測(cè)井地質(zhì)綜合解釋系列報(bào)告之五——基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度

基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 匯報(bào)人 : 宋子齊 （西安石油大學(xué) 石油工程學(xué)院 陜西 西安 710065） 以 特低滲儲(chǔ)層評(píng)價(jià)為例 測(cè)井地質(zhì)綜合解釋系列報(bào)告之五 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 摘要： 針對(duì)陜北斜坡中部特低滲透儲(chǔ)層受沉積環(huán)境、成巖作用、構(gòu)造等因素影響，儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能和滲流結(jié)構(gòu)差異較大，測(cè)井響應(yīng)復(fù)雜的特點(diǎn)， 利用巖石物理相分類確定特低滲透油層有效厚度 。通過 儲(chǔ)層各類測(cè)井、巖心和試油資料，研究評(píng)價(jià)巖石物理相的多種信息、劃分方法及其分類評(píng)價(jià)， 建立不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)下限的差異、特征及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，分析了微電極曲線提取特低滲儲(chǔ)層巖石物理相背景特征 。并以實(shí)例分析提取特低滲透儲(chǔ)層巖石物理相分類表征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了將非均質(zhì)、非線性問題轉(zhuǎn)化為相對(duì)均質(zhì)、線性問題解決，提高了測(cè)井精細(xì)解釋油層有效厚度的精度和效果。 關(guān)鍵詞：巖石物理相分類；特低滲透；油層有效厚度；表征參數(shù)； 下限差異、特征；相對(duì)均質(zhì)、線性問題 引 言 一平緩的西傾單斜構(gòu)造（傾角僅半度左右），斷層和褶皺不發(fā)育。該區(qū)油層主要為三角洲前緣相沉積，發(fā)育水下分流河道及其河道疊置型河口壩微相，儲(chǔ)層受沉積環(huán)境、成巖作用、構(gòu)造等因素影響，具有低孔隙度、低滲透率、油層薄、非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，屬典型的特低滲透非均質(zhì)巖性油藏。區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層微觀孔隙類型多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，殘余粒間孔、溶孔及微孔的不同組合交織搭配，儲(chǔ)集性能相差縣殊。在宏觀物性上則表現(xiàn)為孔隙度、滲透率分布范圍寬，孔滲關(guān)系復(fù)雜，高孔低滲、低孔高滲、低孔低滲并存，流動(dòng)層帶復(fù)雜 1特別是該區(qū)特低滲透儲(chǔ)層泥漿對(duì)地層侵入作用弱，泥餅難于形成，微電極電阻率曲線在滲透層上的正幅度差異不明顯；直觀指示油氣層和水層的深、中、淺電阻率在常規(guī)儲(chǔ)層的有序排列基本消失；發(fā)育在儲(chǔ)層中的微裂縫呈現(xiàn)的不規(guī)則擴(kuò)徑使測(cè)井曲線背景值失真。其綜合效應(yīng)反映出測(cè)井響應(yīng)來自油氣成分少，有生產(chǎn)能力的低孔隙度儲(chǔ)層與無效層段之間差異很小 6因此， 有必要利用該區(qū)長(zhǎng) 6儲(chǔ)層各類測(cè)井、巖心和試油資料，研究巖石物理相的多種信息，分析建立不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)下限的差異、特征及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有效地提取儲(chǔ)層巖石物理相分類表征參數(shù)確定特低滲透油層有效厚度 11 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 1 儲(chǔ)層巖石物理相特征及分類評(píng)價(jià)分析 通過對(duì)鄂爾多斯盆地低滲透巖性油氣藏儲(chǔ)層巖石物理相和測(cè)井響應(yīng)特征的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行 巖石物理相分類 后，同類巖石物理相儲(chǔ)層表現(xiàn)出如下特點(diǎn)： 具有相似的巖石學(xué)和沉積 成巖作用特征； 孔隙類型、結(jié)構(gòu)及其孔滲關(guān)系趨于一致； 巖電關(guān)系和測(cè)井響應(yīng)趨于吻合； 分類分析儲(chǔ)層參數(shù)與測(cè)井響應(yīng)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系明顯提高。 