張安達(dá)，潘會(huì)芳

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

0 引言

隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，油田開發(fā)動(dòng)用的油層由以往的常規(guī)儲(chǔ)層逐漸向非常規(guī)儲(chǔ)層轉(zhuǎn)變，致密儲(chǔ)層已成為目前勘探開發(fā)的新目標(biāo)。由于致密儲(chǔ)層勘探開發(fā)難度大，對(duì)其研究起步較晚，目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)致密油氣的概念存在著理解上的差異，并且在砂巖儲(chǔ)層類型劃分上也不盡相同［1-5］。多數(shù)人將致密儲(chǔ)層孔隙度上限定為12%（或10%），空氣滲透率上限定為1×10-3μm2，但缺乏對(duì)致密儲(chǔ)層物性下限的明確界定。本文提出2種求取儲(chǔ)層物性下限的新方法，并將這2種方法相結(jié)合確定了研究區(qū)致密砂巖儲(chǔ)層的物性下限，同時(shí)利用儲(chǔ)層孔喉分布特征，驗(yàn)證了該物性下限值符合研究區(qū)致密儲(chǔ)層實(shí)際情況。

1 確定致密儲(chǔ)層物性下限的新方法

到目前為止，已有很多種求取儲(chǔ)層物性下限的方法，包括經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、含油產(chǎn)狀法、測試法、相滲曲線組合法、物性試油法、試油資料約束法等［6-11］。以上方法主要是基于常規(guī)砂巖儲(chǔ)層的研究提出的，缺乏針對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層物性下限的求取方法。本文在對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層分析研究的基礎(chǔ)上，提出了儲(chǔ)層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的統(tǒng)計(jì)法和致密砂巖臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法，并據(jù)此求取研究區(qū)致密砂巖儲(chǔ)層的物性下限。

1．1 儲(chǔ)層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法

比較成熟的求取儲(chǔ)層物性下限的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法以巖心滲透率和孔隙度實(shí)驗(yàn)測試資料為基礎(chǔ)，通常取值為低端孔滲累計(jì)儲(chǔ)滲能力丟失不超過總累計(jì)的5%，孔滲累計(jì)概率丟失10%。在應(yīng)用該方法統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，一般將研究對(duì)象油層儲(chǔ)層物性作為一個(gè)整體來考慮，鮮有根據(jù)儲(chǔ)層產(chǎn)能狀況的差異性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本文利用儲(chǔ)層物性和產(chǎn)能相結(jié)合的方法求取致密砂巖儲(chǔ)層物性的下限（見圖 1、圖 2）。

圖1 本文經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法確定的工業(yè)油層物性下限

圖2 本文經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法確定的低產(chǎn)油層物性下限

考慮到研究區(qū)油層埋深主要分布在1 630～2 300 m，根據(jù)《勘探試油工作規(guī)范》，把產(chǎn)能大于1.0 t/d的儲(chǔ)層稱為工業(yè)油層，產(chǎn)能介于0.1～1.0 t/d的儲(chǔ)層為低產(chǎn)油層，產(chǎn)能小于0.1 t/d的儲(chǔ)層為干層。依據(jù)504個(gè)孔隙度與滲透率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，按照本文方法，以累計(jì)概率丟失10%計(jì)算得到工業(yè)油層物性下限為孔隙度φ=7.20%，滲透率 K=0.050×10-3μm2（見圖 1）；低產(chǎn)油層物性下限為 φ=4.50%，K=0.030×10-3μm2（見圖 2）。

