鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)長6儲層“四性關(guān)系”研究

安思謹，馮張斌，何 斌，李欣偉，王振華.

(1.延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西西安 710065；2.長慶油田公司第一采油廠，陜西延安 716000)

志丹地區(qū)位于志丹縣西南部的旦八、義正、吳堡、金鼎等鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位置位于伊陜斜坡中部。1995年起，延長油田股份公司開始在該區(qū)投入勘探工作量，分別發(fā)現(xiàn)了侏羅系延安組延9、延10，三疊系長2、長3、長4+5、長6、長7等多套含油層系。發(fā)現(xiàn)了一批高產(chǎn)井，奠定了志丹油田滾動勘探開發(fā)基礎(chǔ)。在短短10年內(nèi)，建成了年產(chǎn)百萬噸的大油田[1]。本文針對志丹油田長6儲層遇到的非均質(zhì)性強、油水關(guān)系復(fù)雜、低阻和高阻油層并存等問題，運用多井分析和測井精細解釋等方法手段，開展儲層“四性”關(guān)系分析及復(fù)雜油水層識別，明確了“四性”下限。為該區(qū)今后的儲量計算工作提供了可靠參數(shù)。

1 儲層基本特征

志丹地區(qū)長6油層組屬于三角洲前緣沉積，以水下分流河道沉積為主，受北東向物源影響，砂體呈北東—南西向展布。儲層巖性主要為淺灰色、灰色、灰綠色細粒長石砂巖為主，分選中—好，磨圓度以次棱—次圓狀為主；砂巖填隙物組成中雜基主要為泥質(zhì)和黏土礦物，膠結(jié)物主要有鐵方解石、鐵白云石和硅質(zhì)。研究區(qū)各儲層孔隙類型多樣復(fù)雜，根據(jù)成因主要有原生孔隙、次生溶孔(溶蝕粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔等)和裂隙孔等幾種[2]，孔喉特征以小孔隙—微喉道類型為主，物性特征表現(xiàn)為低孔、特低滲(圖1)。

圖1 長6油層組儲層基本特征化驗分析圖版Fig.1 The basic characteristics of thin sections with Chang-6 reservoira.顆粒分選中等—好，永1080井，1 610.44 m，長62；b.顆粒磨圓次棱角—次圓，永1080井，1 604.79 m，長61；c.鐵方解石膠結(jié)并少量交代碎屑，孔隙式膠結(jié)，永1080井，1 678.42 m，長64；d.石英膠結(jié)充填，1022-1井，1 526.81 m，長62；e.碎屑顆粒發(fā)生溶蝕產(chǎn)生溶孔，永1022-1井，1 578.14 m，長64；f.長石溶孔，永1022-1井，1 523.95 m，長62。

2 儲層“四性”關(guān)系

2.1 巖性與電性的關(guān)系

本區(qū)三疊系延長組巖性主要為泥巖、細砂巖等，研究區(qū)長6油層組9口井的取心巖性統(tǒng)計表明儲層巖性多為細砂巖。志丹地區(qū)三疊系延長組長6儲集層的巖電性特征(圖2)表現(xiàn)為：

泥巖：自然電位為基線，能良好地反映泥巖層段。自然伽馬高值，電阻率響應(yīng)值變化較大，主要與有機質(zhì)含量有關(guān)，如長63段有機質(zhì)含量較高，則電阻率呈高值特征。聲波時差總體較砂巖段響應(yīng)值高，含有機質(zhì)段更高。該區(qū)泥巖井徑測井擴徑不明顯。

細砂巖：自然電位負異常幅度明顯，多對應(yīng)低自然伽馬值，聲波時差值較低，一般大于220 μs/m。本區(qū)存在高自然伽馬砂巖段，多出現(xiàn)在長61油層亞組，但自然電位和聲波時差響應(yīng)特征正常。電阻率響應(yīng)方面，同樣長61油層亞組存在低阻油層，該區(qū)電阻率響應(yīng)值變化較大，有的甚至低于泥巖電阻率。

