基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 匯報人 : 宋子齊 （西安石油大學(xué) 石油工程學(xué)院 陜西 西安 710065） 以 特低滲儲層評價為例 測井地質(zhì)綜合解釋系列報告之五 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 摘要： 針對陜北斜坡中部特低滲透儲層受沉積環(huán)境、成巖作用、構(gòu)造等因素影響，儲層儲集性能和滲流結(jié)構(gòu)差異較大，測井響應(yīng)復(fù)雜的特點， 利用巖石物理相分類確定特低滲透油層有效厚度 。通過 儲層各類測井、巖心和試油資料，研究評價巖石物理相的多種信息、劃分方法及其分類評價， 建立不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)下限的差異、特征及評價標(biāo)準(zhǔn)，分析了微電極曲線提取特低滲儲層巖石物理相背景特征 。并以實例分析提取特低滲透儲層巖石物理相分類表征參數(shù)，實現(xiàn)了將非均質(zhì)、非線性問題轉(zhuǎn)化為相對均質(zhì)、線性問題解決，提高了測井精細(xì)解釋油層有效厚度的精度和效果。 關(guān)鍵詞：巖石物理相分類；特低滲透；油層有效厚度；表征參數(shù)； 下限差異、特征；相對均質(zhì)、線性問題 引 言 一平緩的西傾單斜構(gòu)造（傾角僅半度左右），斷層和褶皺不發(fā)育。該區(qū)油層主要為三角洲前緣相沉積，發(fā)育水下分流河道及其河道疊置型河口壩微相，儲層受沉積環(huán)境、成巖作用、構(gòu)造等因素影響，具有低孔隙度、低滲透率、油層薄、非均質(zhì)性強等特點，屬典型的特低滲透非均質(zhì)巖性油藏。區(qū)內(nèi)儲層微觀孔隙類型多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，殘余粒間孔、溶孔及微孔的不同組合交織搭配，儲集性能相差縣殊。在宏觀物性上則表現(xiàn)為孔隙度、滲透率分布范圍寬，孔滲關(guān)系復(fù)雜，高孔低滲、低孔高滲、低孔低滲并存，流動層帶復(fù)雜 1特別是該區(qū)特低滲透儲層泥漿對地層侵入作用弱，泥餅難于形成，微電極電阻率曲線在滲透層上的正幅度差異不明顯；直觀指示油氣層和水層的深、中、淺電阻率在常規(guī)儲層的有序排列基本消失；發(fā)育在儲層中的微裂縫呈現(xiàn)的不規(guī)則擴徑使測井曲線背景值失真。其綜合效應(yīng)反映出測井響應(yīng)來自油氣成分少，有生產(chǎn)能力的低孔隙度儲層與無效層段之間差異很小 6因此， 有必要利用該區(qū)長 6儲層各類測井、巖心和試油資料，研究巖石物理相的多種信息，分析建立不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)下限的差異、特征及評價標(biāo)準(zhǔn)，有效地提取儲層巖石物理相分類表征參數(shù)確定特低滲透油層有效厚度 11 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 1 儲層巖石物理相特征及分類評價分析 通過對鄂爾多斯盆地低滲透巖性油氣藏儲層巖石物理相和測井響應(yīng)特征的研究發(fā)現(xiàn)，對儲層進行 巖石物理相分類 后，同類巖石物理相儲層表現(xiàn)出如下特點： 具有相似的巖石學(xué)和沉積 成巖作用特征； 孔隙類型、結(jié)構(gòu)及其孔滲關(guān)系趨于一致； 巖電關(guān)系和測井響應(yīng)趨于吻合； 分類分析儲層參數(shù)與測井響應(yīng)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系明顯提高。 這表明，巖石物理相是控制低滲透巖性油氣藏儲集層 “ 四性 ” 關(guān)系和測井響應(yīng)特征的主導(dǎo)因素。特別在其普遍存在 早中成巖期的壓實壓溶及膠結(jié)作用 ，使得 長 6儲層原生孔隙由 35% 40%下降為 10% 13%，由于強烈的成巖作用大大改變了原始孔隙結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致該儲層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，形成了以 剩余粒間孔、成巖溶孔為主 、 多孔隙類型 共存的 混合型儲集特征。大部分孔隙被限制性喉道所控制 ，造成儲層退汞效率低，難采體積大。為此，分析安塞油田沿河灣地區(qū)砂巖儲層沉積、成巖作用和物性、孔隙結(jié)構(gòu)特征，將該區(qū)巖石物理相類型劃分為 有利的、較低滲砂層及較為致密 的等三類巖石物理相類別 13： 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 1 儲層巖石物理相特征及分類評價分析 （ 1） 類巖石物理相 有利的巖石物理相 該類巖相儲層巖性以細(xì)砂巖及中 細(xì)粒砂巖為主，巖石主要以長石砂巖沉積，是沉積物中最粗的部分。