陳昱林 ，曾焱 ，吳亞軍 ，段永明 ，張巖

（1.中國石化西南油氣分公司博士后科研工作站，四川 成都 610041；2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041）

0 引言

海相碳酸鹽巖氣田總體具有規(guī)模大、儲層厚度大、非均質(zhì)性強(qiáng)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、含氣飽和度高等特點［1-2］。與四川盆地其他海相碳酸鹽巖氣藏相比，川西雷口坡組沉積環(huán)境、儲層特征及氣藏特征更加復(fù)雜。區(qū)域沉積背景顯示，川西雷口坡組為圍繞臺地邊緣發(fā)育的潮坪相，巖性復(fù)雜，發(fā)育同生期—準(zhǔn)同生期的白云巖，儲層類型多樣，儲層薄且呈薄互層狀發(fā)育，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔縫洞均有發(fā)育，物性變化較大［3-7］。目前研究區(qū)單井產(chǎn)能差異大且整體偏低，優(yōu)質(zhì)儲層特征認(rèn)識不清，因此需要對有效儲層類型和孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行深入研究。

筆者綜合巖心照片、鑄體薄片、物性測試、CT實驗以及壓汞實驗分析結(jié)果對研究區(qū)雷口坡組氣藏儲層類型進(jìn)行劃分，對不同類型儲層的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)描述，通過定性與定量分析對不同類型儲層的特征進(jìn)行歸納總結(jié)，為氣田的高效開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 儲層物性參數(shù)

研究區(qū)雷口坡組氣藏3口探井物性統(tǒng)計表明，孔隙度φ為0.07%～20.21%，平均4.51%。其中：2.00%≤φ＜6.00%的樣品最多，占總數(shù)的43.35%；6.00%≤φ＜12.00%的樣品次之，占26.64%；φ＜2.00%的樣品占24.23%；φ≥12.00%的樣品僅占5.78%。根據(jù)前期研究成果，孔隙度大于2.00%的為有效儲層。滲透率K為0.001×10-3～186.210×10-3μm2， 平均 3.460×10-3μm2，有效儲層平均滲透率為 5.510×10-3μm2。其中：1.000×10-3μm2≤K＜10.000×10-3μm2的樣品最多，占總數(shù)的30.77%；0.100×10-3μm2≤K＜1.000×10-3μm2和 0.010×10-3μm2≤K＜0.100×10-3μm2的樣品次之，分別占 24.68%和21.15%。由《石油天然氣儲量計算規(guī)范》非碎屑巖孔隙度評價指標(biāo)，儲層段主要發(fā)育中—低孔、中滲型儲層［8］。

孔滲交會圖表明孔隙度與滲透率關(guān)系較為復(fù)雜，部分樣品滲透率隨孔隙度增大而上升，部分樣品孔滲則不存在相關(guān)性，甚至出現(xiàn)相同孔隙度下，滲透率相差3～5個數(shù)量級的情況（見圖 1）。

圖1 川西雷口坡組氣藏儲層段孔滲關(guān)系

2 儲層類型劃分

綜合巖心觀察、鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞實驗結(jié)果，將54塊巖心按照儲集空間組合類型進(jìn)行劃分，進(jìn)而將川西雷口坡組碳酸鹽巖氣藏儲層劃分為孔隙型、裂縫-孔隙型、孔洞型及裂縫-孔洞型4種類型［9］。

孔隙型儲層在研究區(qū)較為常見［10］（見圖 2a，2b）。巖性主要為微粉晶白云巖和含灰—灰質(zhì)白云巖，孔隙度2.20%～9.27%，平均為4.54%，滲透率0.010×10-3～0.460×10-3μm2，幾何平均為 0.080×10-3μm2。 孔隙度與滲透率具有很好的正相關(guān)關(guān)系，反映出了孔隙型儲層的特征（見圖 2c）。

裂縫-孔隙型儲層儲集空間為孔隙、滲流通道為裂縫及喉道［11］（見圖 2d，2e）。 裂縫類型主要為微裂縫和溶縫，其巖性以微粉晶白云巖和含灰-灰質(zhì)白云巖為主，孔隙度2.46%～6.52%，平均為4.13%，滲透率0.110×10-3～14.130×10-3μm2， 幾何平均為 0.730×10-3μm2，孔隙度與滲透率不具有相關(guān)性（見圖2f）。