這表明，巖石物理相是控制低滲透巖性油氣藏儲(chǔ)集層 “ 四性 ” 關(guān)系和測(cè)井響應(yīng)特征的主導(dǎo)因素。特別在其普遍存在 早中成巖期的壓實(shí)壓溶及膠結(jié)作用 ，使得 長(zhǎng) 6儲(chǔ)層原生孔隙由 35% 40%下降為 10% 13%，由于強(qiáng)烈的成巖作用大大改變了原始孔隙結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致該儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，形成了以 剩余粒間孔、成巖溶孔為主 、 多孔隙類型 共存的 混合型儲(chǔ)集特征。大部分孔隙被限制性喉道所控制 ，造成儲(chǔ)層退汞效率低，難采體積大。為此，分析安塞油田沿河灣地區(qū)砂巖儲(chǔ)層沉積、成巖作用和物性、孔隙結(jié)構(gòu)特征，將該區(qū)巖石物理相類型劃分為 有利的、較低滲砂層及較為致密 的等三類巖石物理相類別 13： 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 1 儲(chǔ)層巖石物理相特征及分類評(píng)價(jià)分析 （ 1） 類巖石物理相 有利的巖石物理相 該類巖相儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖及中 細(xì)粒砂巖為主，巖石主要以長(zhǎng)石砂巖沉積，是沉積物中最粗的部分。該類巖相底界與下伏巖層為沖刷接觸，通常底部為中 細(xì)砂，含泥礫，向上變?yōu)榧?xì)砂。砂層為厚層箱狀、塊狀，中間不夾泥質(zhì)層。主要孔隙類型為殘余粒間孔，但次生溶孔發(fā)育，包括長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔和濁沸石溶孔占總面孔率 40% 50%左右，孔隙半徑在 30m 或 30m 以上，毛管壓力曲線位于中部，排驅(qū)壓力 直段較明顯，微孔隙低于 40%，該 類巖相儲(chǔ)層處于中壓實(shí)、強(qiáng)溶解、次生孔隙發(fā)育區(qū) ，平均孔隙度可達(dá) 12 14%，平均滲透率達(dá) 1 3 10，處于 有利的沉積、成巖儲(chǔ)集相帶滲砂體 中。測(cè)井響應(yīng)具“ 三低兩高 ” 特征，即 自然電位低、自然伽馬低、低密度和高聲波時(shí)差、高補(bǔ)償中子特征 ， 反映出一種相對(duì)有利的巖相成因單元 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 1 儲(chǔ)層巖石物理相特征及分類評(píng)價(jià)分析 （ 2） 類巖石物理相 較低滲砂層巖石物理相 該類巖相儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖及粉 細(xì)砂巖為主，常夾有薄層湖相泥巖或泥質(zhì)粉砂巖。該相儲(chǔ)層原生粒間孔、長(zhǎng)石、濁沸石溶孔發(fā)育，且直接控制儲(chǔ)層物性、含油性分布，孔隙半徑在 20m 左右，毛管壓力曲線偏上，排驅(qū)壓力 直段明顯，微孔隙達(dá)到 50%或 50%以上。該類巖相儲(chǔ)層處于 中壓實(shí)、中膠結(jié)、次生孔隙尚發(fā)育區(qū) ，平均孔隙度可達(dá) 10 12%，平均滲透率 1 10左右，一般處于 水下分流河道或側(cè)翼延伸、河口壩及其邊緣較為有利沉積、成巖儲(chǔ)集相帶（低滲砂體） 中。測(cè)井響應(yīng)主要呈 較低值 特征，即 自然電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子具較低值，僅密度值較高 ，反映出 一種相對(duì)較低滲砂層巖相成因單元 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 1 儲(chǔ)層巖石物理相特征及分類評(píng)價(jià)分析 （ 3） 類巖石物理相 較致密砂層巖石物理相 該類巖相儲(chǔ)層巖性以致密細(xì)砂巖、粉砂巖或細(xì) 粉砂巖為主，常與泥巖組成薄互層。該相儲(chǔ)層河道砂體較窄、砂層薄、物性差，代表強(qiáng)壓實(shí)、強(qiáng)膠結(jié)、次生孔隙不發(fā)育區(qū)?？紫栋霃皆?10 20m ，毛管壓力曲線偏上，排驅(qū)壓力大，微孔隙比例大，平均孔隙度 10%或 10%以下，平均滲透率 10以下，一般 處于河道邊緣膠結(jié)致密儲(chǔ)集相帶 中。測(cè)井響應(yīng)呈 “ 三升高、兩降低 ” 特征。