梨树断陷双龙地区砂砾岩储层有效性测井评价及应用

张丽华，潘保芝，单刚义

(吉林大学地球探测科学与技术学院,长春 130026)

梨树断陷双龙地区砂砾岩储层有效性测井评价及应用

张丽华，潘保芝，单刚义

(吉林大学地球探测科学与技术学院,长春 130026)

砂砾岩储层测井研究的难点之一是储层有效性评价。基于岩石样品的物性分析、岩石薄片、压汞实验、核磁实验和相渗实验，综合利用岩性、泥质含量、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度和孔喉结构等参数，构建了反映储层有效性的分类综合指标，对储层有效性进行测井评价。应用到梨树断陷的双龙地区，结果表明该方法能够对研究区砂砾岩储层进行有效性评价。该方法也可以用于指导其它地区的砂砾岩储层有效性评价。

测井评价 储层有效性 砂砾岩 梨树断陷

梨树断陷是松辽盆地东南隆起区持续时间最长、地层发育最为齐全、沉积最厚、埋深最大、有机质演化程度最高的断陷盆地。断陷层自下而上发育有火石岭组、沙河子组、营城组及登娄库组。营城组、沙河子组及火石岭组暗色泥岩为主要的烃源岩[1-4]。暗色泥岩发育,有机质丰富,演化程度高,生排烃持续时间长,从沙河子组沉积到嫩江组末,各个时期均有大量油气生成,其中登娄库期为排烃高峰期。营城组为梨树断陷深部油气储层，岩性主要为一套深灰、灰黑色泥岩与浅灰色粉砂、细砂岩互层夹砂砾岩层，表现为由粗→细→粗→细→粗的沉积旋回，其主要的沉积类型为扇三角洲和湖泊相，其中以扇三角洲前缘砂体最为发育，是营城组主要的储层砂体[5]。砂砾岩体油气藏已成为东北油气分公司勘探的一个主要方向。但由于砂砾岩体多为快速堆积而成，储层岩性成分复杂、成熟度低、分选差、泥质含量变化大，储层油、气、水关系复杂，使得储层有效性[6]评价比较困难。本文选取研究区的一些岩心样品，做了物性分析、岩石薄片分析、压汞实验、核磁实验和相渗实验。对研究区储层的有效性进行评价。

1 储层特征

1.1 岩性特征

岩石薄片鉴定结果表明，梨树断陷营城组储层岩性主要是砂砾岩和砂岩。砂砾岩岩石由角砾、凝灰质碎屑、陆源砂屑和杂基组成，它们在岩石中的含量分别为8%、20%、65%和7%。杂基为隐晶质粘土矿物和少量火山尘，分布在碎屑之间。晶屑多为尖棱角状，粒径一般为0.20～0.40 mm，最大可达1.00 mm，最小仅为0.05 mm，在岩石中分布不很均匀，有局部聚集现象。砂岩岩石由陆源碎屑、杂基和胶结物组成，它们在岩石中的含量分别为88%、7%和5%。陆源碎屑由石英、碱性长石、斜长石、云母和岩屑组成，它们在碎屑中的含量分别为15%、10%、5%、2%和68%，碎屑多为棱角状-次棱角状，也有次棱角-次圆状。粒径差别较大，成分较为复杂。杂基为隐晶质粘土矿物。胶结物为碳酸盐，分布在碎屑之间，颗粒-基底支撑。

1.2 物性特征

从岩心物性分析资料来看，梨树断陷砂砾岩的孔隙度主要分布范围为5%～20%，渗透率的主要分布范围为(0.1～100)×10-3μm2，属于低孔低渗储层；从孔隙度渗透率关系来看(图1)，二者相关性较差，表明渗透率不仅受孔隙度影响，还有其它影响因素存在。

图1 孔隙度与渗透率关系

1.3 含水性特征

从核磁共振和压汞的实验分析结果来看，研究区的孔隙结构比较复杂，大、中、小孔喉都存在。根据相渗和核磁共振岩心实验的分析结果，研究区砂砾岩和含砾粗砂岩样品的束缚水饱和度为42%～90%，而细砂岩和粉砂岩样品的束缚水饱和度为71%～97%。

