孔祥禮　(中石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

錢雯　(中石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

復(fù)雜小斷塊砂巖儲層測井評價技術(shù)

孔祥禮(中石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

錢雯(中石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

[摘要]針對復(fù)雜小斷塊砂巖油藏取心資料較少、測井評價困難的問題，提出了建立有效孔隙度、原始含油飽和度的理論測井解釋圖版。該方法以蘇北盆地區(qū)域資料為基礎(chǔ)，統(tǒng)計有效孔隙度、含油飽和度與巖心骨架成份、粒度、滲透率、油藏埋深等之間的關(guān)系，利用上述關(guān)系建立了有效孔隙度、原始含油飽和度的理論測井解釋圖版，并在未參與上述研究的蘇北盆地A油田進(jìn)行驗證，取得了良好的應(yīng)用效果。該方法對小斷塊油田勘探具有較大的指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]測井評價；有效孔隙度；原始含油飽和度；砂巖

蘇北盆地已探明的油氣田中大多數(shù)都是非常復(fù)雜的小斷塊油田。構(gòu)造圈閉基本上都是以斷塊群出現(xiàn)的，圈閉面積較小，大多數(shù)在1km2左右。油田規(guī)模以小型、微型為主。近年來，由于發(fā)現(xiàn)的油藏規(guī)模較小，地質(zhì)條件十分復(fù)雜，資料獲取難度加大，尤其是巖心資料的缺乏，導(dǎo)致測井評價難度加大。根據(jù)資料統(tǒng)計，蘇北盆地近10年來發(fā)現(xiàn)的油藏，有90%以上的斷塊無取心井，3%的斷塊盡管有取心井，但未取得油層巖心。針對上述問題，采用取心資料多的老油田進(jìn)行系統(tǒng)整理，尋找地區(qū)性規(guī)律，建立儲層參數(shù)解釋通用圖版，為新區(qū)勘探和老區(qū)擴(kuò)邊的儲層參數(shù)解釋及選值提供可靠依據(jù)。

1有效孔隙度

影響有效孔隙度大小的因素主要有：儲層埋深、粒度的分選程度、膠結(jié)物的成份和含量，以及膠結(jié)類型等。根據(jù)蘇北盆地金湖和高郵油田的孔隙度分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計，孔隙度隨埋深的增加而減小，且相關(guān)關(guān)系良好(圖1)。

圖1　蘇北盆地孔隙度與油藏埋深關(guān)系圖

在儲層評價中，測井資料基本上能夠反映有效孔隙度。目前，常規(guī)測井解釋孔隙度的方法主要有：中子測井、密度測井及聲波時差測井中的一條或幾條組合。對于砂巖儲層，利用聲波時差求取儲層有效孔隙度，無論是在方法上，還是在應(yīng)用效果上均比較好。其基本公式為懷利公式[1]：

(1)

式中：φe為儲層有效孔隙度，1；Δt、Δtma、Δtf分別為目的層、巖石骨架和孔隙流體的聲波時差，μs/m；Cp為壓實(shí)校正因數(shù)，1。

在鉆井過程中采用淡水泥漿時，Δtf一般為620μs/m；鹽水泥漿時，Δtf一般為608μs/m。因此，只要確定了Δtma和Cp即可以解釋φe。

1.1　Δtma的確定

表1常見礦物的Δtmaμs/m

石英長石正長石斜長石巖屑膠結(jié)物泥質(zhì)灰質(zhì)白云質(zhì)166.7232.9157.4~167.3182300152.5136.1

注：E2s為古近系三垛組；E2d為古近系戴南組；K2t為白堊系泰州組；E1f2+1為古近系阜寧組二段+一段；E1f3為古近系阜寧組三段?！　D2　蘇北盆地Cp-H關(guān)系圖

