致密砂岩储层研究及进展

唐卫兵

摘 要：本文从致密砂岩储层物性的特征及分类，及其最近国内外的研究方法方面，对致密砂岩储层的研究进行了总结。

关键词：致密砂岩；特征；表征参数；研究方法

一.致密砂岩储层的研究意义

据估算，目前世界上以当前技术可开采的致密砂岩气储量为（10.5～24）×1012m3，居非常规天然气之首，是常规天然气资源最重要的后备资源之一。因此，对致密砂岩储层进行深入研究具有战略意义。

中国的石油总资源量94×109t，低渗透资源量为21.07×109t，占22.41%[1]。中国的准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地以及四川盆地西部均发现了储量巨大的致密砂岩气藏[2]；不仅如此，在松辽、渤海湾、南襄、苏北、江汉、塔里木、吐哈等盆地均发现了致密砂岩天然气储层的分布[3]。目前我国天然气产量中有近 1/3 产自非常规的致密砂岩储层。按我国现有的油气储量分析，到 2020 年左右，我国的常规天然气产量高峰即将过去，非常规致密砂岩天然气藏将是天然气勘探开发的主要对象。

二.致密砂岩储层的概念

致密含气砂岩储层是一个相对概念，世界上并没有统一的界限和划分标准，在不同的国家和不同的时期，由于资源状况不尽相同，技术条件也不尽相同，对致密油气储层的界限和划分标准就有所不同。一般把孔隙度低（小于12 %）、渗透率比较低（1×10-3μm2）、含气饱和度低（小于60 %）、含水饱和度高（大于40 %）、天然气在其中流动速度较为缓慢的砂岩层中的非常规天然气的储层[6][7]，称之为致密砂岩储层。致密含气砂岩的概念最早出现于美国。世界上对致密含气砂岩并无统一的标准和界限，不同的国家是根据不同时期的石油资源状况和技术经济条件来制定其标准和界限的，在同一国家、同一地区，随着认识程度的提高，致密含气砂岩的概念也是在不断的发展和完善的。

三.致密砂岩储层的特征及分类

3.1致密砂岩储层的特征

1）分布特征；2）物性特征。

3.2致密砂岩储层的分类

综合前人研究成果及国内外致密砂岩气勘探开发实际，依据致密砂岩成藏与构造演化关系特征及其不同成藏规律，可将致密砂岩气藏可划分为两种类型：

1）“改造型”致密砂岩气藏；2）“原生型”深盆气藏。

四.致密砂岩储层的研究方法

国外对致密砂岩的研究，主要是利用钻井、测井资料分析致密砂岩储层的岩石物理特征；利用三维地震数据，研究古沉积相，确定致密砂体分布范围；再通过分析气水配置关系，进行深盆气藏识别。我国对致密气藏的勘探主要依赖于对有利古构造、古圈闭及后期构造演化的控制的研究，但对深盆气藏的成藏机理及成藏模式的认识还不够深入，缺乏理论指导。因此对致密砂岩储层进行深入的研究，必将有益于天然气藏的勘探和开发。

4.1储层的表征参数

油气藏储层的表征的基础是储层动、静态参数在空间上的分布特征和变化规律，为有利区块和层位的预测提供依据。储层静态参数包括：储层物性参数（孔隙度、渗透率）；表征含油气量多少的水饱和度（微观和宏观分布）；孔隙结构——压汞（喉）、铸体（孔）、电镜扫描、图像分析及最小含烃喉道半径、储层原始水膜厚度等资料所反映的储、渗特征及储集类型；动态资料——流体微观渗流（相流动）规律、产能系数、单井产出特征等。

4.2储层沉积学研究

沉积相研究作为沉积学最基本的内容，在70至80年代获得了迅速发展。近年来，国内沉积相研究主要集中在相标志的识别、沉积相的纵横向展布规律、沉积微相研究、沉积模式的建立、层序地层与沉积相关系、沉积相控制因素等研究领域，并利用测井资料和地震资料进行沉积相解释和分布预测。目前国外沉积相研究正向着全球性沉积相对比研究和沉积过程的定量研究方面发展，美国科罗拉多矿业学院 Tim.Cross 教授（2000）利用能量-物质平衡原理，成功地建立了碳酸盐岩地层-沉积三维地质预测模型。该模型能从三度空间岩石的产生、再分配和堆积，利用有限的钻井资料和野外露头资料对沉积相和地层进行较为准确地预测。他的研究领域代表了目前沉积学研究的发展方向。

4.3储层测井技术及测井评价

致密低渗透储层特殊的孔隙结构特征和表面物理性质，给常规测井的资料处理和应用带来了一系列的困难和不适应性。为了解决测井资料解释识别中所遇到的这些问题，人们在岩心分析实验技术和手段方面也在不断的努力和进步，岩心分析也由常规向微观结构领域深入。20 世纪 80年代研究发展了 CT 扫描、核磁共振等新兴的研究手段，此外，测井技术也有了较大的发展：可提高分辩率的井壁声电成像测井技术（CBIL-FMI）、定量确定储层有效孔隙度、自由流体孔隙度和渗透率的核磁共振测井技术（CMR-MAIL）、可获得原状地层真实测井信息的随钻测井技术（LWD）、可直接测量地层压力和渗透率的地层动态测试（MDT）技术、油气井水淹程度解释和动态预测的碳氧比和过套管测井技术等，为测井资料的储层解释评价提供了极大的帮助[16-21]。

4.4储层建模研究

目前地质统计学已经发展成为一套较为完善的理论体系。目前储层建模的方法大体有确定性建模和随机建模两种。

确定性建模方法认为钻井所获得的岩芯及其分析资料是第一性的真实资料，而井与井之间，亦即资料控制点之间的变化是连续的。因此，资料控制点之间的插值是唯一值，确定性的。

随机建模（Stochastic Modeling）方法则承认地质参数的分布有一定的随机性，而人们对它的认识存在一些不确定因素，因此建立地质模型时考虑这些随机性引起的多种可能出现的实际情况供地质人员选择。随机选择方法不追求第一个合理的数值，而是用各种地质统计的特征储层和各种特性分布的总体面貌，提供一个合理的地质模型。

油藏描述在近 30 年来得到了飞速的发展，油藏描述系统已成为一个庞大的服务系统，它可以为油气田开发提供重要的形象的地质模型。

参考文献：

[1]蒋凌志，顾家裕，郭彬程.中国含油气盆地碎屑岩低渗透储层的特征及形成机理[J].沉积学报，2004，22（1）：13-19.

[2]唐海发，彭仕宓，赵彦超.大牛地气田盒2-3段致密砂岩储层微观孔隙结构特征及其分类评价[J].矿物岩石，2006，26（3）：107-113.

[3]胡宗全.致密裂缝性碎屑岩储层描述、评价与预测[M].北京：石油工业出版社，2005：1-7.