1.4 含油气性特征

通过对岩心统计(图2)分析发现，不同岩性的含油气性有所差别，砂砾岩中含气、油迹、油斑和荧光油气显示都有，还有油浸油气显示；在其它岩性中，没有油浸和含气现象；粉砂岩、中砂岩和粗砂岩中，有少数出现含荧光和油迹显示。细砂岩和含砾岩的含油气性居中，砂砾岩的含油气性最好。

图2 储层岩性-含油性关系

1.5 电性特征

在放射性测井方面，砂岩由于分选好，杂基含量少，自然伽马(GR)测井值低于砂砾岩、含砾细砂岩和粉砂岩。放射性能谱测井剖面上，细砂岩低钾(K)特征明显，相比较而言，砂砾岩和含砾细砂岩K含量较高。含砾细砂岩与砂砾岩相比，其PE值相对较高，砂岩最低(图3)。

图3 不同岩性各测井曲线特征

2 储层有效性评价

储层有效性评价往往根据试油井段的产能条件，通过化验资料、常规测井以及特殊测井资料的对比分析，确定储层有效性综合评价指标，进而建立研究区不同储层级别的分类标准。刘文辉[7]通过流动孔隙度理论的讨论和分析，提出一种应用流动能力指数评价有效性的方法。胡小强[8]提出了利用覆压孔隙度及渗透率综合指数评价储层有效性的方法。姚军朋[9]优选泥质和碳酸盐含量、流动孔喉中值半径、孔隙度、渗透率和束缚水饱和度作为储层有效性评价的特征参数。司马立强[10]应用储层孔喉结构、储集性、渗滤性和裂缝发育程度等4项评价指标，对储层有效性进行综合评价。

2.1 储层岩性评价

岩石的颗粒主要成分为岩屑、石英和长石。图4是梨树断陷岩样的岩石成份三角图，可见碎屑、石英、长石的含量有很大变化范围，尤其是岩屑和长石的含量，可以从很少到90%。总体上岩石成熟度不高，岩屑、长石的含量较高，分选中等偏差，磨圆次棱角-次圆状。

图4 岩石成分三角图

图5是测试层与岩性对应关系图。从测试层段的岩性来看，砂砾岩层储集性最好，有气层，油层，差气层，水层等。含砾砂岩次之，粉砂岩最差。

图5 岩性与测试层对应关系

2.2 物性下限

图6显示，在不同孔隙度范围内，渗透率随孔隙度的增加速度明显不同。油气层的孔隙度下限为8.5%，渗透率0.136×10-3μm2。而含油气层的孔隙度下限为2.5%，渗透率0.02×10-3μm2。

图6 不同储层岩心孔隙度与岩心渗透率的交会图

2.3 孔喉结构特征评价

从研究区岩样的毛管压力曲线[6](图7)可见，不同岩样压汞曲线形态不同，物性接近的岩样压汞曲线形态类似。因此，根据压汞曲线形态将研究区的岩样分为三类(图8)：第一类储层的储集性好，其对应的岩石孔隙度分布在13%～22%之间，渗透率在(1～30)×10-3μm2之间，属于中高孔高渗储层，排驱压力小于0.2 MPa，且均质性强。第二类储层的储集性较好，其对应的岩石孔隙度分布在9.68%～10.4%之间，渗透率在(0.1～10)×10-3μm2之间，属于中孔-中渗储层，排驱压力在0.1～2.0 MPa之间，且非均质性较强。第三类储层的储集性较差，其对应的岩石孔隙度分布在4%～14%之间，渗透率在(0.001～0.1)×10-3μm2之间，属于低孔低渗储层，排驱压力3.0～20.0MPa之间，且非均质性较强。一类与三类孔隙结构对比图(图8)显示，一类储层的孔径分布区间为0.25～6.3 μm，三类储层的为0.006 3～0.1 μm，一类储层的平均孔径大于三类储层的孔径，一类储层的储集性明显好于三类储层。

