于 超，肖 娟，馬玉榮，侯國(guó)文，楊佩峰，董洪闖

（中國(guó)石油大港油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津300280）

在油氣勘探和開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，有效孔隙度已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的儲(chǔ)層物性參數(shù)。 孔隙度的確定可以通過(guò)鉆井取心在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定獲取，但該方法具有耗時(shí)長(zhǎng)和費(fèi)用高等缺點(diǎn)。 測(cè)井技術(shù)是求取有效孔隙度的有效手段之一，并且測(cè)量數(shù)據(jù)連續(xù)，具有成本相對(duì)低廉的特點(diǎn)。 但是，利用測(cè)井資料計(jì)算儲(chǔ)層有效孔隙度也存在很大的難度。 首先，干酪根可以作為骨架顆粒存在，會(huì)直接導(dǎo)致聲波、密度測(cè)井計(jì)算的孔隙度偏高，影響利用常規(guī)測(cè)井計(jì)算孔隙度的準(zhǔn)確性。 其次，復(fù)雜的巖性和礦物類型形成的巖石骨架常常造成測(cè)井參數(shù)難以確定［1-5］。 因此如何高效、準(zhǔn)確獲取儲(chǔ)層有效孔隙度成為影響儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。

大港探區(qū)埕海油田位于渤海灣盆地歧口凹陷南緣斜坡區(qū)，構(gòu)造上位于埕寧隆起向歧口凹陷過(guò)渡的斜坡部位，油源條件優(yōu)越，儲(chǔ)層發(fā)育，區(qū)域構(gòu)造位置有利，為一大型的復(fù)式含油氣區(qū)［6-9］（圖1）。 目前，埕海油田中淺層勘探逐漸進(jìn)入高成熟階段，中生界深層已經(jīng)成為提高油田產(chǎn)量的重要接替領(lǐng)域。 油田中生界測(cè)井系列以隨鉆測(cè)井為主，其次為常規(guī)電纜測(cè)井，少部分井進(jìn)行了元素俘獲譜（ECS）測(cè)井。所用測(cè)井資料類型多樣， 不同資料間相互檢驗(yàn)的同時(shí)，也為精確評(píng)價(jià)孔隙度帶來(lái)難度。 針對(duì)不同地層利用聲波、密度、中子骨架參數(shù)來(lái)求取孔隙度，或者用三孔隙度交會(huì)來(lái)求取，可以有效彌補(bǔ)巖心物性分析資料的缺陷［10-11］。因此，針對(duì)大港探區(qū)埕海油田測(cè)井資料類型多樣，有效孔隙度計(jì)算的難點(diǎn)問(wèn)題，本文從隨鉆測(cè)井和常規(guī)電纜測(cè)井資料入手，分析二者測(cè)井資料的差異性，建立適合該區(qū)中生界侏羅系儲(chǔ)集體有效孔隙度測(cè)井解釋模型，為同類研究區(qū)的儲(chǔ)量計(jì)算和預(yù)測(cè)提供切實(shí)可行的方法。

圖1 歧口凹陷大港探區(qū)地質(zhì)構(gòu)造概況

1 中生界儲(chǔ)層特征

研究區(qū)自下而上的地層有： 上古生界二疊系、中生界三疊系、 侏羅系以及白堊系和新生界第三系、第四系的沙河街組、東營(yíng)組、館陶組、明化鎮(zhèn)組、平原組。 中生界地層中，三疊系主要為棕紅色泥巖、砂巖、粉砂巖互層，夾少量煤線和灰?guī)r，以濱岸淺湖沉積為主；侏羅系由兩套正旋回砂巖組成，砂巖旋回由巨厚礫巖、砂巖組成，向上變?yōu)槟鄮r夾中厚層砂礫巖和細(xì)砂巖，以河流相沉積為主［12］；白堊系為泥巖夾薄層粉砂巖沉積為主。 其中，中-下侏羅統(tǒng)煤系源巖以及上侏羅-下白堊統(tǒng)暗色泥頁(yè)巖屬于烴源巖。 中生界整體儲(chǔ)層發(fā)育較好，孔隙類型以原生粒間孔為主，部分為溶蝕粒間孔和粒內(nèi)孔，存在縱向和橫向上的差異，分布具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性；儲(chǔ)層物性受巖性、不整合面、斷裂及成巖作用的控制，巖性主要為含礫砂巖、砂巖、粉砂巖、礫巖。 其中，中-下侏羅統(tǒng)和上侏羅-下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層物性最好， 特別是在不整合面附近［13-14］。

