鄂尔多斯盆地Z区长81储层流体快速识别技术研究

赵军龙，李甘，李传浩，陈守民

（1.西安石油大学油气资源学院，陕西 西安 710065；2.中国石油长庆油田公司第三采油厂，宁夏 银川 750006）

0 引 言

新增探明油气资源量中非常规油气藏的比重也在逐年上升，其中仅低渗油气储量就占60%以上。因此加强对低渗透储层的精细地质研究，提高油气采收率，对我国石油工业的稳定发展有着重要的意义。对低渗透储层流体性质识别问题的研究具有直接意义［1－13］。鄂尔多斯盆地Z区长81储层，储层渗透率一般为（0.19～0.30）×10－3μm2，为典型的超低渗透性储层。目前，在该区长81储层勘探开发过程中，存在测井解释符合率低、油水层识别困难问题，产能建设和勘探开发的效率受到限制。本文为此开展了Z区长81低渗透储层油层快速判识技术研究。

1 概 况

1.1 工区地质概况

Z区位于鄂尔多斯盆地西北部，面积约为55 km2。对Z区长81储层的砂厚及沉积相分析认为，该区有2个方向的物源。因此这里把工区分为东西2个小的研究区，东西区的划分界限大致沿着工区中南方向。长81储层构造特征：东西区之间构造幅度较低，东西区中部向东、向西两侧构造抬升；研究区内整体构造呈现为东－西向鼻隆组合特征。砂体厚度研究表明，长81储层砂体厚度为3～28m，平均在16m左右，东区东北部有个别井区砂体出现尖灭，东区砂体厚度整体大于西区。

1.2 研究区流体识别现状及难点

Z区延长组长81储层属于典型的三叠系低渗透储层，层系关系复杂。在目前勘探开发中存在测井解释符合率低、油水层识别困难问题，使得产能建设的地质基础被削弱。

目前开展的常规测井主要为感应－八侧向测井系列；岩性测井系列主要为自然电位、自然伽马及井径测井；孔隙度测井系列主要为声波时差测井、个别骨架井及探井还开展了密度测井；电阻率测井系列主要为深中感应－八侧向、4m电极系测井。在该区，常规的感应－八侧向测井系列对油水层解释符合率低，储层流体识别难点主要表现在油水层的孔隙度小、物性差，油水层的电阻率测井响应差异小或者特征反转，即油层电阻率与水层电阻率差异小，或者油层电阻率小于水层，容易造成对油水层的误判。

2 储层特征研究与“四性”关系分析

2.1 储层特征研究

岩性特征。长81储层属于水下分流河道、分流间湾、水下天然堤和河道侧缘微相的交汇沉积。岩性主要为浅灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等不等厚互层，以砂岩为主。长81储层主要为三角洲前缘水下分流河道沉积砂岩。

物性特征。西区长81储层孔隙度主要分布在5.03%～8.64%，平均6.92%；东区长81储层孔隙度主要分布在5.11%～11.43%，平均为7.17%。西区长81储层渗透率主要分布在（0.10～0.51）×10－3μm2，平均0.19×10－3μm2；东区长81储层渗透率在主要分布在（0.11～2.91）×10－3μm2，平均为0.30×10－3μm2。研究区长81储层属于典型的超低渗透性储层，东区物性略好于西区。

2.2 “四性”关系分析

2.2.1 岩性、物性与电性的关系

（1）东、西区泥质含量解释模型。

式中，GR为计算点的自然伽马实测值；GRmin为解释井段的自然伽马最小值；GRmax为解释井段的自然伽马最大值；SH为自然伽马相对值；Vsh为计算的泥质含量值；GCUR为希尔奇系数，这里取2.0。

（2）东、西区孔隙度渗透率解释模型。

西区

东区

式中，φ为孔隙度；K为渗透率，×10－3μm2；AC为声波时差，μs／m。

2.2.2 含油性与电性的关系

结合试油、试采结论对油水层的常规测井响应范围进行统计（见表1）。研究区油水层在常规测井响应上并无显著的差异，东区油层电阻率甚至大于水层电阻率，而东西区油层电阻率平均值小于水层电阻率平均值；长81含油性与电性相关性差。因此，直接利用电阻率开展油水层识别和含油性判别解释难度大。开展了岩电实验研究，获得了岩电参数，进行了含油饱和度分析，认为直接利用阿尔奇公式开展含油饱和度计算效果并不理想。

2.2.3 长81储层电性特征微观成因机理初探

（1）电镜扫描分析（Z1、Z2、Z3井）表明，长81储层部分粒间孔中少量磷灰石与石英共同充填，储层岩石结构致密，少量残余粒间孔中石英充填生长，见少量碎屑蚀变高岭石化，部分碎屑溶蚀产生粒内溶孔。