溶洞是經(jīng)溶蝕改造擴(kuò)大，直徑2 mm以上的儲集空間。根據(jù)直徑大小劃分為大洞（10 mm以上）、中洞（5～10 mm）及小洞（2～5 mm）3 類［12］。 研究區(qū)孔洞型儲層是在準(zhǔn)同生期的溶蝕作用下形成的溶蝕孔洞（見圖2g，2h），巖性以藻黏結(jié)白云巖和微粉晶白云巖為主，孔隙度 2.67%～15.13%，平均為 7.23%，滲透率 0.070×10-3～1.520×10-3μm2，幾何平均為 0.480×10-3μm2，孔隙度與滲透率具有弱正相關(guān)性（見圖2i）。

對于裂縫-孔洞型儲層，孔洞是其主要的儲集空間，裂縫則增加孔洞之間的溝通，提高儲層的滲流性（見圖2j，2k）。巖性以藻黏結(jié)白云巖和微粉晶白云巖為主，孔隙度2.63%～8.88%，平均為6.55%，滲透率1.450×10-3～10.330×10-3μm2，幾何平均為 4.550×10-3μm2。孔隙度與滲透率的相關(guān)性不明顯（見圖2l）。

3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.1 CT掃描

CT掃描實驗具有直觀、無損及精確等特點，既可以定性分析巖心的儲集空間特征和非均質(zhì)性，又可以定量計算巖石物理和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，對于巖心微觀結(jié)構(gòu)研究是一種非常有效的手段［13-16］。17塊標(biāo)準(zhǔn)巖心CT掃描實驗結(jié)果表明，研究區(qū)孔、洞、縫均有發(fā)育，孔洞以小洞為主，微孔到大孔均有發(fā)育。由于模型精度受分辨率影響，2.60 μm以下的孔隙無法識別，因此CT實驗孔隙度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣測孔隙度，說明研究區(qū)白云巖發(fā)育大量小孔隙。

通過數(shù)字巖心模型和孔隙網(wǎng)絡(luò)模型，可以直觀地觀察到孔隙型儲層相對較均質(zhì)，發(fā)育少量的大孔隙（見圖3a—3c）。發(fā)育的大孔隙反映在孔徑分布曲線中為大孔徑端有一個較弱的峰值（見圖3d）。從孔徑分布圖可以發(fā)現(xiàn)等效半徑分布于2.6～340.2 μm，以單峰為主，峰值主要位于70.0 μm左右，平均等效半徑為89.1 μm?？紫毒W(wǎng)絡(luò)模型計算結(jié)果表明孔隙型儲層孤立孔隙發(fā)育較多，連通孔隙占比僅有32.18%，配位數(shù)分布于0～15.00，平均值為1.46，孔隙縱橫比分布于0.41～0.50，平均值為 0.45。

圖2 川西雷口坡組氣藏儲層類型及特征

裂縫-孔隙型儲層發(fā)育的孔隙相對較均質(zhì)，通過數(shù)字巖心模型和孔隙網(wǎng)絡(luò)模型可以明顯看出發(fā)育裂縫，非均質(zhì)性較孔隙型儲層強(qiáng)（見圖3e—3g）。等效半徑分布于 2.6～251.4 μm，以單峰為主，主要發(fā)育 50.0～100.0 μm的孔隙，平均為79.9 μm（見圖3h）。通過孔隙網(wǎng)絡(luò)模型計算發(fā)現(xiàn)裂縫-孔隙型儲層孤立孔隙發(fā)育較多，連通孔隙占比為38.87%，配位數(shù)分布于0～24.00，平均值為1.66，其連通性要好于孔隙型儲層，孔隙縱橫比0.40～0.41，平均 0.41，低于孔隙型儲層。

數(shù)字巖心模型和孔隙網(wǎng)絡(luò)模型顯示孔洞型儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)（見圖3i—3k）。等效半徑分布于2.6～578.3 μm，在 100.0～200.0 μm 發(fā)育一個波峰，說明孔洞儲層主要發(fā)育此等效半徑區(qū)間的孔隙。同時，在400.0～600.0 μm有一個陡峭的上翹，說明發(fā)育大量小洞。從圖中還可以看出小洞對孔隙體積的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于孔隙的體積貢獻(xiàn)率，平均等效半徑為181.6 μm（見圖3l）。連通孔隙占比為50.58%，孤立孔隙發(fā)育少于孔隙型和裂縫-孔隙型儲層，配位數(shù)分布于0～17.00，平均值為1.64，孔隙縱橫比分布于0.43～0.44，平均值為0.44，略高于裂縫-孔隙型儲層。

