致密砂岩储层分类评价方法在安棚深层系的应用

刘东升

(中国石化河南石油工程有限公司测井公司，河南南阳 473132)

安棚鼻状构造是泌阳凹陷深凹陷区的主要隆起带，安棚深层系为古近系核桃园组核三下段Ⅶ一Ⅸ油组，深层系顶面埋深一般大于2 800 m。储层岩性为砂岩，岩性胶结致密，储层孔隙度和渗透率平均分别为6.56%和0.463×10-3μm2，属典型的低孔、低渗、微裂缝发育的含钙质砂岩地层，油气显示级别较低，油层一般都伴生天然气。对于这类油气藏的开发，目前的开发模式主要采用大斜度、水平井开发，而这种井身结构一方面使测井资料录取方式受到限制，另一方面造成测井资料的品质较差，增加了测井资料评价的难度，主要表现为：储层岩石胶结致密、岩性复杂造成储层识别难；有效储层和储干界限划分标准建立困难；储层孔隙度较小、流体含量较低，物性差，测井响应中来自油气的贡献少，骨架对测井信号的贡献大，造成油水层电性特征不明显，油气层识别困难；大部分储层常规试油为干层，压裂后产能较高，造成储层产能预测困难。因此，开展致密砂岩储层分类研究，建立储层分类评价标准，对制定安棚深层系致密砂岩油气层开发方案具有重要的指导意义[1]。

1 储层特征

1.1 岩石学特征

安棚深层系储层碎屑成份主要有石英、长石、岩屑、少量重矿物及片状矿物，重矿物含量较少，但种类较多。来自北部侯庄辫状河三角洲的储层岩性结构成熟度和成分成熟度均较高，以细砂岩和粉砂岩为主，可见少量含砾砂岩；来自南部平氏、杨桥扇三角洲的储层岩性结构成熟度和成分成熟度均较低，以砂砾岩、含砾砂岩和细砂岩为主(砂岩岩石成分见表1)。

表1 深层系致密砂岩岩石成份统计 %

1.2 储层物性特征

安棚深层系储层埋藏较深、岩性较细、成岩作用较强烈，原始孔隙度较小，而次生孔隙又不十分发育，因此，安棚深层系表现为低孔、低渗储层，岩心分析认为裂缝中等发育，成为安棚深层系储层流体渗流的主要通道。岩石胶结类型以混合胶结、镶嵌、压晶胶结为主。

岩心分析统计，深层系储层孔隙度主要分布在1%～6%区间，占76%；其次为7%～9%区间，占17%，孔隙度大于9%的只有7%左右，这些充分说明该储层具有孔隙度较低的特征。渗透率小于1×10-3μm2占78%，属于超低渗储层。目的层段平均孔隙度为6.56%，平均渗透率为0.463×10-3μm2，储层岩石润湿性以弱亲水至亲水为主。

1.3 孔隙结构特征

孔隙类型：孔隙多为次生和原生，溶蚀孔洞和裂缝发育不均匀，以机械成因和构造形成为主。

对50块压汞的岩样作孔喉半径直方图分析，发现样本以细喉道和微细喉道为主，主要流动孔隙半径较小，分布在0.04～1.6μm之间，孔喉半径小于0.04 μm占总频数的22.5%；在0.06～0.25μm之间的占总频数的52%，详见图1。喉道分选系数SP大于1，均质性较差，这反映出该层储层孔隙喉道以微细喉道为主。孔喉大小分布不均匀，分布状况较差，结构比较复杂，容易形成复杂的渗流通道。

2 储层分类方法

2.1 基于岩心实验的储层分类方法

通过对安棚深层系50块岩心压汞曲线形态和孔喉半径资料的分析，认为该层系非均质性强，孔隙结构复杂，渗流特征多样。将岩心分析的孔、渗资料与对应的压汞曲线进行归类，根据其大小和形态基本上可分成四类储层[2]，详见表2。

图1 孔喉半径直方图

第一类主要是次生溶孔、粒间孔和微裂缝都比较发育的储层，这类储层基质孔隙度较大，一般为6.0%～10.0%；储层渗透性好，在(0.2～2.0)×10-3μm2之间，微裂缝发育时更大；排驱压力主要在0.6 MPa以下，中值毛管压力比较小，在1.0～2.5 MPa之间，最大进汞饱和度可达95%以上，压汞曲线形态较为“平缓”，这说明在压力变化较小的情况下，进汞饱和度变化大，储层孔隙结构配置关系较好。