該類巖相底界與下伏巖層為沖刷接觸，通常底部為中 細(xì)砂，含泥礫，向上變?yōu)榧?xì)砂。砂層為厚層箱狀、塊狀，中間不夾泥質(zhì)層。主要孔隙類型為殘余粒間孔，但次生溶孔發(fā)育，包括長石溶孔、巖屑溶孔和濁沸石溶孔占總面孔率 40% 50%左右，孔隙半徑在 30m 或 30m 以上，毛管壓力曲線位于中部，排驅(qū)壓力 直段較明顯，微孔隙低于 40%，該 類巖相儲層處于中壓實、強溶解、次生孔隙發(fā)育區(qū) ，平均孔隙度可達 12 14%，平均滲透率達 1 3 10，處于 有利的沉積、成巖儲集相帶滲砂體 中。測井響應(yīng)具“ 三低兩高 ” 特征，即 自然電位低、自然伽馬低、低密度和高聲波時差、高補償中子特征 ， 反映出一種相對有利的巖相成因單元 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 1 儲層巖石物理相特征及分類評價分析 （ 2） 類巖石物理相 較低滲砂層巖石物理相 該類巖相儲層巖性以細(xì)砂巖及粉 細(xì)砂巖為主，常夾有薄層湖相泥巖或泥質(zhì)粉砂巖。該相儲層原生粒間孔、長石、濁沸石溶孔發(fā)育，且直接控制儲層物性、含油性分布，孔隙半徑在 20m 左右，毛管壓力曲線偏上，排驅(qū)壓力 直段明顯，微孔隙達到 50%或 50%以上。該類巖相儲層處于 中壓實、中膠結(jié)、次生孔隙尚發(fā)育區(qū) ，平均孔隙度可達 10 12%，平均滲透率 1 10左右，一般處于 水下分流河道或側(cè)翼延伸、河口壩及其邊緣較為有利沉積、成巖儲集相帶（低滲砂體） 中。測井響應(yīng)主要呈 較低值 特征，即 自然電位、自然伽馬、聲波時差、補償中子具較低值，僅密度值較高 ，反映出 一種相對較低滲砂層巖相成因單元 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 1 儲層巖石物理相特征及分類評價分析 （ 3） 類巖石物理相 較致密砂層巖石物理相 該類巖相儲層巖性以致密細(xì)砂巖、粉砂巖或細(xì) 粉砂巖為主，常與泥巖組成薄互層。該相儲層河道砂體較窄、砂層薄、物性差，代表強壓實、強膠結(jié)、次生孔隙不發(fā)育區(qū)?？紫栋霃皆?10 20m ，毛管壓力曲線偏上，排驅(qū)壓力大，微孔隙比例大，平均孔隙度 10%或 10%以下，平均滲透率 10以下，一般 處于河道邊緣膠結(jié)致密儲集相帶 中。測井響應(yīng)呈 “ 三升高、兩降低 ” 特征。即 自然電位、自然伽馬、密度值升高 ，聲波時差、補償中子值降低 ，反映出 一種較為致密的巖相成因單元 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 1 儲層巖石物理相特征及分類評價分析 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 利用 、 、 類巖石物理相的測井地質(zhì)分析準(zhǔn)則，結(jié)合流動層帶指標(biāo) 17并根據(jù)油田具體地質(zhì)特征進行適當(dāng)調(diào)整，建立起該區(qū)長 6特低滲透儲層巖石物理相評價劃分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)系數(shù)（表 1）。 表 1 安塞油田沿河灣地區(qū)長 6儲層巖石物理相評價劃分指標(biāo) 征性評價參數(shù) 儲層巖石物理相評價劃分標(biāo)準(zhǔn) 權(quán)系數(shù) 類 類 類 泥質(zhì)層 自然電位減小系數(shù) 然伽瑪減小系數(shù) 波時差（ s 226 214 209 225 償中子（ %） 17 14 13 18 度（ g 動層帶指標(biāo) 評價表 1中 、 、 類巖石物理相類別，采用上述 5種測井響應(yīng)特征性參數(shù)和利用測井儲層參數(shù)計算的流動層帶指標(biāo)，利用灰色理論綜合評價方法，進行被評價井點數(shù)據(jù)的綜合分析處理。采用矩陣分析、標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)絕對差的極值加權(quán)組合放大技術(shù) 17利用 灰色理論集成和綜合上述多種測井地質(zhì)信息，實現(xiàn)對該區(qū)長 6特低滲儲層巖石物理相的綜合評價和定量分析，確定和劃分出有利的、較低滲砂層及較為致密的三類巖石物理相儲層 。 2 利用巖石物理相分類儲層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 巖石物理相分類集中地體現(xiàn)出巖性對儲層巖石物理相的控制作用，巖石物理相分類的測井儲層參數(shù)處理則主要是通過規(guī)則化消除孔隙流體的影響 ，不同類別儲層孔隙流體反映出不同類別油層有效厚度的參數(shù)下限差異特征。因此，必須研究巖石物理相分類才能準(zhǔn)確建立特低滲透油層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)。 