Δtma是指儲層無孔隙時純巖石的聲波時差，因此，它只與組成巖石的礦物和膠結(jié)物成份、含量有關(guān)。根據(jù)蘇北盆地古近系已發(fā)現(xiàn)油藏的巖石薄片分析資料統(tǒng)計，其砂巖基本類型為長石巖屑石英砂巖，膠結(jié)物以泥質(zhì)、灰質(zhì)或云灰質(zhì)為主。由于組成巖石的各種礦物的Δtma基本不變，因此，只要知道各種礦物和膠結(jié)物的含量即可求得巖石的Δtma。表1是各種常見礦物的Δtma[1]。結(jié)合蘇北盆地各油田組成巖石的礦物及膠結(jié)物含量，即可求得不同油田砂巖的Δtma。

1.2　Cp的確定

常用確定Cp的方法有3種：①聲波時差與巖心分析孔隙度對比；②聲波孔隙度與密度孔隙度對比；③壓實(shí)泥巖與壓實(shí)泥巖聲波時差對比。該次研究主要采用第①種方法，利用蘇北盆地各油田已建立的孔隙度聲波時差解釋圖版，求出各自的Cp，再分層位建立Cp與油藏埋深(H)的關(guān)系(見圖2)：

1)E2s+E2d+K2tCp=1.9200-0.000396H(R2=0.7241)當(dāng)H≥2323m時，Cp≡1

(2)

2)E1f2+1Cp=1.8654-0.000464H(R2=0.8308)當(dāng)H≥1865m時，Cp≡1

(3)

3)E1f3Cp=1.8907-0.000338H(R2=0.4950)當(dāng)H≥2635m時，Cp≡1

(4)

式中：R2為相關(guān)系數(shù)，下同。

根據(jù)上述方法，即可得到蘇北盆地各油田、各層位的孔隙度解釋圖版。

2原始含油飽和度

常規(guī)測井解釋原始含油飽和度方法為阿爾奇公式，巖電參數(shù)a、b(巖性系數(shù))、m(膠結(jié)指數(shù))、n(飽和度指數(shù))根據(jù)巖電試驗資料確定。該次研究根據(jù)蘇北盆地已經(jīng)取得的巖電試驗資料，分層位進(jìn)行歸納和分析，找到影響a、b、m、n參數(shù)的因素，建立通用解釋圖版。

2.1　a、b、m、n確定

國內(nèi)外的大量研究表明[1，2]：①a與m是互相制約的，m的大小只與孔隙的幾何形狀有關(guān)，其形狀越復(fù)雜，m就越高；②b很接近于1；③非導(dǎo)電流體的相對體積、在孔隙中的分布、對巖石的潤濕性、在孔隙中的連通情況以及與地層水之間的表面張力影響n的大小。

根據(jù)蘇北盆地的巖電資料分析可知：①m的變化受孔隙度、滲透率和粒度中值的影響較大，其次是泥質(zhì)含量和碳酸鹽含量的影響；②n受ρw(地層水電阻率)的影響最大，另外孔隙度、滲透率及粒度中值對n也有一定的影響；③a與m、ρw與n有很好的相關(guān)關(guān)系(見圖3)。

圖3　蘇北盆地古近系E2s+E2d+E1f砂巖儲層a-m、ρw-n關(guān)系圖

由此，得到蘇北盆地古近系E2s+E2d+E1f砂巖儲層m、n與孔隙度、滲透率、粒度中值、ρw，m與a，n與ρw的通用關(guān)系式：

m=1.8476-0.2126φ+0.1209lgK-0.2126lgφ(R2=0.5816)(N=262)

(5)

m=1.5988-1.3992lga(R2=0.8716)(N=17)

(6)

n=1.0159+1.9361φ-0.1143lgK+0.6822lgρw(R2=0.6427)(N=23)

(7)

n=1.3424-0.6196lgρw(R2=0.5441)(N=23)

(8)

式中：φ為孔隙度，%；K為滲透率，mD；φ為粒度中值，mm；N為樣品數(shù)，個。

2.2　ρw的確定方法

ρw可以根據(jù)研究區(qū)的資料情況，采用以下方法確定：①根據(jù)取得的地層水礦化度資料和地層溫度資料，查圖版確定ρw，地層溫度可以采用實(shí)際測量值，也可以根據(jù)區(qū)域地溫梯度確定；②采用鄰近純水層的聲波時差及電阻率帶入含水飽和度公式，求得ρw；③通過查圖版求得泥漿濾液電阻率，進(jìn)而用泥漿濾液電阻率和自然電位查圖版確定ρw。