2 隨鉆測(cè)井與常規(guī)電纜測(cè)井資料對(duì)比

隨鉆測(cè)井是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展的一種裸眼測(cè)井方法，適用于大位移定向井、海上勘探井、電纜測(cè)井，以及鉆桿輸送測(cè)井無(wú)法實(shí)施區(qū)域的測(cè)井。 它能夠得到近似于原狀地層的測(cè)井資料，受鉆井液侵入影響小，為準(zhǔn)確判斷巖性、識(shí)別低阻油氣層提供可靠的依據(jù)。 目前隨鉆測(cè)井較為全面的是“四組合”測(cè)井（自然伽馬、電阻率、密度、中子），由于受測(cè)井時(shí)間、侵入深度、測(cè)井儀器探測(cè)深度等多種因素的影響，測(cè)井結(jié)果與常規(guī)電纜測(cè)井資料存在差別［15-19］。

在埕海地區(qū)以中生界為目的層鉆探的23口井中， F-8、F4井既進(jìn)行了隨鉆電阻率及孔隙度測(cè)井，又進(jìn)行了常規(guī)電纜電阻率測(cè)井及孔隙度測(cè)井。 從隨鉆與常規(guī)電纜測(cè)井電阻率曲線對(duì)比結(jié)果看， 油層、干層的常規(guī)電纜測(cè)井側(cè)向電阻率值大于隨鉆測(cè)井衰減電阻率值（圖2）。

讀取了F-8井61個(gè)層點(diǎn)的隨鉆與常規(guī)電纜測(cè)井的自然伽馬、電阻率、密度、補(bǔ)償中子測(cè)井值，建立相關(guān)關(guān)系圖版（圖3），其擬合的關(guān)系式為：

分析表明，隨鉆與常規(guī)電纜測(cè)井的相關(guān)性總體較好，只有電阻率相關(guān)性較差。 當(dāng)電阻率≤5.0 Ω·m時(shí)，常規(guī)電纜測(cè)井側(cè)向電阻率與隨鉆測(cè)井衰減電阻率基本相等；當(dāng)電阻率≥5.0 Ω·m時(shí)，隨著衰減電阻率的增加，常規(guī)電纜測(cè)井側(cè)向電阻率增大。 隨鉆和常規(guī)電纜測(cè)井的自然伽馬、密度、補(bǔ)償中子測(cè)井曲線基本重合。 鑒于數(shù)據(jù)間良好的相關(guān)性，可以直接利用隨鉆測(cè)井的密度、補(bǔ)償中子測(cè)井曲線對(duì)孔隙度進(jìn)行解釋。

圖2 F-8井常規(guī)電纜與隨鉆測(cè)井測(cè)井曲線對(duì)比

圖3 埕海油田F-8井常規(guī)電纜與隨鉆測(cè)井曲線相關(guān)性

3 測(cè)井解釋孔隙度模型的建立

通過(guò)對(duì)覆壓校正后的巖心分析孔隙度進(jìn)行巖心歸位［20-21］，利用覆壓孔隙度與密度或補(bǔ)償中子曲線的相關(guān)關(guān)系，建立該區(qū)中生界儲(chǔ)層有效孔隙度解釋模型。

3.1 巖心覆壓孔隙度

由于壓力釋放和彈性膨脹，取心樣品測(cè)試的孔隙度有所增大， 為了確保取心樣品測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，消除地層與地面孔隙度之間的誤差，需根據(jù)巖樣的深度和實(shí)際的覆壓分析資料，建立覆壓公式進(jìn)行校正。

埕海油田張東東地區(qū)共有5口井進(jìn)行了巖心覆壓實(shí)驗(yàn)， 其中15塊樣品進(jìn)行了地層壓力20.7 MPa下的三軸孔隙度測(cè)量，地層的三軸孔隙度即為覆壓孔隙度，由此建立了地面孔隙度與覆壓孔隙度的關(guān)系式（圖4）：

式中：準(zhǔn)f為覆壓孔隙度，%；準(zhǔn)s為地面孔隙度，%；r為相關(guān)系數(shù)。

圖4 埕海油田中生界儲(chǔ)層地面孔隙度與覆壓孔隙度關(guān)系

3.2 巖心歸位

利用上述建立的覆壓校正公式對(duì)埕海油田張東東地區(qū)中生界鉆井取心的5口井巖心分析孔隙度進(jìn)行覆壓校正， 并對(duì)21筒共計(jì)169.88 m巖心進(jìn)行系統(tǒng)歸位（表1），在此基礎(chǔ)上開(kāi)展各井的有效孔隙度解釋。

表1 埕海油田張東東地區(qū)取心井巖心歸位數(shù)據(jù)