研究區(qū)長6油層組粉砂巖、泥質(zhì)砂巖不甚發(fā)育。

儲層的鈣質(zhì)夾層顯示為：聲波時差低值、自然伽馬低值、電阻率高值，而泥質(zhì)、粉砂質(zhì)夾層顯示為自然伽馬增高。普通視電阻率曲線的極大值對應(yīng)高阻層底界面。感應(yīng)曲線及八側(cè)向曲線在儲集層由于侵入而分開，而在泥巖及致密層處兩條曲線較接近[3]。

2.2 物性與電性的關(guān)系

根據(jù)工區(qū)永1080井、永440井、永856井、永1025井、永1131井、永405井、永410井、永857井、永1022-1井以及鄰區(qū)正398、正399、正400井共612個巖心樣品的物性分析統(tǒng)計,對工區(qū)長6油層組各油層亞組的物性進行深入細致研究，結(jié)果表明：長6油層組儲層屬于低孔、超低滲儲層，并且長61儲層物性最好，長62次之，長63、長64較差(表1)。

表1 長6油層組儲層物性統(tǒng)計表Table 1 Statistics of Chang-6 reservoir of porosity and permeability

志丹地區(qū)三疊系長6儲層屬中—低孔、特低滲—超低滲儲層。本區(qū)聲波時差曲線能較好地反映儲層的物性，儲層物性與聲波時差呈正相關(guān)性，儲層聲波時差曲線一般大于220 μs/m；電測曲線對儲集性能的反映主要表現(xiàn)在自然電位、聲波時差上。孔、滲相對較好的儲層，自然電位曲線反映明顯的負異常幅度值、相對較高的聲波時差值，研究區(qū)較好的主力油層聲波時差值多在220 μs/m以上(圖2)。

2.3 含油性與電性的關(guān)系

據(jù)志丹地區(qū)儲層含油性與測井響應(yīng)特征研究發(fā)現(xiàn)：

(1)產(chǎn)純油和純水的井較少，大部分油水同出，且油水同出井大部分含水率在20%～50%之間。

圖2 永440井長61、長62油層亞組四性關(guān)系Fig.2 Four property relationship diagram of Chang-6 reservoir with well Yong440

(2)視電阻率對儲層的巖性反映較好，而對于含油性不靈敏，因此，其只能用于儲層劃分對比的依據(jù)；而雙感應(yīng)則相對較靈敏[4]。

(3)油層的電阻率普遍較低，深感應(yīng)電阻率一般在6～20 Ω·m之間，個別井的較高，可達50 Ω·m(據(jù)分析可知，這種高電阻率的油層一般物性較差，可知高電阻率多源于巖石骨架的貢獻)。水層和含油水層的深感應(yīng)電阻率變化較大，范圍為8.6～30.6 Ω·m；干層的自然電位負異常幅度較低，聲波時差一般在220 μs/m以下，深感應(yīng)電阻率較高，一般大于30 Ω·m。

(4)從雙感應(yīng)測井的相對關(guān)系來講，將近有一半的油層深感應(yīng)電阻率大于中感應(yīng)電阻率，但由于八側(cè)向值一般情況下大于感應(yīng)測井，因此表現(xiàn)出不典型的“減阻侵入”特征；水層、含油水層和部分含水率較高的油水同層，表現(xiàn)為正常的“增阻侵入”特征；但同時還存在部分含水率較低的油層表現(xiàn)為增阻侵入特征，不利于油水層識別。

電阻率是識別油、水層最重要的參數(shù)。本區(qū)延長組儲層流體性質(zhì)分布規(guī)律復(fù)雜，除了常規(guī)油層外，還存在低阻油層、高阻水層等情況，使得含油性與電性關(guān)系變得復(fù)雜。鑒于此，本次研究分別對常規(guī)油層和低阻油層進行研究，確定其含油性和電性的關(guān)系，為后期原始含油飽和度和物性下限確定提供依據(jù)[5]。

