，首先從巖心分析不同孔隙類(lèi)型特征，開(kāi)展巖心尺度儲(chǔ)層分類(lèi)評(píng)價(jià);然后在巖心分析的基礎(chǔ)上開(kāi)展巖石物理建模，尋找能夠表征孔隙類(lèi)型的彈性參數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)井孔隙類(lèi)型的識(shí)別。最后基于孔隙類(lèi)型建立分孔隙類(lèi)型孔隙度--滲透率關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)滲透率的計(jì)算。

1 區(qū)域概況

K油田區(qū)域構(gòu)造上位于濱里海盆地的東側(cè)，含油氣層系為石炭系。屬于海相開(kāi)闊臺(tái)地碳酸鹽巖沉積，有效儲(chǔ)層為孔-縫雙重介質(zhì)的碳酸鹽巖，非均質(zhì)性強(qiáng)。生產(chǎn)開(kāi)發(fā)中發(fā)現(xiàn)：孔隙度、地層系數(shù)與油井產(chǎn)能、水井注入能力相關(guān)性差，單純按孔隙度評(píng)價(jià)碳酸鹽巖儲(chǔ)層，無(wú)法準(zhǔn)確表征儲(chǔ)層品質(zhì)和能力。

2 巖心分析

本次分析共統(tǒng)計(jì)167個(gè)樣品點(diǎn)，通過(guò)巖心孔隙度--滲透率交會(huì)圖版分析，可以孔隙類(lèi)型分為4類(lèi)（粒內(nèi)孔、混合孔、裂縫孔隙型、裂縫型）。其中，混合孔和裂縫--孔隙具有相對(duì)高的孔隙度、滲透率，是主要產(chǎn)層（圖1）。

3 巖石物理建模

在巖心分類(lèi)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展巖石物理建模，引入能夠表征孔隙類(lèi)型的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)井尺度儲(chǔ)集空間的分類(lèi)表征。

孔構(gòu)參數(shù)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立于巖石孔隙度，而相關(guān)于碳酸鹽巖巖石孔隙結(jié)構(gòu)差異的參數(shù)。原理是基于孔隙形狀和大小對(duì)聲波的影響，計(jì)算不同孔隙類(lèi)型體積模量、剪切模量等彈性參數(shù)差異，定量刻畫(huà)孔隙類(lèi)型。在相似的孔隙度的情況下，晶間孔具有相對(duì)低的體積模量值，而粒內(nèi)孔體積模量最高。在相似的擠壓力下，具有粒內(nèi)孔的巖石孔隙流體反作用力大，形變小，剪切模量大。具有好的連通性的晶間孔巖石孔隙剪切模量小。在巖心標(biāo)定的基礎(chǔ)上，可以確定孔構(gòu)參數(shù)范圍，在孔隙度--縱波阻抗量版上清楚的將孔隙類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)（圖2）。其中，粒內(nèi)孔位于量版右上方區(qū)域，孔隙度范圍廣，在相同孔隙度下，具有較高的縱波阻抗;混合孔位于量版中間位置;裂縫和裂縫孔隙型位于量版左下方，孔隙度相對(duì)較小，相同孔隙度下，具有相對(duì)低的縱波阻抗。

4 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證

在巖心分析巖石物理建模的基礎(chǔ)上，建立不同孔隙類(lèi)型孔隙度--滲透率關(guān)系，計(jì)算單井測(cè)井滲透率。通過(guò)6口井歷年產(chǎn)剖資料與計(jì)算孔隙度、滲透率對(duì)比分析可以看出，各個(gè)小層孔隙度相差不大，孔隙度與產(chǎn)剖相關(guān)性差，而分孔隙類(lèi)型計(jì)算的滲透率與產(chǎn)剖結(jié)果匹配度高。

本次研究還統(tǒng)計(jì)了不同孔隙類(lèi)型與單井比采油指數(shù)的關(guān)系。認(rèn)為三種孔隙類(lèi)型儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)三種不同比采油指數(shù)趨勢(shì)，相關(guān)性較好，為有效儲(chǔ)層的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)建立提供了依據(jù)。相同孔隙度、相同厚度條件下，裂縫孔隙度儲(chǔ)層產(chǎn)能最高（最高比采油指數(shù)0.4以上），混合型次之，粒內(nèi)型最差（比采油指數(shù)均在0.2以下），但粒內(nèi)型儲(chǔ)層孔隙度一般處于高值區(qū)，可以通過(guò)酸壓改造動(dòng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] Sun Y F.Effects of pore structure on elastic wave propagation in rocks，AVO modeling[J].Journal of geophysics and Engineering，2004（1）268-276.