即 自然電位、自然伽馬、密度值升高 ，聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子值降低 ，反映出 一種較為致密的巖相成因單元 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 1 儲(chǔ)層巖石物理相特征及分類評(píng)價(jià)分析 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 利用 、 、 類巖石物理相的測(cè)井地質(zhì)分析準(zhǔn)則，結(jié)合流動(dòng)層帶指標(biāo) 17并根據(jù)油田具體地質(zhì)特征進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，建立起該區(qū)長(zhǎng) 6特低滲透儲(chǔ)層巖石物理相評(píng)價(jià)劃分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)系數(shù)（表 1）。 表 1 安塞油田沿河灣地區(qū)長(zhǎng) 6儲(chǔ)層巖石物理相評(píng)價(jià)劃分指標(biāo) 征性評(píng)價(jià)參數(shù) 儲(chǔ)層巖石物理相評(píng)價(jià)劃分標(biāo)準(zhǔn) 權(quán)系數(shù) 類 類 類 泥質(zhì)層 自然電位減小系數(shù) 然伽瑪減小系數(shù) 波時(shí)差（ s 226 214 209 225 償中子（ %） 17 14 13 18 度（ g 動(dòng)層帶指標(biāo) 評(píng)價(jià)表 1中 、 、 類巖石物理相類別，采用上述 5種測(cè)井響應(yīng)特征性參數(shù)和利用測(cè)井儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算的流動(dòng)層帶指標(biāo)，利用灰色理論綜合評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行被評(píng)價(jià)井點(diǎn)數(shù)據(jù)的綜合分析處理。采用矩陣分析、標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)差的極值加權(quán)組合放大技術(shù) 17利用 灰色理論集成和綜合上述多種測(cè)井地質(zhì)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)長(zhǎng) 6特低滲儲(chǔ)層巖石物理相的綜合評(píng)價(jià)和定量分析，確定和劃分出有利的、較低滲砂層及較為致密的三類巖石物理相儲(chǔ)層 。 2 利用巖石物理相分類儲(chǔ)層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 巖石物理相分類集中地體現(xiàn)出巖性對(duì)儲(chǔ)層巖石物理相的控制作用，巖石物理相分類的測(cè)井儲(chǔ)層參數(shù)處理則主要是通過規(guī)則化消除孔隙流體的影響 ，不同類別儲(chǔ)層孔隙流體反映出不同類別油層有效厚度的參數(shù)下限差異特征。因此，必須研究巖石物理相分類才能準(zhǔn)確建立特低滲透油層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)。 2 利用巖石物理相分類儲(chǔ)層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 采用不同巖石物理相 物性分析、試油、試采和測(cè)井 資料，進(jìn)行儲(chǔ)層含油性、物性和電性關(guān)系分析。利用巖心分析和試油資料確定油層孔隙度、滲透率有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)；利用測(cè)井和試油資料確定油層電阻率 （ 聲波時(shí)差 （ t）、補(bǔ)償中子 （ N）、密度 （ b）、自然電位減小系數(shù) （ ）有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)；利用巖心分析和鑒定資料，確定巖性有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)砂巖級(jí)，巖心含油性下限標(biāo)準(zhǔn)為油斑級(jí)。并結(jié)合夾層分析和研究方法，確定油層有效厚度起算下限 19 分別不同巖石物理相類別建立起該區(qū)長(zhǎng) 6儲(chǔ)層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn) 如表 2。 