常規(guī)油層如永440井(圖2)，測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為自然伽馬為68 API，聲波時差為244 μs/m，深感應(yīng)電阻率為17 Ω·m；低阻油層如永735-3井(圖3)測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為自然伽馬為77 API，聲波時差為244 μs/m，深感應(yīng)電阻率為6.01 Ω·m?？梢娂词篂樯罡袘?yīng)電阻率的絕對值，常規(guī)油層也比低阻油層高出許多。另外，高阻水層如永417-3井(圖4)的測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為自然伽馬為71 API，聲波時差為223 μs/m，深感應(yīng)電阻率為23 Ω·m。

圖3 永735-3井長6油層組低阻油層四性關(guān)系特征Fig.3 Four property relationship of Chang-6 low-resistance reservoir with well Yong735-3

3 復(fù)雜油水層識別

由于研究區(qū)常規(guī)砂巖與高伽馬砂巖共存，常規(guī)油層和相對低電阻率油層共存，一般水層和相對高電阻率水層共存，油水關(guān)系復(fù)雜，四性關(guān)系復(fù)雜，流體識別過程中很難用某一種測井信號就可以把流體性質(zhì)完全區(qū)分開；因此，本次研究采用單項測井信號地質(zhì)信息精細有效提取，分類研究，逐步識別流體性質(zhì)的思路。

圖4 永417-3井長6油層組高阻水層四性關(guān)系特征Fig.4 Four property relationship of Chang-6 high resistivity water layers with well Yong417-3

據(jù)研究區(qū)延長組長6油層組常規(guī)油層選取的70口井160層的試油試采資料，分別讀取對應(yīng)的測井響應(yīng)值，針對常規(guī)油層、低阻油層制作視電阻率值與孔隙度的交會圖版。從聲波時差與電阻率的交會圖(圖5)可以看出，混入點相對較多，因此本次研究利用自然伽馬與電阻率以及自然伽馬與組合參數(shù)的識別圖版進行逐步識別，實現(xiàn)了高精度的識別效果：工業(yè)油水同層140層，水層14層，干層6層，圖版誤入點1個，誤出點0個，圖版精度在99%以上。從交會圖版獲得經(jīng)校正后的各種測井參數(shù)下限值(長6油層組常規(guī)油層)：聲波時差≥215 μs/m，深感應(yīng)電阻率≥14.5 Ω·m，自然伽馬為68～110 API，含水飽和度≤58%(So≥42%)。

針對長6油層組低阻油層選取的72口井98層的試油試采資料點，經(jīng)過逐步識別，其中工業(yè)油水層82層，水層10層，干層6層，圖版誤入點1個，誤出點0個，亦達到了較高識別精度的效果(圖7～圖10)，滿足該區(qū)延長組儲層地質(zhì)研究和探明儲量計算的需要。從制作的長6油層組視電阻率與測井解釋孔隙度交會圖版(圖6)可獲得經(jīng)校正后的各種測井參數(shù)下限值(長6油層組低阻油層)：聲波時差≥220 μs/m，深感應(yīng)電阻率為6～18 Ω·m，自然伽馬≤98 API，含水飽和度≤60%(So≥40%)。

4 “四性”下限的確定

4.1 物性下限標準

有效厚度下限值的確定以試油試采資料為依據(jù)，以巖心分析資料為基礎(chǔ)，進行地質(zhì)、錄井、地球物理測井等資料的綜合研究，來確定適應(yīng)本區(qū)油層特點的巖性、物性、含油性和電性的下限標準。研究區(qū)儲層物性下限的確定分別采用了壓汞參數(shù)法、經(jīng)驗統(tǒng)計法和類比法。

4.1.1 壓汞參數(shù)法

由于研究區(qū)的壓汞樣品數(shù)量有限，常規(guī)油層和低阻油層分開研究規(guī)律性不強，因此進行了整體研究。根據(jù)區(qū)內(nèi)三疊系延長組長6油層組儲層4口井64個樣品的滲透率與排驅(qū)壓力和中值壓力的關(guān)系來看(圖7、圖8)，當滲透率小于0.25 mD時，排驅(qū)壓力和中值壓力急劇增大，說明0.25 mD可以作為本區(qū)三疊系延長組長6油層組的滲透率下限。滲透率0.25 mD時對應(yīng)的孔隙度為8%(圖9)。相應(yīng)地，滲透率0.25 mD、孔隙度8%可以作為本區(qū)三疊系延長組長6油層組的孔隙度下限。

