特低渗储层流体赋存状态可视化研究与应用

付连明 朱喜萍 甘仁忠，周杰，郑以华 金庭科

(中石油新疆油田分公司勘探公司，新疆 克拉玛依 834000) (中石油新疆油田分公司准东采油厂，新疆 昌吉 831511) (中石油新疆油田分公司勘探公司，新疆 克拉玛依 834000) (中石油西部钻探工程有限公司录井工程公司，新疆 克拉玛依 834000)

特低渗储层流体赋存状态可视化研究与应用

付连明 朱喜萍 甘仁忠，周杰，郑以华 金庭科

(中石油新疆油田分公司勘探公司，新疆 克拉玛依 834000) (中石油新疆油田分公司准东采油厂，新疆 昌吉 831511) (中石油新疆油田分公司勘探公司，新疆 克拉玛依 834000) (中石油西部钻探工程有限公司录井工程公司，新疆 克拉玛依 834000)

针对准噶尔盆地腹部侏罗系碎屑岩储层流体含量精细化评价难度大的问题，通过试验数据分析，对录井参数进行刻画，利用核磁定量化参数及岩心流动试验精细刻画储层流体含量，显微荧光薄片观察油水在储层渗流通道中的微观分布特征，形成碎屑岩储层流体性质的定量化与可视化评价方法，从而提高碎屑岩储层流体评价准确性。D13井、F003井及M23井的现场应用表明，碎屑岩储层流体性质的定量化与可视化评价方法能够从微观角度直观展示储层流体赋存状态，为试油选层、优选改造工艺提供决策依据。

碎屑岩；流体识别；核磁定量化；显微荧光薄片；可视化

低渗透油藏在我国已探明储量中所占比例越来越大，具有很大的勘探开发潜力，是当前和今后一段时间内石油勘探开发的主要领域。从开发特征上看，所储油气开采率主要受储层流体赋存状态影响，包括储层微观特征、流体性质判别、可动流体饱和度等[1]。目前，大多通过录井技术、测井技术来定性识别储层流体性质。但由于储层岩性多样化、孔隙结构差异化，尤其在油藏关系复杂、油(气)水层测井响应分异小时，储层流体性质的判别存在很多局限性和挑战性，对于油(气)层中是否含水、含水量等参数难以精确定量计算，导致储层流体认识不够，严重影响试油选层、储层改造工艺的实施[2]。针对准噶尔盆地腹部侏罗系碎屑岩储层流体含量精细化评价难度大的问题，笔者通过精细刻画储层流体含量，定量分析储层含油性，观察油、水在储层渗流通道中的微观分布特征，形成了碎屑岩储层微观孔隙特征及流体性质的定量化与可视化评价方法，提高了碎屑岩储层流体评价的准确性。

1 工区概况

目前，准噶尔盆地腹部侏罗系录井流体识别主要从岩性、物性、含油气性、含水性和地层能量几个方面进行描述，录井绝对解释符合率偏低，主要表现在流体性质判别把握比较大，但对油水比例及流体在微观孔隙结构中的赋存状态不清楚。2013～2014年，准噶尔盆地腹部侏罗系试油17层，绝对解释符合率仅为41.2%，主要表现为油水比例判断不精确，流体含量精细化评价难度大，解释含油(气)水层、试油油(气)水同层4层，解释油水同层、试油含油水层3层。

2 岩心显微荧光薄片数字化应用系统的建立

2.1利用原油刻度显微荧光制定油质的判定标准

利用显微镜对岩心样品进行荧光显微成像，得到一定波长范围内岩心表面荧光各波长的单色图像，利用相应的软件做进一步的数据处理，得到发光颜色、发光强度及发光部位等多维信息[3]。通过选取不同密度的凝析油、中质油及(超)重质油岩心样品进行荧光显微成像分析，结果如图1所示。根据不同密度原油在荧光显微成像中发光颜色和发光强度的不同，分别制定发光强度分级标准和荧光颜色分级标准，能够自动对比确定量化值和自动识别确定色阶值。