表 2 分類巖石物理相油層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn) of 石物理相孔隙度（% ）滲透率（1 0 - 3 阻率（ 波時(shí)差 （ s / m ）與電阻率（ 補(bǔ)償中子（% ）與電阻率（ 度（g / c m 3 ）自然電位減小系數(shù)巖性 含油性有效厚度起算下限（m ）夾層扣除下限（m ）類 2224 t 2 3 2 ，R t - 0 . 8 7 5 t+225 t232 ， N 1 7 . 7 ，R t - 2 . 5 N+65 N， 砂巖 油斑 0215 t 2 2 7 ， R t - 0 . 9 t+t227 ， N 1 6 . 7 ，R t - 3 . 6 N+， 砂巖 油斑 利用巖石物理相分類儲(chǔ)層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 表 2中長(zhǎng) 6儲(chǔ)層 類巖石物理相滲透率下限取 10時(shí)，在滲透率頻率分布圖上查得累積 產(chǎn)能丟失 圖 1）；在滲透率 10對(duì)應(yīng)的孔隙度為 相應(yīng) 丟失儲(chǔ)能 圖 2）。相應(yīng)儲(chǔ)能、產(chǎn)能丟失不大，因此確定 類巖石物理相孔隙度下限 滲透率下限 10。 圖 1 長(zhǎng) 6儲(chǔ)層 類巖石物理相滲透率頻率分布圖 圖 2 長(zhǎng) 6儲(chǔ)層 類巖石物理相孔隙度頻率分布圖 2 利用巖石物理相分類儲(chǔ)層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 表 3中長(zhǎng) 6儲(chǔ)層 類巖石物理相滲透率下限取 10時(shí)，在滲透率頻率分布圖上查得累積 產(chǎn)能丟失 圖 3）；10對(duì)應(yīng)孔隙度 8%，相應(yīng)儲(chǔ)層 儲(chǔ)能丟失 圖 4）。相應(yīng)儲(chǔ)能、產(chǎn)能丟失不大，因此確定 類巖石物理相孔隙度下限 8%，滲透率下限 10。 圖 3 長(zhǎng) 6儲(chǔ)層 類巖石物理相滲透率頻率分布圖 圖 4 長(zhǎng) 6儲(chǔ)層 類巖石物理相孔隙度頻率分布圖 從 圖 1、圖 3中 可見， 滲透率下限取 10， 類 巖石物理相 產(chǎn)能丟失 8%，而 類 巖石物理相 產(chǎn)能丟失 40%；同樣 圖 2、圖 4孔隙度下限取 類 巖石物理相 儲(chǔ)能丟失 而 類 巖石物理相 儲(chǔ)能丟失達(dá) 50%。顯然， 不同類別巖石物理相滲透率、孔隙度下限的差異是很大 的，巖石物理相分類后才能準(zhǔn)確 建立不同類別油層有效厚度滲透率、孔隙度下限標(biāo)準(zhǔn) 。 2 利用巖石物理相分類儲(chǔ)層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 再以圖 5、圖 6的 、 類巖石物理相油層有效厚度下限分析對(duì)比，不同類別巖石物理相電阻率與聲波時(shí)差下限的差異也是較大的（圖 5、圖 6）。 圖 5 類巖石物理相儲(chǔ)層電阻率（ 聲波時(shí)差 （ t） 關(guān)系圖 圖 6 類巖石物理相儲(chǔ)層電阻率（ 聲波時(shí)差 （ t） 關(guān)系圖 從圖 5、圖 6中 聲波時(shí)差下限取 224s/m ， 類 巖石物理相 電阻率下限 30 m，而 類 巖石物理相 電阻率下限則 22 m，它們的不同類別也顯示出明顯的差異。顯然巖石物理相， 分類后才能準(zhǔn)確建立不同類別油層有效厚度的聲波時(shí)差、電阻率下限標(biāo)準(zhǔn) 。 因此， 采用分類巖石物理相油層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn) ，可以 準(zhǔn)確地表達(dá)不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)的變化及其差異 。 of of 3 利用巖石物理相分類精細(xì)評(píng)價(jià)特低滲透儲(chǔ)層 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 在該區(qū)特低滲透儲(chǔ)層鉆井過程中，泥漿柱壓力略大于地層壓力，其壓力差驅(qū)使泥漿濾液向 滲透性較好砂巖處滲透 ，在井壁附近形成泥餅和沖洗帶，其 泥餅厚度一般 330阻率約為泥漿電阻率 1 3倍；泥漿沖洗帶厚度 100 150阻率約為泥餅電阻率 5倍以上 19因此，在 類 巖石物理相砂層滲透性相對(duì)較好并 形成泥餅 時(shí)，主要反映沖洗帶電阻率 電極曲線呈現(xiàn) 數(shù)較低 ；而當(dāng) 、 類 巖石物理相砂層滲透性差且泥漿侵入 不足以形成泥餅 時(shí)（侵入量太?。瑯O板直接貼在井壁上，由于 泥漿增阻侵 ，造成微梯度 微電極曲線呈現(xiàn) 讀數(shù)較大 。 