圖3 川西雷口坡組氣藏儲層巖心CT實驗結(jié)果

裂縫-孔洞型儲層等效半徑分布于2.6～741.2 μm，主要發(fā)育等效半徑100.0～400.0 μm的孔隙，同時在500.0～700.0 μm有一個陡峭的上翹，說明發(fā)育大量小洞，平均等效半徑為201.2 μm（見圖3m—3p）。裂縫-孔洞型儲層孤立孔隙發(fā)育最少，連通孔隙占比為55.23%，配位數(shù)分布于0～28.00，平均值為 1.89，孔隙縱橫比最小，分布于0.25～0.43，平均值為0.36。

3.2 圧汞實驗

對111個樣品統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)孔喉特征參數(shù)差異大。排驅(qū)壓力介于0.007～28.770 MPa，平均2.110 MPa，排驅(qū)壓力小于0.100 MPa的樣品僅占5.41%，排驅(qū)壓力為0.100～1.000 MPa的樣品占63.06%。中值壓力0.14～186.47 MPa，平均 30.49 MPa，其中有 18%的樣品最大進(jìn)汞飽和度未達(dá)到50%，該現(xiàn)象在裂縫-孔隙型、孔洞型儲層和裂縫-孔洞型儲層中普遍存在；中值壓力為1.00～10.00 MPa的樣品占 33.71%，中值壓力為10.00～40.00 MPa的樣品占47.19%。退汞效率變化大，介于 0～100%，平均 29.66%，退汞效率較低［17-20］。

孔隙型儲層毛細(xì)管壓力曲線總體具有較寬緩的孔隙平臺，最大進(jìn)汞飽和度66.41%～98.12%，平均為85.39%。中值壓力1.14～23.86 MPa，平均值為5.63 MPa。排驅(qū)壓力0.280～7.330 MPa，平均值為0.760 MPa（見圖4a）。退汞效率極低，2.49%～69.38%，平均值僅為16.57%?？紫督Y(jié)構(gòu)參數(shù)顯示具有分選性較好、偏細(xì)歪度、單峰等特點。

裂縫-孔隙型儲層毛管壓力曲線不具有寬緩孔隙平臺，最大進(jìn)汞飽和度25.11%～97.35%，平均為64.89%。中值壓力12.28～52.75 MPa，平均值為20.60 MPa。排驅(qū)壓力0.140～0.710MPa，平均值為0.220 MPa（見圖4b）。退汞效率低，分布于1.44%～96.5%，平均值僅為31.89%?？紫督Y(jié)構(gòu)參數(shù)顯示具有分選性較差、偏粗歪度、多峰和尖峰等特點。

孔洞型儲層毛管壓力曲線少量樣品具有較窄陡的孔隙平臺，最大進(jìn)汞飽和度44.80%～94.49%，平均為60.81%。中值壓力1.95～167.49 MPa，平均值為19.64 MPa。排驅(qū)壓力 0.140～0.470 MPa，平均值為 0.320 MPa。退汞效率低，分布于0～99.98%，平均值僅為23.78%（見圖4c）?？紫督Y(jié)構(gòu)參數(shù)顯示具有分選性較差、偏粗歪度、多峰和尖峰等特點。

裂縫-孔洞型儲層毛管壓力曲線不具有寬緩的孔隙平臺，最大進(jìn)汞飽和度31.35%～97.91%，平均為67.68%。中值壓力0.14～186.47 MPa，平均值為5.95 MPa。排驅(qū)壓力0.007～0.470 MPa，平均值為0.047 MPa（見圖4d）。退汞效率低，分布于0.03%～47.48%，平均值僅為22.59%?？紫督Y(jié)構(gòu)參數(shù)顯示具有分選性差、偏粗歪度、多峰等特點。

圖4 川西雷口坡組碳酸鹽巖氣藏儲層毛細(xì)管圧力曲線特征

5 綜合分析

綜合白云巖儲層物性參數(shù)測試結(jié)果、CT掃描和壓汞實驗結(jié)果，對不同類型儲層的特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：孔隙型儲層物性總體較差，孔隙度小于6.00%的樣品占 75%，滲透率小于 0.100×10-3μm2的樣品占68.75%?？紫督Y(jié)構(gòu)特征參數(shù)表明，排驅(qū)壓力和分選系數(shù)的相關(guān)性圖呈三分特征（見圖5），孔隙型儲層位于圖中右下區(qū)域，具有排驅(qū)壓力高、分選系數(shù)小的特征，毛細(xì)管壓力曲線具有單峰和細(xì)歪度特征，連通孔隙數(shù)量和配位數(shù)均為4類儲層中最少的，孔隙縱橫比較大，連通性相對較差。