图1 不同密度原油的在显微荧光下的发光颜色及发光强度

图2 J208井显微照片

2.2地层流体在储层中的赋存特征

荧光显微图像技术是应用录井技术评价储层的新方法之一，其目的是评价储层微观特征及流体性质，利用岩心显微荧光薄片建立储层流体赋存状态的可视化评价方法，并实现数据的定量化采集。地层流体在岩石中的分布特征多种多样，主要分布于粒间孔、构造裂缝、胶结物内微孔和粒内缝，对碎屑岩来讲主要分布于粒间孔、粒内溶孔、胶结物内微孔，可根据荧光的产状及组合准确判断产层的流体性质[4，5]。图2为J208井4074.35m的显微照片，可以看出，主孔喉主要被烃类占据，可动水较明显，基质未受浸染，孔隙发育，储集空间相对较小，渗流能力差。

2.3储集层油水量化识别

石油的发光性质取决于它的化学成分。一般情况下，水是不发荧光的，如果水中混入一定浓度的烃类物质，就会发出荧光。由于水中烃类物质含量很低，它发出的荧光无论从色调、亮度、饱和度上都与石油荧光有差别，这也是利用荧光显微图像技术对油水进行识别、判定的基础。通过物性、荧光薄片的系统取样、对比分析，对图像的荧光与非荧光显示进行分割，结合人工识别进行修正，并进行荧光特征的提取和矩阵划分，再利用荧光特征矩阵进行求和计算，所得之和即为含油面积。

以显微荧光薄片图像为基础，以计算机图像处理技术为工具，对荧光图像的发光颜色、发光强度、发光面积进行量化统计分析，结合岩心样品喉道、微细裂缝理化参数，开发了《岩心显微荧光薄片数字化应用系统》，实现了显微荧光图像智能对比分析处理、展示及输出成果报告。

3 岩心流动试验结合核磁数据评价可动流体饱和度

根据核磁共振弛豫时间界限，可将赋集于岩石孔隙中的流体分为可动流体与束缚流体。该次研究采用离心法确定可动流体饱和度、束缚流体饱和度及录井核磁横向弛豫时间截止值(τ2,cutoff)[6]，并根据测量结果对录井核磁τ2,cutoff进行标定，通过称重法验证所测孔隙度和渗透率结果。试验测出岩样可动流体饱和度和束缚流体饱和度后，再通过岩心流动试验测量岩样的可动流体，在不同流速下进行岩心驱替试验，得出储层产出程度[7]。试验结果表明，核磁共振分析结果与岩心流动试验计算结果基本符合，核磁共振测试的岩样产出率、残余油饱和度数据准确性较高(见表1)。

表1 不同流速(压差)水驱油流动试验与核磁共振测试对比表

4 显微荧光图像的残余油赋存状态对比分析

取驱替前的原始岩样，驱替后岩样的进口端(前端)、中间以及出口端(后端)磨制岩样薄片，在偏光显微镜下观察岩石结构、孔隙分布，再通过荧光显微镜观察，对样品进行粗略描述，判断孔隙中剩余油和水的分布状况。根据偏光显微镜和荧光显微镜下的岩石颗粒结构及油水分布，可观察岩石颗粒磨圆度、接触类型、喉道类型等。对比分析显微荧光图像的残余油赋存状态，指导原始图像进行特征刻画。如图3所示，原始岩样的荧光图像特征：发光面积2.69%，发光强度2，色阶值2，主要发绿黄、黄绿、褐等色，荧光赋存状态主要为基质侵染、簇状、喉道状吸附，主孔喉见可动水；驱替后岩样的荧光图像特征：发光面积1.23%，发光强度1，色阶值1，主要发灰白、暗褐等色，残余荧光赋存状态主要为角隅状、孔表薄膜状吸附。通过肉眼观察与驱替前、后荧光量化数据分析表明，岩样驱替前、后水洗作用较明显，有极少量油被水所驱替。