图7 岩样的进汞曲线

图8 一类与三类储层的孔隙结构对比图

2.4 渗流特征评价

研究区储层的物性为低孔隙度低渗透率储层，储层中束缚水饱和度比较高，这些特征明显影响流体的渗流特性，因而是砂砾岩储层有效性评价的关键参数之一。图9是研究区岩样的相渗实验结果，研究区储层束缚水饱和度在39%～70%，随着含水饱和度增加，油层的相对渗透率迅速下降，水层的相对渗透率迅速上升，油水两相的共渗区域比较窄，残余油饱和度较高，平均为33%。

图9 岩样的相渗曲线图

2.5 储层有效性综合指标

通过以上各种分析，可以得出梨树断陷双龙地区储层有效性主要受岩性、孔喉结构、孔隙度、渗透率和束缚水饱和度综合影响，研究区的有效性综合评价指标见表1。

表1储层有效性综合评价指标表

中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6285-2011《油气储层评价方法》对碎屑岩储层的物性分类标准见表2。

表2 储层孔隙度和渗透率分类标准

从两个表中可以看出，研究区的好储层对应分类标准中的中等孔隙度，低和特低渗透率储层；中等储层对应分类标准中的特低孔隙度，特低和超低渗透率储层；差储层对应分类标准中的低、特低孔隙度，超低渗透率储层。

3 有效性定量评价

3.1 泥质含量

在自然伽马能谱测井资料中，以钾含量、钍含量及其总和无铀伽马与泥质含量的关系最好，铀含量与泥质含量关系最差，高铀会指示储集层。因此，可以同时利用钾、钍及无铀伽马曲线计算地层泥质含量。最终选取各种方法中的最小值。

3.2 孔隙度

孔隙度计算采用密度、声波、中子孔隙度的加权平均值方法：

(1)

式中：φD为密度测井孔隙度，%；φS为声波测井孔隙度，%；φN为中子测井孔隙度，%。

3.3 含水饱和度

含水饱和度计算采用阿尔奇公式[11]：

(2)

式中：Sw为含水饱和度，%；Rw为地层水电阻率，Ω·m；φ为储层孔隙度，小数；m、n分别为胶结指数和饱和度指数；a为岩性结构系数，b为饱和度系数。

3.4 束缚水饱和度

由于研究区没有密闭取心分析资料，本研究中，束缚水饱和度的计算是应用压汞、核磁共振实验分析数据，通过与渗透率和孔隙度多元回归得到：

(3)

式中：k为岩心分析的渗透率，10-3μm2；φ为岩心分析的孔隙度，%。

3.5 渗透率

渗透率采用Watt’s公式计算：

(4)

(5)

式中：Vsh为地层泥质含量，%。

3.6 应用效果

将以上方法应用到研究区，对储层有效性进行了评价。图10是X井储层有效性评价综合效果图。图中的D层，录井岩性为砂砾岩，计算的孔隙度为14%，渗透率为2.1×10-3μm2，含水饱和度为43%，束缚水饱和度为43%，泥质含量为5%，计算的孔隙度和渗透率与岩心分析的孔隙度和渗透率是一致的。有效性评价为一类好储层。C层，录井岩性为砂砾岩，计算的孔隙度为8%，渗透率为0.2×10-3μm2，含水饱和度为51%，束缚水饱和度为51%，泥质含量为7%，计算的孔隙度和渗透率与岩心分析的孔隙度和渗透率是一致的,有效性评价为二类中等储层。该井在1 207.9～1 222.1 m层段有试油，也就是图中的B,C，D三层，日产油6.36 m3。对研究区9口井进行了储层有效性指标综合分类，试油结果表明符合率为81%。

图10 X井储层有效性评价综合效果

4 结论

通过研究储层的岩性、孔隙结构和渗流特征，建立了利用岩性、泥质含量、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度和孔喉结构反映储层有效性的分类综合指标；将研究方法在研究区的实际井中进行了应用，取得了符合试油结果的效果。可以用该方法对研究区的砂砾岩储层进行有效性评价，也可以用于指导其它地区类似储层的有效性评价。

[1] 王黎，王果寿，邱岐，等.松辽盆地梨树断陷深部层系沉积特征及演化分析[J].石油实验地质，2014，36(3)：316-324.