裂縫-孔隙型儲層孔隙度總體較低，孔隙度小于6.00%的占 92%，滲透率較高，均大于 0.100×10-3μm2。從圖5可以看出，裂縫-孔隙型儲層位于中間部分，排驅(qū)壓力略小于孔洞型儲層，分選系數(shù)略大于孔洞型儲層，連通孔隙數(shù)量較少，略高于孔隙型儲層，配位數(shù)高于孔隙型儲層，孔隙縱橫比較孔隙型儲層小，連通性好于孔隙型儲層。

孔洞型儲層孔隙度較高，孔隙度大于6.00%的樣品占50%，滲透率介于孔隙型儲層和裂縫-孔隙型之間。從圖5可以看出，孔洞型儲層位于中間部分，連通孔隙數(shù)量遠(yuǎn)高于孔隙型儲層和裂縫孔隙型儲層，配位數(shù)略低于裂縫-孔隙型儲層，孔隙縱橫比與孔隙型接近，連通性較好。

裂縫-孔洞型儲層孔隙度相對較高，孔隙度大于6.00%的樣品占70%，滲透率高，均大于1.000×10-3μm2。從圖5可以看出裂縫-孔洞型儲層位于左上部分，排驅(qū)壓力最小，分選系數(shù)最大，連通孔隙數(shù)量多，配位數(shù)高于其他3類儲層，孔隙縱橫比最小，連通性好。

圖5 川西雷口坡組氣藏儲層巖心分選系數(shù)與排驅(qū)壓力相關(guān)性

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，孔洞發(fā)育的儲層（孔洞型和裂縫-孔洞型）孔隙度相對較大，連通孔隙數(shù)量比例遠(yuǎn)大于孔洞不發(fā)育的儲層，連通孔隙數(shù)量占比超過50%的樣品達(dá)到63.63%，滲透率高于孔隙型儲層。微裂縫發(fā)育的儲層整體滲透率較高（裂縫-孔隙型和裂縫-孔洞型），大部分樣品滲透率大于1.000×10-3μm2，排驅(qū)壓力和孔隙縱橫比總體上小于裂縫不發(fā)育的儲層，大部分的樣品排驅(qū)壓力小于0.100 MPa，配位數(shù)總體高于裂縫不發(fā)育的儲層。研究結(jié)果表明，孔洞的發(fā)育程度在一定程度上改善了儲層的儲集能力，而裂縫的發(fā)育程度提高了儲層的滲流能力，同時發(fā)現(xiàn)排驅(qū)壓力、分選系數(shù)、連通孔隙數(shù)量占比、配位數(shù)和孔隙縱橫比與物性參數(shù)有一定的對應(yīng)性，對儲層類型的劃分有較好的幫助。

6 結(jié)論

1）川西雷口坡組氣藏儲層孔隙度分布在0.10%～20.20%，平均值為3.60%。滲透率介于0.001×10-3～186.210×10-3μm2，平均值為 3.460×10-3μm2。 研究區(qū)雷口坡組氣藏儲層段主要發(fā)育中—低孔中滲型儲層。

2）巖心觀察、鑄體薄片和CT掃描顯示研究區(qū)儲層內(nèi)部微裂縫、孔洞發(fā)育，分布廣泛，非均質(zhì)性強(qiáng)。根據(jù)孔洞縫分布特征將儲層劃分為4類：孔隙型、裂縫-孔隙型、孔洞型和裂縫-孔洞型。

3）孔洞發(fā)育的儲層（孔洞型和裂縫-孔洞型）孔隙度相對較大，連通孔隙數(shù)量比例遠(yuǎn)大于孔洞不發(fā)育的儲層，滲透率高于孔隙型儲層。微裂縫發(fā)育的儲層整體滲透率較高（裂縫-孔隙型和裂縫-孔洞型），配位數(shù)總體高于裂縫不發(fā)育的儲層，排驅(qū)壓力和孔隙縱橫比總體上小于裂縫不發(fā)育的儲層。結(jié)果表明孔洞和裂縫的發(fā)育程度提高了儲層的儲集和滲流能力。

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