表1 Z区长81储层油、水层测井响应范围统计结果

岩心测试分析表明，长81储层长石溶孔和岩屑溶孔含量1.51%，占总面孔率75.87%，是最主要的储集空间；孔隙组合类型以微孔、溶孔为主，粒间孔－溶孔次之，储层面孔率底，物性差。长81压汞曲线资料表明，样品最大进汞饱和度73.52%，退汞效率35.51%，喉道分选较好，分选系数1.77，中值半径0.14μm，属微细喉道；平均孔径20.19μm，孔隙结构属小孔微细喉型。

长81储层孔喉中含有一定量的充填物，这些填充物致使储层孔隙连通性差、孔喉结构趋复杂，降低了岩石的电导率，造成了油层与水层的电阻率总体偏高，明显高于邻近油田。

综上分析认为，长81储层导电性主要受孔隙度结构及碎屑充填物等影响，整体电阻率高于邻区；长81储层地层水矿化度虽高，但并没有降低水层岩石电阻率，油层、水层电阻率均在几十欧姆米以上。长81储层“含油、含水时电阻率的倒置现象”的微观成因机理尚需进一步的研究。本文重点阐述如何解决流体性质的快速识别问题。

3 基于测井曲线重构法的交会图技术的应用及软件

3.1 在流体识别中的应用

一般地，流体快速识别技术有曲线重叠法、交会图版法等［1］。由于长81储层为超低渗透率储层，油水层电阻率呈现低对比度特征［14－16］，直接利用常规测井曲线开展流体识别效果不理想。因此，本文主要开展了基于测井曲线重构法的交会图用于油水层识别技术研究。

（1）基于收集整理的一定量试油试采等动态资料，通过“四性”关系研究，按照分类预测判识的思想，对油水层有一定区分度的常规测井曲线指标进行分类；在不同类中开展曲线重构及交会图判识流体性质工作，以实现对油水层的快速判识。

（2）主要采用了多元线性回归法重构测井曲线参数。以试油试采资料为约束，把现有储层流体性质区分出来；针对动态生产验证了储层流体性质，选择该井的AC、GR和Rt作为基础曲线，应用Matlab平台中相关函数对3个参数进行多元线性回归；得到参数重构方程式。通过方程重构出1组新的包含更为丰富信息的重构数据，便于开展油水层快速判识。重构方程通式为Y＝a＋b×AC＋c×GR＋d×Rt。具体回归做法：① 优选Y值。油水2种流体性质的Y值应存在明显差异，以便重构出的参数可以较好区分油水层；② 把Y值及相应基础参数带入到Matlab平台的多元线性回归函数中进行运算，得出a、b、c及d的值。

（3）根据重构出的新参数与AC、GR或Rt作交会图，分别优选出适合东、西区油水层识别效果好的交会指标并制作完成其交会图版，统计交会图版划分油水层的界定数据。本文提出建立的交会图版参数统计见表2，交会图版见图1。

图1为西区长81储层流体快速识别图版实例（东区图版实例略去），按照表2中的应用条件利用该图版（图1下方3个图版）开展流体性质识别，比直接用常规测井曲线做出的交会图（图1上方）识别油水层的识别效果好。统计表明，研究建立的新图版及判识技术对油水层判识的符合率显著地优于先前方法对流体性质的识别效果。

3.2 识别流体性质的软件实现

基于常规测井曲线重构的交会图法用于快速流体识别效果虽然理想，但由于测井曲线重构时，参与重构的测井曲线数量多、回归方程较为复杂，而且交会图版使用还有一定的分类条件，交会图版不便于地质人员直接使用。为此，基于Matlab平台，以“四性”关系研究建立的储层参数解释模型及基于曲线重构的交会图版技术为核心，开发了Z区长81流体快速识别与储层参数解释软件，使该区目的层流体性质识别环节简洁、可操作性强。

表2 长81储层快速解释图版方程及参数统计

图1 西区长81储层流体快速识别图版实例

4 结论与认识

（1）Z区长81储层属于典型的超低渗透率储层，工区构造特征较为复杂、东西部物源方向不同；由于孔喉结构、填隙物及黏土矿物的综合影响，使得长81储层的油水性质变化与电阻率变化的相关性差，该储层为低对比度储层、油水层预测难度大。

（2）长81储层孔隙度、渗透率等物性与测井响应相关性较好，直接利用常规测井响应预测储层孔隙度、渗透率的效果好；但含油性与电阻率相关性差，利用阿尔奇公式、依据岩电实验获得的岩电参数定量预测的含油饱和度效果不理想。

（3）借助测井曲线重构思想，基于交会图技术开展了长81储层油水快速识别技术研究。在试油试采资料约束下，基于储层“四性”关系研究选择测井曲线重构要素进行曲线重构，按照分类识别的思想灵活运用新的交会指标建立交会图，以开展储层流体性质快速识别。本文建立的流体性质快速识别图版在工区目的层流体识别中取得了理想的效果。

（4）基于Matlab平台，以新建立的储层参数解释模型及基于曲线重构的交会图技术为核心，开发的Z区长81流体快速识别与储层参数解释软件使得该区流体性质识别简洁、可操作性强。该技术思路对类似区块具有借鉴作用。

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