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[11] 李舟波，潘保芝，范晓敏，等.地球物理测井数据处理与综合解释[M].北京：地质出版社，2008:87.

Logging evaluation of glutenite reservoir effectiveness of Shuanglong area in Lishu Fault Depression and its application

Zhang Lihua，Pan Baozhi，Shan Gangyi

(CollegeofGeo-ExplorationScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun130026,China)

Reservoir effectiveness evaluation is one of the difficulties in glutenite reservoir evaluation by logging. According to physical property analysis, petrographic thin section, capillary pressure curve, NMR and relative permeability curve, a comprehensive index of classification reflecting reservoir effectiveness are built by comprehensively using parameters of lithology, shale content, porosity, permeability, irreducible water saturation and pore-throat structure. This method was applied to glutenite reservoirs of Shuanglong area in Lishu Fault Depression. The results indicated that this method is appropriate to evaluate the glutenite reservoir effectiveness of the research area and also provides a guide for the glutenite reservoir effectiveness in other areas.

logging evaluation; reservoir effectiveness; glutenite; Lishu Fault Depression

P631.8

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.03.004

2016-12-21；改回日期：2017-07-10。

张丽华(1974—)，女，博士，高级工程师，现从事测井数据处理与解释研究。E-mail：zhanglh@jlu.edu.cn

(编辑 杨芝文)

《油井生物防腐综合技术研究》重点技术国际领先

2017年5月23日，江苏油田《油井生物防腐综合技术研究》在京通过中石化科技部的鉴定，成果整体达到国际先进水平，其中，耐高温防腐功能菌达到国际领先水平。

该成果突破了油井防腐领域传统化学法的技术思路，采用生物竞争和抑制方法，将油井腐蚀治理目标锁定在腐蚀环境改造上。通过投加耐高温防腐菌和高效抑制剂,改造油井腐蚀环境,扼断腐蚀因子产生条件,高效抑制有害细菌SRB,同时原位激活有益细菌DNB，实现快速防腐，稳定油井生产。

成果取得3项技术创新：一是成功培育耐受90℃的防腐功能菌；二是开发20～90℃油井宽温防腐菌剂系列, 以及高效耐高温的生物抑制剂；三是发明了现场和室内快速检测SRB的方法，将检测时间从7～14天缩短到2～6小时。成果共获得授权发明专利6项，实用新型专利2项。发表论文18篇，其中，SCI论文2篇、核心期刊6篇。

成果在江苏、江汉和华东局等油田129口油井应用，SRB含量、硫化物含量和腐蚀速率大幅度降低，平均延长检泵周期278.3天。截至2016年12月，已累计减少检泵作业198井次，节约作业费用3200万元，多产原油1927.7吨。

(袁 林)

《苏北盆地致密砂岩储层定量评价及成藏研究》国内领先

5月11日，江苏油田完成的《苏北盆地致密砂岩储层定量评价及成藏研究》成果, 在京通过了中国石化科技部组织的鉴定,整体达到国内领先水平。

本项目主要取得3项成果：一是明确了苏北盆地高邮、金湖凹陷阜宁组与戴南组的致密砂岩储层宏观展布与微观特征，指出了成岩演化过程与形成机理。二是在分析实际钻探效果的基础上, 进行了有效储层发育规律与分布预测研究。三是完成了储层定量评价研究, 总结了成藏特征与油气富集规律。

成果取得3项技术创新：一是总结苏北盆地深层砂岩的成因类型，明确了储层下限与分级标准。二是提出铁离子的加入有利于石英在酸性条件下的溶解, 能够有效改善砂岩的储集性能。三是建立并应用充注势能指数方法, 指出高邮凹陷储层的演化过程及油气成藏。

成果登记中国石化专有技术1项。并且形成的技术方法，在深部储层勘探领域具有较好的推广应用前景。

(徐 铭)