4.1.2 經(jīng)驗統(tǒng)計法

考慮到鄂爾多斯盆地低孔、低滲的儲層特點，要求累計樣品丟失不超過總累計的20%，累計儲能丟失不超過總累計的10%。此次利用經(jīng)驗統(tǒng)計法將分別確定常規(guī)油層和低阻油層的孔滲物性下限。

圖5 長6油層組常規(guī)油層識別圖版Fig.5 Identification plate of Chang-6 conventional reservoir

針對常規(guī)油層，通過對研究區(qū)三疊系延長組長6油層組8口井53塊樣品進行化驗資料分析統(tǒng)計，主要孔隙度分布范圍在9%～12%之間，平均為10.1%；主要滲透率分布范圍在0.2～0.9 mD之間，平均為0.53 mD，屬低孔隙度、特低滲透率儲層，儲層致密，物性更差。采用區(qū)內(nèi)巖心樣品的分析數(shù)據(jù)作孔隙度、滲透率頻率分布圖。根據(jù)本區(qū)實際情況，頻率分布圖上作孔隙度與滲透率的累計頻率曲線和累計能力丟失曲線。從三疊系延長組長6油層組常規(guī)油層滲透率頻率分布圖來看，滲透率值為0.2 mD，累計產(chǎn)油能力丟失5.6%，累計頻率損失18.2%，基于本區(qū)取樣長度基本一致，即厚度損失18.2%；從孔滲關(guān)系圖上看(圖9)，相應(yīng)孔隙度為7.5%；從孔隙度頻率分布來看，孔隙度下限值取7.5%；累計儲油能力丟失9.7%，累計頻率損失15.1%，即厚度損失15.1%。按以上標準取下限值，則儲油能力、產(chǎn)油能力和油層厚度損失都較小。因此，滲透率0.2 mD、孔隙度7.5%可以作為長6油層組常規(guī)油層有效厚度的物性下限。

針對低阻油層，通過對研究區(qū)三疊系延長組長6油層組7口井65塊樣品進行化驗資料分析統(tǒng)計，主要孔隙度分布范圍在11%～16%之間，平均為12%；主要滲透率分布范圍在0.2～4 mD之間，平均為1 mD，屬低孔隙度、特低滲透率儲層，儲層物性較差[6]。采用區(qū)內(nèi)巖心樣品的分析數(shù)據(jù)作孔隙度、滲透率頻率分布圖。根據(jù)本區(qū)實際情況，頻率分布圖上作孔隙度與滲透率的累計頻率曲線和累計能力丟失曲線。延長組長6油層組低阻油層滲透率值為0.25 mD，累計產(chǎn)油能力丟失2.4%，累計頻率損失17.2%，基于本區(qū)取樣長度基本一致，即厚度損失17.2%；從孔滲關(guān)系圖上看，相應(yīng)孔隙度為8.5%；從孔隙度頻率分布來看，孔隙度下限值取8.5%，累計儲油能力丟失6.6%，累計頻率損失10.8%，即厚度損失10.8%。按以上標準取下限值，則儲油能力、產(chǎn)油能力和油層厚度損失都較小。因此，滲透率0.25 mD、孔隙度8.5%可以作為長6油層組低阻油層有效厚度的物性下限。

圖6 長6油層組低阻油層識別圖版Fig.6 Identification plate of Chang-6 low-resistance reservoir

4.1.3 類比法確定物性下限

海子塌周邊地區(qū)有樊川、何家洼、正356和正316井區(qū)，對其長6油層組儲量計算時物性下限選取進行參考，可以看出長6油層的孔隙度下限值在6%～8%之間，滲透率在0.1～0.4 mD之間(表2)。