3實(shí)用性驗證

為驗證上述研究結(jié)果在實(shí)際運(yùn)用中的效果，對未參與該次研究的蘇北盆地A油田主力區(qū)塊進(jìn)行驗證。驗證分3步進(jìn)行：第1步，利用發(fā)現(xiàn)井，在資料極少的情況下，建立孔隙度、飽和度的理論解釋圖版；第2步，將建立的理論圖版與該區(qū)塊實(shí)際的解釋圖版和各項分析資料進(jìn)行對比，分析誤差情況；第3步，用建立的理論圖版對整個區(qū)塊進(jìn)行解釋，并與實(shí)際資料進(jìn)行對比。

3.1　有效孔隙度驗證

表2為A油田2個層系(E1f3、古近系阜寧組二段(E1f2))發(fā)現(xiàn)井的薄片分析資料，根據(jù)上述方法，確定Δtma和Cp。

表2　A油田巖石礦物成份、Δtma及Cp統(tǒng)計表

根據(jù)上述步驟，得到的孔隙度理論圖版為：

E1f3：φe=0.1768Δt-32.7144

E1f1：φe=0.2247Δt-39.3258

A油田投入開發(fā)后，取心資料較多，應(yīng)用實(shí)際資料建立的孔隙度實(shí)際圖版為：

E1f3：φe=0.1465Δt-23.5828

E1f1：φe=0.1775Δt-28.305

表3為上述2個圖版與巖心分析孔隙度的誤差對比表，可以看出，理論圖版與實(shí)際圖版的結(jié)果相差不大，且二者與巖心分析的平均相對誤差都小于8%，均可滿足生產(chǎn)需要。

3.2　原始含油飽和度驗證

根據(jù)A油田主力區(qū)塊發(fā)現(xiàn)井所取得的常規(guī)物性、粒度分析、試油、試水資料等，利用式(5)、(8)分別計算m、n，式(6)計算a，由此計算得到各項巖電參數(shù)值(見表4)。

表3　有效孔隙度驗證結(jié)果

表4　A油田原始含油飽和度公式計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

根據(jù)上述步驟，得到的原始含油飽和度理論圖版為：

A油田應(yīng)用實(shí)際資料建立的原始含油飽和度實(shí)際圖版為：

式中：So為含油飽和度，1；ρt為地層真電阻率，Ω·m。

表5　原始含油飽和度驗證結(jié)果表

利用壓汞資料及相滲資料，分別對研究區(qū)實(shí)際圖版和理論圖版的解釋結(jié)果進(jìn)行檢驗，驗證結(jié)果見表5，可以看出，理論圖版與實(shí)際圖版的結(jié)果相差不大，且二者與壓汞資料和相滲資料的平均相對誤差都小于14%，均可滿足生產(chǎn)需要。

4結(jié)語

蘇北盆地絕大多數(shù)油田為小斷塊油田，構(gòu)造圈閉較小，取心分析資料也較少，尤其是近年來，90%的斷塊均沒有取心資料。筆者利用探井取得的較少資料，建立了有效孔隙度、含油飽和度的理論解釋圖版，經(jīng)過驗證，應(yīng)用效果較好，可為油氣田的生產(chǎn)解釋提供依據(jù)，減少油田的成本支出，達(dá)到降本增效的目的。

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[編輯]龔丹

[引著格式]孔祥禮，錢雯.復(fù)雜小斷塊砂巖儲層測井評價技術(shù)[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版) ,2015,12(29):40~43.

[中圖分類號]P631.84

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)29-0040-04

[作者簡介]孔祥禮(1970-)，男，高級工程師，長期從事油氣田儲量研究與測井解釋工作，kongxl.jsyt@sinopec.com。

[收稿日期]2015-03-23