图3 岩样驱替前、后显微荧光图像

5 显微荧光薄片解释评价标准的建立

通过岩心显微荧光薄片数字化应用系统，对油层、油水同层、含油层、含油水层、水层等进行储层流体赋存状态显微荧光表征参数识别，观察荧光颜色、色差、亮度及产状，量化发光面积，分析孔隙特征及主孔喉流体特征，初步建立显微荧光图像表征参数评价标准(见表2)。

表2显微荧光图像表征参数评价标准

6 现场应用

将显微荧光图像表征参数评价标准与岩心核磁数据进行有机结合，形成了一套适用于现场的储层流体赋存状态微观可视化解释标准。利用该标准对D13井不同层位进行分析(图4)，可以看出，岩心荧光薄片主孔喉见明显可动水，基质受浸染，荧光颜色为绿黄色，不均匀，色差明显，可溶烃呈角隅状、簇状吸附；发光面积为1.05%～3.96%，孔隙度为2.67%～11.30%，渗透率为0.01～1.08mD，含油饱和度为33.73%～56.99%，束缚水饱和度为42.52%～55.18%，含水饱和度为43.01%～66.27%，可动流体饱和度为17.39%～19.12%。D13井试油结果表明，百口泉组(4175～4280m)获得高产工业油气流，平均日产油气流达30m3，日产水5.67m3。初步预测，研究区百口泉组有利勘探面积达700km2，勘探前景非常广阔。

图4 D13井微观可视化解释标准评价示意图

7 结论

1)以显微荧光薄片图像为基础，以计算机图像处理技术为工具，对荧光图像的发光颜色、发光强度、发光面积进行量化统计分析，结合岩心样品喉道、微细裂缝理化参数，开发了录井岩心显微荧光薄片数字化应用系统，建立了显微荧光图像表征参数评价标准。

2)将显微荧光图像表征参数评价标准与岩心核磁数据进行有机结合，形成了一套适用于现场的储层流体赋存状态微观可视化解释标准，实现了对储层流体赋存状态可视化评价。

3)储层流体赋存状态微观可视化解释标准从微观角度直观展示流体赋存状态，为试油选层、优选改造工艺提供决策依据，建议在新疆油田进一步推广使用。

[1]喻建，杨孝，李斌，等.致密油储层可动流体饱和度计算方法——以合水地区长7致密油储层为例[J].石油实验地质，2014，36(6)：767～772.

[2] 刘海涅，杨玉卿，刘海波，等.一种定量判别储层流体性质的新方法[J].长江大学学报(自科版)，2016，13(5)：26～30.

[3] 黄乔松，于肇贤，张林灿，等.显微荧光成像光谱技术在录井中的应用[J].发光学报，2007，28(4)：604～608.

[4] 霍磊，孙卫，曹雷，等.特低渗透储层微观孔隙结构及可动流体赋存特征研究——以鄂尔多斯盆地合水-华池地区长6储层为例[J].石油地质与工程，2016，30(1)：121～125.

[5] 沈孝秀，孙卫，时建超，等.三塘湖盆地牛圈湖区块西山窑组储层微观孔隙结构特征研究[J].长江大学学报(自科版)，2014，11(31)：63～66.

[6] 孟智强，郭和坤，周尚文，等.核磁共振可动流体试验最佳离心力确定新方法研究[J].科学技术与工程，2013，13(25)：7307～7311.

[7] 李中锋，何顺利，杨文新，等.微观物理模拟水驱油实验及残余油分布分形特征研究[J].中国石油大学学报，2006，30(3)：67～71.

[编辑] 龚丹

P631.84

A

1673-1409(2017)19-0035-05

2016-06-03

付连明(1986-)，男，工程师，主要从事油气勘探方面的研究工作，fulming@petrochina.com.cn。

[引著格式]付连明，朱喜萍，甘仁忠，等.特低渗储层流体赋存状态可视化研究与应用[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(19):35～39.