綜合考慮，長6常規(guī)油層滲透率取0.2 mD，孔隙度取7.5%；長6低阻油層滲透率取0.25 mD，孔隙度取8.5%，為本區(qū)物性下限。

圖7 長6油層組滲透率與中值壓力關(guān)系圖Fig.7 The diagram of relationship between permeability and median pressure with Chang-6 reservoir

4.2 巖性下限標準

本區(qū)三疊系延長組長6油層組沉積相主要為三角洲前緣亞相，主要為一套長石砂巖夾粉砂巖、泥巖組合。砂巖以厚層、塊狀為主，粒度偏細，以細砂巖為主。試油資料表明：長6油層組試油結(jié)果為工業(yè)油流段，其巖性以細砂巖為主(表3)。因此本區(qū)延長組儲層有效厚度的巖性下限定為細砂巖。

圖8 長6油層組滲透率與排驅(qū)壓力關(guān)系圖Fig.8 The diagram of relationship between permeability and expulsion pressure with Chang-6 reservoir

圖9 長6油層組滲透率和孔隙度關(guān)系圖Fig.9 The diagram of relationship between permeability and porosity with Chang-6 reservoir

表2 長6油層組物性下限表Table 2 Statistics of the lower limit of physical property with Chang-6 reservoir

4.3 含油性下限

志丹地區(qū)已獲工業(yè)油流井承壓段巖心及錄井資料統(tǒng)計表明，工業(yè)油流段含油產(chǎn)狀主要為油跡級及其以上，熒光級占極少數(shù)，因此，確定本區(qū)巖心含油級別下限為油跡級(表4、圖10)。

表3 長6儲層巖性下限確定表Table 3 Determination of the lower limit of lithology with Chang-6 reservoir

5 結(jié)論

(1)巖性、物性、含油性及測井響應(yīng)特征的研究表明，儲層的巖性越好(泥質(zhì)含量低、碳酸鹽含量越低)，則物性越好，儲層的電阻率越低，含油性也越好，雙感應(yīng)的“減阻侵入”越明顯。同時，電阻率絕對值的高低更取決于巖性和物性，含油性的影響較小。

表4 長6儲層有效厚度巖性、含油性、物性界限基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表Table 4 The lower limit of lithology and hydrocarbon containing and physical property of effective thickness with Chang-6 reservoir

圖10 長6油層組含油級別頻率直方圖Fig.10 The frequency histogram of oil-bearing grade with Chang-6 reservoir

(2)志丹地區(qū)三疊系延長組“四性”關(guān)系對應(yīng)較好。自然電位、自然伽馬組合使用可較好地區(qū)分砂泥巖，聲波時差曲線可用來解釋儲層孔隙度，感應(yīng)電阻率曲線可較好地反映含油性。采用自然電位、自然伽馬、聲波時差、感應(yīng)電阻率曲線，參考八側(cè)向、微電極等其他曲線可以定量解釋油層。

(3)分別采用壓汞參數(shù)法、經(jīng)驗統(tǒng)計法、類比法，確定三疊系延長組長6油層組常規(guī)油層物性下限為孔隙度為7.5%、滲透率為0.20 mD；長6油層組低阻油層物性下限為孔隙度為8.5%、滲透率為0.25 mD。通過對研究區(qū)儲層視電阻率與聲波時差關(guān)系建立的各種參數(shù)下限值可以發(fā)現(xiàn)，三疊系延長組長6油層組常規(guī)油層電性下限為聲波時差≥215 μs/m，深感應(yīng)電阻率≥14.5 Ω·m，自然伽馬為68～110 API；長6油層組低阻油層電性下限為聲波時差≥220 μs/m，深感應(yīng)電阻率為6～18 Ω·m，自然伽馬≤98 API。

(4)有效厚度測井參數(shù)下限值是利用試油結(jié)果和巖心分析資料與各種參數(shù)交會確定，圖版符合率為80%以上，符合儲量規(guī)范要求。