因此在該區(qū)特低滲透儲(chǔ)層研究中，通過 、 、 類巖石物理相分類精細(xì)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，結(jié)合微電極電阻率測(cè)井曲線劃分薄儲(chǔ)層、識(shí)別較為致密的低滲砂或致密砂層有效厚度，不同程度提高了測(cè)井解釋精度及效果 19 3 利用巖石物理相分類精細(xì)評(píng)價(jià)特低滲透儲(chǔ)層 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 兩層合試） 日產(chǎn)油： d 日產(chǎn)水： d 兩層合試） 日產(chǎn)油： d 日產(chǎn)水： d 圖 7 沿 25井長(zhǎng) 611og 11-2 in 圖 7是沿河灣地區(qū)沿 25井長(zhǎng) 611中 上部 微電極正差異 ，數(shù)值較高到 較低變化 ；自然伽馬、自然電位減小幅度都明顯較大；聲波、中子孔隙度增大，密度明顯減小，其儲(chǔ)層評(píng)價(jià) 為 類巖石物理相滲透性好的油水層 。圖中 下部 微電極負(fù)差異且讀數(shù)不規(guī)則增大變化 ；自然伽馬和自然電位減小出現(xiàn)明顯幅度差，密度減小。其儲(chǔ)層評(píng)價(jià) 為 類巖石物理相滲透性較差的油水層 。該 兩層段在 日產(chǎn)油 d，日出水 d，有效地 證實(shí)了測(cè)井精細(xì)評(píng)價(jià)劃分 類 (上部 )、 類 (下部 )巖石物理相油層（油水層）有效厚度的類別、差異及其合理性 。 4 結(jié) 論 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 （ 1）巖石物理相分類主要基于儲(chǔ)層的沉積、成巖作用特點(diǎn)和孔隙類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)要考慮多種測(cè)井資料的可識(shí)別性，利用灰色理論從不同角度對(duì)儲(chǔ)層微觀幾何特征、沉積、成巖及非均質(zhì)特征進(jìn)行全面分析，提取有效儲(chǔ)層中巖石物理相的多種信息，集中地反映出該區(qū)特低滲透儲(chǔ)層不同巖石物理相形成的地質(zhì)特點(diǎn)。 同一種巖石物理相具有相似的巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)和含油氣特征，不同巖石物理相則難以用一個(gè)統(tǒng)一的解釋模型對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行表征 。通過巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層 實(shí)質(zhì)上是將非均質(zhì)、非線性問題轉(zhuǎn)為均質(zhì)、線性問題解決，成為提高非均質(zhì)特低滲儲(chǔ)層測(cè)井解釋的有效途徑 。 （ 2） 利用各類測(cè)井、巖心和試油資料，分析不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)下限的差異及特征 ，基于巖石物理相分類建立起該區(qū)特低滲透油層有效厚度下限評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)， 為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)劃分特低滲透油層有效厚度提供了有效方法 。 （ 3）通過該區(qū)特低滲透油層有效厚度精細(xì)評(píng)價(jià)處理，利用實(shí)例分析了低滲低阻油層泥漿增阻侵入的微電極電阻率曲線幅度、差異及性質(zhì)， 闡明了不同類別巖石物理相背景的近井帶油層電阻率、自然伽馬、自然電位、聲波、密度、中子測(cè)井曲線特征，有效地確定劃分出不同類別特低滲油層有效厚度 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評(píng)價(jià)特低滲透油層有效厚度 參 考 文 獻(xiàn) 1 宋子齊，程國(guó)建，王靜，等 J2006， 27（ 6）： 1032006,27(6):1032 王瑞飛，陳明強(qiáng) 成巖過程中孔隙度參數(shù)演化的定量分析 J2004， 78（ 6）： 1432in . 2004,78(6):14323 宋子齊，程國(guó)建，楊立雷，等 J2006， 28（ 6）： 595 in 2006,28(6):5954 曾大乾，李淑貞 J1994， 15（ 1）： 38I .(1994,15(1):385 宋子齊 ,王桂成 ,趙宏宇 ,等 J26(3):45226(3):4526 趙培華 M油工業(yè)出版社， 2003： 1062003:1067 范曉敏 J2007， 22(1):142on . 200