塔里木盆地克拉2气田储层综合定量评价

徐艳梅，刘兆龙，张永忠，郭振华，肖 鑫，孙 迪

（1．中国石油勘探开发研究院，北京 100083；2．北京阿什卡技术开发有限公司；3．中国石油塔里木油田勘探开发研究院）

塔里木盆地克拉2气田天然气探明地质储量超过2 000×108m3，目前已进入开发中期。通过开展储层评价研究，对储层进行合理分类，有助于科学有效地开发气藏，提高勘探开发效益[1-4]。对储层评价可分为定性评价和定量评价两类[5-7]，克拉2气田储层评价以定性评价为主。朱如凯等人通过研究储层的岩石学、成岩演化、储集空间等特征，制定了不同的分类评价标准，将塔里木盆地北部白垩系—古近系储层定性地分为四类[8]。影响储层评价的因素较多，且各评价参数间关系极其复杂，在储层评价过程中，常常会出现评价结果互相矛盾的情况。为了解决储层定性评价过程中遇到的问题，本文采用灰色关联度分析法，重新对克拉2气田中气藏圈闭内巴什基奇克组储层进行定量分类评价。

1 储层特征及评价存在的问题

1.1 地质概况

克拉2气田位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带东段，构造轴向呈东西向分布。库车坳陷构造变化主要经历了三个阶段，分别是前碰撞造山、碰撞造山和陆内造山。库车地区烃源岩主要形成于中生代，克拉2气田构造圈闭形成和油气成藏主要发生于新生代[9-11]。

克拉2气田储层主要发育于下白垩统巴西改组、巴什基奇克组和古近系库姆格列木群，岩性为白云岩和砂砾岩[12-13]。其中，巴什基奇克组一段、二段为辫状河三角洲前缘亚相沉积，主要发育水下分流河道、河口坝、水下分流间湾微相。岩石类型主要为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，其中巴什基奇克组一段以岩屑砂岩为主，二段以长石岩屑砂岩为主。

1.2 储层特征

克拉2气田碎屑岩储层物性差异较大，常规物性分析表明，孔隙度最大为22.39%，最小为3.06%，主值区间为8 %～20%，峰值为15 %；渗透率主要为（1～1 000）×10-3μm2，最大为 1 770.15×10-3μm2，平均为 49.42×10-3μm2。孔隙度和渗透率均呈正态分布，表现为单峰状，孔渗关系为线性分布（图1），表明储层孔喉分布较均匀，物性较好。其中，巴什基奇克组一段和二段孔渗相关性好。

对克拉2气田528块砂岩铸体薄片样品进行分析，结果表明孔隙类型以粒间溶孔为主，占总面孔率74.7%，其次为原生粒间孔，占总面孔率17.2%。巴什基奇克组一段面孔率为 3.0%～8.0%；巴什基奇克组二段面孔率较好，多数大于5.0%。砂岩喉道类型主要为缩颈型，片状孔喉较少。巴什基奇克组一段连通性较差，孔喉配位数为 0～2；巴什基奇克组二段连通性好，孔渗性好，孔喉配位数为1～3。

克拉2气田储层排驱压力较低，孔喉分选较好，总体属中粗孔中喉-中细孔中小喉的孔隙结构特征。巴什基奇克组一段、二段的毛管压力曲线中值压力和排驱压力相对较低，平均孔喉半径大，对油气的渗流能力强。

图1 克拉2气田碎屑岩储层物性特征

1.3 存在问题

前人对克拉2气田的储层评价基本上都是通过定性评价方法来分类的，评价参数通常包含孔隙度、渗透率、有效厚度等；通过划分不同级别，制定该区的储层分类评价标准[14]。根据该评价标准，对克拉 2气田巴什基奇克组储层进行了定性评价分类（表1），从表中可以看出：

（1）同时存在多个评价参数时，无法确定哪些参数作为主要评价指标；

（2）确定了多个评价参数时，储层分类的界限相对模糊；

（3）确定分类评价标准非常依赖于专家经验，主观性较强；

（4）评价结果互相矛盾，无法确定某个储集单元的最终评价结果。

表1 克拉2气田巴什基奇克组储层定性评价分类

2 综合定量评价

为了解决单因素定性评价结果相互矛盾的问题，本次研究采用储层综合定量评价方法，提高储层评价的客观性和准确性。

2.1 基本原理与计算步骤

储层综合定量评价方法公式为：

式中：R为储层综合评价指标；"#为储层评价参数的权系数；$#为储层评价参数；(为储层评价参数的数量。

由式中可以看出，储层评价参数是已知的，只要确定了储层评价参数的权系数，就可以计算出储层综合评价指标。本次研究中使用灰色关联度分析法来确定权系数[15-16]。

灰色关联度分析法是衡量因素间关联程度的一种方法，根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，达到分清因素的主次及其影响大小的目的[17]。该方法的优势有：对数据的要求不高，既不需要有大量的数据支持也不需要数据具有典型的正态分布规律，在一定程度上可以忽略数据不对称带来的误差；同时该计算方法较为简便，计算工作量不大。将灰色关联度分析法应用于储层综合评价中，通过分析各个地质评价参数的主要关系，找出影响各个评价参数的重要因素，进而能够快速地确定储层评价参数的权系数。