1．2 臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法

致密儲(chǔ)層中的孔隙以納米級(jí)為主。納米級(jí)孔隙大大增強(qiáng)了流體在儲(chǔ)層中運(yùn)動(dòng)時(shí)的滲流阻力，因而，儲(chǔ)層喉道大小對(duì)內(nèi)部流體的滲流能力起控制作用［12-18］。能使原油分子在儲(chǔ)層中運(yùn)動(dòng)的最小喉道半徑即儲(chǔ)層臨界孔喉半徑，它影響著油氣在儲(chǔ)層中的賦存狀態(tài)及最終可動(dòng)用程度。關(guān)于油氣在儲(chǔ)層孔隙中的運(yùn)動(dòng)，曾有人根據(jù)氣體熱力學(xué)進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，只有孔隙半徑達(dá)25 nm，氣體的熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)生改變，氣體分子才在孔隙中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)［19-21］。 鄒才能等［22］通過理論計(jì)算，提出蘇里格致密氣儲(chǔ)層臨界孔隙半徑為40 nm左右，而陜北長6井致密油儲(chǔ)層臨界孔隙半徑為54 nm。

研究區(qū)巖心核磁共振分析顯示，可動(dòng)流體主要分布在孔隙半徑為0.05～3.00 μm的大孔內(nèi)。結(jié)合前人的研究成果，依據(jù)壓汞資料，通過最大孔喉半徑與孔隙度和滲透率的擬合函數(shù)關(guān)系，確定研究區(qū)致密儲(chǔ)層的含油臨界孔喉半徑為50 nm，從而確定致密儲(chǔ)層的孔隙度下限值為4.48%，滲透率下限值為0.023×10-3μm2。這一取值與按概率丟失10%統(tǒng)計(jì)低產(chǎn)油層儲(chǔ)層物性下限值近乎一致，因此，將該下限值作為高臺(tái)子油層致密儲(chǔ)層物性下限。

圖3 最大孔喉半徑與物性函數(shù)擬合關(guān)系

2 儲(chǔ)層孔喉分布特征

結(jié)合目前大多數(shù)學(xué)者對(duì)致密儲(chǔ)層空氣滲透率和孔隙度上限值的觀點(diǎn)，考慮到研究區(qū)實(shí)際生產(chǎn)情況，把孔隙度上限值定為12%。根據(jù)本文確定的致密儲(chǔ)層物性下限和工業(yè)油層物性下限，將致密儲(chǔ)層劃分為致密Ⅰ類、致密Ⅱ類和致密Ⅲ類儲(chǔ)層（見圖4）。研究區(qū)儲(chǔ)層孔喉分布情況見圖5。

圖4 儲(chǔ)層孔滲交會(huì)分類

圖5 研究區(qū)儲(chǔ)層孔喉分布情況

由圖5可見：研究區(qū)中低孔滲儲(chǔ)層分布峰值孔喉的半徑遠(yuǎn)大于臨界孔喉半徑（見圖5a）；致密Ⅰ類儲(chǔ)層分布峰值孔喉的半徑接近臨界孔喉半徑，有部分孔喉的半徑大于臨界孔喉半徑（見圖5b）；致密Ⅱ類儲(chǔ)層分布峰值孔喉的半徑小于臨界孔喉半徑，有少部分孔喉的半徑大于臨界孔喉半徑（見圖5c）；致密Ⅲ類儲(chǔ)層分布峰值孔喉的半徑遠(yuǎn)小于臨界孔喉半徑，且?guī)缀跛锌缀戆霃骄∮谂R界孔喉半徑，為無效儲(chǔ)層（見圖5d）。由此可以說明，本文方法確定的致密儲(chǔ)層物性下限是可靠的。

3 結(jié)論

1）針對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層提出了2種求取儲(chǔ)層物性下限的新方法，即儲(chǔ)層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法。

2）采用2種方法最終確定的高臺(tái)子油層致密儲(chǔ)層物性下限為孔隙度為4.48%，滲透率為0.023×10-3μm2。并將致密儲(chǔ)層細(xì)分為致密Ⅰ類、致密Ⅱ類和致密Ⅲ類儲(chǔ)層。

3）本文確定的研究區(qū)高臺(tái)子油層致密儲(chǔ)層物性下限及細(xì)分的致密儲(chǔ)層類型，為該區(qū)致密油儲(chǔ)層評(píng)價(jià)研究及產(chǎn)能計(jì)算提供了重要的指標(biāo)參數(shù)。

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