3.3 有效孔隙度解釋模型

根據(jù)巖心歸位結(jié)果，選取25個(gè)層點(diǎn)，讀取對(duì)應(yīng)的密度和補(bǔ)償中子值，分別建立巖心覆壓孔隙度與密度、補(bǔ)償中子的關(guān)系圖版（圖5），擬合關(guān)系式分別為：

補(bǔ)償中子孔隙度公式：

密度孔隙度公式：

式中：準(zhǔn)Cnl為補(bǔ)償中子計(jì)算孔隙度，%；準(zhǔn)Den為密度計(jì)算孔隙度，%；r為相關(guān)系數(shù)。

由圖5可以看出， 補(bǔ)償中子計(jì)算孔隙度與覆壓孔隙度相關(guān)性差，相關(guān)系數(shù)為0.13；密度計(jì)算孔隙度與覆壓孔隙度相關(guān)性好，相關(guān)系數(shù)為0.962。 本地區(qū)補(bǔ)償中子測(cè)井受統(tǒng)計(jì)漲落及井眼環(huán)境的影響較大，應(yīng)用效果不理想，因此選取密度孔隙度公式作為中生界砂巖儲(chǔ)層的孔隙度測(cè)井解釋模型。

圖5 埕海油田中生界儲(chǔ)層覆壓孔隙度與補(bǔ)償中子、密度孔隙度關(guān)系

4 應(yīng)用效果分析

4.1 解釋模型在埕海油田應(yīng)用

利用以上研究建立的埕海油田中生界有效孔隙度解釋模型， 開(kāi)展研究區(qū)內(nèi)10口單井單層有效孔隙度的計(jì)算。 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，利用該方法計(jì)算的孔隙度與巖心分析結(jié)果吻合較好，計(jì)算的相對(duì)誤差在-3.07%～4.41%之間（表2），計(jì)算結(jié)果滿足生產(chǎn)、研究及儲(chǔ)量計(jì)算中儲(chǔ)層孔隙度評(píng)價(jià)精度要求。

表2 埕海油田中生界油層巖心孔隙度與測(cè)井孔隙度對(duì)比

4.2 其它地區(qū)應(yīng)用潛力

通過(guò)分析鉆井取心的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)， 在巖心歸位和覆壓校正的基礎(chǔ)上，建立覆壓孔隙度與密度曲線的關(guān)系來(lái)確定有效孔隙度解釋模型。 該方法充分利用了隨鉆測(cè)井資料獲取的參數(shù)［24］，在孔隙結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地層具有良好的適用性。 大港探區(qū)臨近渤海海域，受地域影響，海域內(nèi)探井、評(píng)價(jià)井多以“四組合”（自然伽馬、電阻率、密度、補(bǔ)償中子）隨鉆測(cè)井系列為主。 目前海域內(nèi)鉆遇儲(chǔ)集巖性多以砂巖為主，巖石骨架密度差異不大，因此可以在渤海海域大港探區(qū)大范圍應(yīng)用此密度模型進(jìn)行有效孔隙度計(jì)算。

當(dāng)然受儀器刻度、鉆孔（孔徑、泥漿）等因素的影響，在其它地區(qū)密度測(cè)井計(jì)算有效孔隙度結(jié)果也會(huì)存在一定偏差， 為此要強(qiáng)化參數(shù)綜合分析應(yīng)用，使用多種參數(shù)（包括聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子）進(jìn)行綜合計(jì)算，有利于有效孔隙度計(jì)算精度進(jìn)一步提高。

5 結(jié)論與建議

受測(cè)井時(shí)間、侵入深度、測(cè)井儀器探測(cè)深度等多種因素的影響，隨鉆測(cè)井衰減電阻率與常規(guī)電纜測(cè)井側(cè)向電阻率存在差別，但密度、補(bǔ)償中子測(cè)井曲線與常規(guī)電纜測(cè)井的基本一致。

通過(guò)對(duì)巖心分析孔隙度進(jìn)行歸位和覆壓校正，建立了測(cè)井密度值與有效孔隙度之間相關(guān)關(guān)系，該關(guān)系模型在埕海油田中生界儲(chǔ)量計(jì)算的實(shí)踐應(yīng)用結(jié)果顯示，相對(duì)誤差僅在-3.07%～4.41%之間，能夠滿足儲(chǔ)層孔隙度評(píng)價(jià)精度要求。

渤海海域大港探區(qū)探井、評(píng)價(jià)井以隨鉆測(cè)井為主，儲(chǔ)集巖性多以砂巖為主，巖石骨架密度差異不大，可以大范圍應(yīng)用此密度模型開(kāi)展有效孔隙度計(jì)算。