灰色关联度分析法的具体步骤如下：

（1）确定母序列和子序列。

母序列为：

式中：(为评价样品个数，1为评价参数个数。

（2）构建原始数据矩阵，其矩阵为：

（3）将各序列进行无量纲化处理，确定标准化后的数据。

同一观测时刻（观测点）各子因素与母因素之间的绝对差值的最大值为：

同一观测时刻（观测点）各子因素与母因素之间的绝对差值的最小值为：

式中：ξ为分辨系数，其作用是为了平衡由于最大绝对差数值较大而出现失真，改善关联系数之间的差异显著性。

计算确定各子因素对母因素之间的关联度为：

（5）计算权系数。在计算确定关联系数后，通过归一化处理求得各影响因子的权系数为：

2.2 评价过程

在储层定量评价过程中，首先筛选出主要评价参数，然后利用灰色关联分析法确定权系数，计算评价指标。

评价参数的选取一般应满足以下要求：①代表性：所选评价参数能反映储层的特点且具有代表性；②综合性：储层评价参数影响因素复杂，各参数相互影响，这可以在选取有利参数的同时，也应选取对储层物性不利的参数；③目标性：评价参数与评价目标要一致，防止相互冲突。本次克拉2气田储层定量评价中选取的参数包含孔隙度、渗透率、有效厚度、含气饱和度和泥质含量。

在油田开发阶段，相对于其它评价参数，渗透率是主要影响因素[18-19]，因此在本次研究中将渗透率作为主因素，其余4个参数作为子因素。将计算的关联度结果进行归一化处理，得到各指标的权重系数："=（0.233，0.193，0.192，0.192，0.190）。依照权重系数及关联度大小对全部指标进行排序，即得到关联程度顺序：渗透率＞有效厚度＞含气饱和度=孔隙度＞泥质含量，关联结果与实际情况比较吻合，能够反映各评价参数对储层的影响程度。最后对每个评价参数进行最大值标准化处理，即可确定综合定量评价指标。

地质特征越相近，评价指标值越相近；不同分布特征的参数会形成不同斜率的直线段，具有相近特征的储层位于同一斜率的直线段上，因此可以利用累积概率曲线来确定分类区间（分类标准），不同直线段的交点即为分类的界限值。这样最终确定了克拉2气田储层综合定量分类的标准（表2）。

表2 储层分类标准

2.3 评价结果

根据表2中储层综合定量分类标准，对本次研究的储层单元进行了分类（表3）。Ⅰ类储层为有利储层，为克拉2气田气藏圈闭内较好的储层，是天然气富集和勘探开发的有利储层，占储层单元总数的 30.0%，平均孔隙度为 15.41%，平均渗透率为94.52×10-3μm2，有效厚度为129 m；Ⅱ类储层为中等储层，占储层单元总数的 52.5%，平均孔隙度为14.09%，平均渗透率为42.37×10-3μm2，有效厚度为102 m；Ⅲ类储层为不利储层，占储层单元总数的17.5%，平均孔隙度为 12.40%，平均渗透率为 8.21×10-3μm2，有效厚度为59 m。

2.4 结果验证

分类结果直接反映在产能动态指标上，本文选取产能数据对储层分类结果进行验证。根据不同射孔层段的地层系数（有效厚度×渗透率）权重大小，将单井产能劈分到每个储层单元上，结合每个储层单元标定的产能和储层综合定量评价分类结果，确定了克拉2气田产能标定储层分类标准（表4）。通过对比分析产能标定储层分类和综合定量评价储层分类结果（表5），巴什基奇克组一段储层定量分类与产能标定分类符合率为87%，巴什基奇克组二段储层分类符合率85%，证明本次储层综合定量评价 具有一定的可靠性，分类结果可在生产中实际应用。

表3 克拉2气田巴什基奇克组储层综合定量评价分类（部分）

表4 产能标定储层分类标准

表5 巴什基奇克组储层产能和综合定量评价对比表（部分）

2.5 储层评价分区

将分类结果标定到巴什基奇克组一段和二段上，在平面上生成储层分类区。从图2可以看出，Ⅰ类和Ⅱ类储层主要分布在气藏圈闭的中部和东部，Ⅲ类储层主要分布在气藏圈闭的西部。从图3可以看出，Ⅰ类储层主要分布在气藏圈闭的中部，Ⅱ类储层主要分布在气藏圈闭的东部，气藏圈闭内没有Ⅲ类储层，说明纵向上巴什基奇克组二段储层物性整体要好于一段。受井控的限制，将气藏圈闭内Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类储层以外区域的储层预测为Ⅳ类储层，可能为差气层或干层，是今后需要进一步评价的区域。通过划分克拉2气藏储层分类平面图，确定储层的有利区域，对以后的开发井位部署具有一定的指导作用。

3 结论

（1）本文的储层评价方法解决了储层定性评价中遇到的单一参数评价结果互相矛盾的问题。

（2）对比产能数据和储层定量评价结果，验证了本文储层综合定量评价分类结果有一定的可靠性。

（3）平面上，巴什基奇克组一段的Ⅰ类和Ⅱ类储层主要分布在中部和东部，Ⅲ类储层主要分布在西部；巴什基奇克组二段的Ⅰ类储层主要分布在中部，Ⅱ类储层主要分布在东部。纵向上，巴什基奇克组二段储层质量整体好于巴什基奇克组一段。

图2 巴什基奇克组一段储层分类平面图

图3 巴什基奇克组二段储层分类平面图