表2 利用岩心分析资料建立储层分类标准

第二类储层主要发育次生溶孔、残余粒间孔和微孔，孔隙度有所减小，一般在4.0%～6.5%之间;渗透性较好且变化范围较大，基本为(0.06～0.5)×10-3μm2，排驱压力较大，在0.6～2.0 MPa之间，中值毛管压力逐渐变大，由2.5 MPa上升至5.0 MPa，最大进汞饱和度在90% 左右，曲线形态与一类储层类似。

第三类储层孔隙不发育，有少量的次生溶孔与微孔，孔隙度小，排驱压力较大，压汞曲线形态较陡，饱和度中值压力较大，变化范围在5.0～9.0 MPa之间，平均在8.0 MPa左右，这类储层需经过改造才有一定的产液能力。

第四类储层孔隙极不发育，仅有一些微孔，孔隙度大部分小于3.0%，渗透率小于0.05×10-3μm2，排驱压力和饱和度中值压力都很大，这类储层非常致密，可能基本不出液。

2.2 利用孔隙度、渗透率参数建立储层分类标准

利用岩心刻度测井，对安棚深层系十几口测井资料进行了孔隙度、渗透率等参数的计算。

油藏品质因子(RQI)：

(1)

式中，K——渗透率，×10-3μm2；φe——有效孔隙度，%。

标准化孔隙度指标：孔隙体积与岩石颗粒体积之比φz：

(2)

流动带指数FZI(或叫流动层指标)：

(3)

FZI是把岩石结构和矿物地质特征、孔喉特征等结合起来的综合判定参数，因此，可以用其比较准确地描述储层或油藏的非均质特征。

采用交会图对典型层样品的各关键参数和特征进行了分析，结合前述岩心分析的储层分类标准，进一步得出安棚深层系储层流动单元的分类标准(图2)。从中可看出四个流动单元的趋势线基本平行，进一步验证了岩心储层分类标准[3]的结果。

2.3 利用次生孔隙与电阻率交会建立储层分类标准

储层测井响应特征与储层类型之间没有较为明显的对应关系，直接利用测井曲线进行储层的分级评价存在一定的困难。因此，通过储层物性参数的计算，得到更能反映储层孔隙结构类型的物性参数：基质孔隙度、次生孔隙度、可动流体孔隙度。基质孔隙度由声波测井曲线得到；总孔隙度由密度测井得到，次生孔隙度等于总孔隙度减去基质孔隙度；可动流体孔隙度由深侧向电阻率与微球电阻率组合得到(这里采用二者比值，可以间接反映储层流动孔隙度的大小)，利用次生孔隙度与电阻率比值(深侧向与微球电阻率比值)交会，结合研究区块67层压裂层段产量的大小，建立了安棚深层系储层分类标准，详见图3和表3。

图2 储层品质因子-标准孔隙度交会图

2.4 利用核磁测井技术建立储层分类标准

利用17口井核磁共振测井资料处理的可动流体孔隙度、平均渗透率和T2谱特征，结合试油、投产资料，建立了安棚深层系致密砂岩储层分类标准，详见表4。将储层分类结果与试油或投产结果对比统计，核磁共振测井与常规测井综合解释符合率达到90%以上，具有较好的油气层识别效果，进一步提高了致密砂岩测井解释符合率。

图3 次生孔隙度与电阻率比值交会图

表3 次生孔隙与电阻率比值建立储层分类标准

表4 核磁测井技术储层分类标准参数统计

3 应用效果与认识

(1)利用常规测井技术和核磁测井技术，建立的储层分类方法，深化了核磁共振测井资料对孔隙结构和储层有效性的评价，在对安棚深层系致密砂岩20口井40个层的应用中，测井评价的一类储层平均日产油在15 t左右，二类储层平均日产油在8 t左右，三类储层平均日产油量在2 m3左右，四类储层平均日产油0.2 t左右。

(2)利用岩心分析的孔渗、压汞等资料，结合常规测井技术，开展有效储层的分类方法研究，是评价安棚深层系致密砂岩的最有效的方法。

(3)将核磁测井技术与常规测井技术相结合，更好地发挥了核磁测井在致密砂岩低孔低渗储层评价中的优势。

[1] 翁大丽，赵跃华，高孝田.安棚深层低渗透砂岩油藏裂缝研究[J].特种油气藏，1999, 6(2)：6-10．

[2] 曲天红，郭彦丽，栾庆芝,等.安棚深层系凝析油气藏测井评价技术[J].石油地质与工程，2012，26(4)：55-58

[3] 龚银忠，胡书奎，沈祖吉,等.安棚深层系储层裂缝对开发的影响及对策[J].石油地质与工程，2010，24(5)：76-79.