2 利用巖石物理相分類儲層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 采用不同巖石物理相 物性分析、試油、試采和測井 資料，進行儲層含油性、物性和電性關(guān)系分析。利用巖心分析和試油資料確定油層孔隙度、滲透率有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)；利用測井和試油資料確定油層電阻率 （ 聲波時差 （ t）、補償中子 （ N）、密度 （ b）、自然電位減小系數(shù) （ ）有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)；利用巖心分析和鑒定資料，確定巖性有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)砂巖級，巖心含油性下限標(biāo)準(zhǔn)為油斑級。并結(jié)合夾層分析和研究方法，確定油層有效厚度起算下限 19 分別不同巖石物理相類別建立起該區(qū)長 6儲層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn) 如表 2。 表 2 分類巖石物理相油層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn) of 石物理相孔隙度（% ）滲透率（1 0 - 3 阻率（ 波時差 （ s / m ）與電阻率（ 補償中子（% ）與電阻率（ 度（g / c m 3 ）自然電位減小系數(shù)巖性 含油性有效厚度起算下限（m ）夾層扣除下限（m ）類 2224 t 2 3 2 ，R t - 0 . 8 7 5 t+225 t232 ， N 1 7 . 7 ，R t - 2 . 5 N+65 N， 砂巖 油斑 0215 t 2 2 7 ， R t - 0 . 9 t+t227 ， N 1 6 . 7 ，R t - 3 . 6 N+， 砂巖 油斑 利用巖石物理相分類儲層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 表 2中長 6儲層 類巖石物理相滲透率下限取 10時，在滲透率頻率分布圖上查得累積 產(chǎn)能丟失 圖 1）；在滲透率 10對應(yīng)的孔隙度為 相應(yīng) 丟失儲能 圖 2）。相應(yīng)儲能、產(chǎn)能丟失不大，因此確定 類巖石物理相孔隙度下限 滲透率下限 10。 圖 1 長 6儲層 類巖石物理相滲透率頻率分布圖 圖 2 長 6儲層 類巖石物理相孔隙度頻率分布圖 2 利用巖石物理相分類儲層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 表 3中長 6儲層 類巖石物理相滲透率下限取 10時，在滲透率頻率分布圖上查得累積 產(chǎn)能丟失 圖 3）；10對應(yīng)孔隙度 8%，相應(yīng)儲層 儲能丟失 圖 4）。相應(yīng)儲能、產(chǎn)能丟失不大，因此確定 類巖石物理相孔隙度下限 8%，滲透率下限 10。 圖 3 長 6儲層 類巖石物理相滲透率頻率分布圖 圖 4 長 6儲層 類巖石物理相孔隙度頻率分布圖 從 圖 1、圖 3中 可見， 滲透率下限取 10， 類 巖石物理相 產(chǎn)能丟失 8%，而 類 巖石物理相 產(chǎn)能丟失 40%；同樣 圖 2、圖 4孔隙度下限取 類 巖石物理相 儲能丟失 而 類 巖石物理相 儲能丟失達 50%。顯然， 不同類別巖石物理相滲透率、孔隙度下限的差異是很大 的，巖石物理相分類后才能準(zhǔn)確 建立不同類別油層有效厚度滲透率、孔隙度下限標(biāo)準(zhǔn) 。 2 利用巖石物理相分類儲層參數(shù)建模及油層有效厚度下限 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 再以圖 5、圖 6的 、 類巖石物理相油層有效厚度下限分析對比，不同類別巖石物理相電阻率與聲波時差下限的差異也是較大的（圖 5、圖 6）。 圖 5 類巖石物理相儲層電阻率（ 聲波時差 （ t） 關(guān)系圖 圖 6 類巖石物理相儲層電阻率（ 聲波時差 （ t） 關(guān)系圖 從圖 5、圖 6中 聲波時差下限取 224s/m ， 類 巖石物理相 電阻率下限 30 m，而 類 巖石物理相 電阻率下限則 22 m，它們的不同類別也顯示出明顯的差異。顯然巖石物理相， 分類后才能準(zhǔn)確建立不同類別油層有效厚度的聲波時差、電阻率下限標(biāo)準(zhǔn) 。 因此， 采用分類巖石物理相油層有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn) ，可以 準(zhǔn)確地表達不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)的變化及其差異 。 of of 3 利用巖石物理相分類精細(xì)評價特低滲透儲層 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 在該區(qū)特低滲透儲層鉆井過程中，泥漿柱壓力略大于地層壓力，其壓力差驅(qū)使泥漿濾液向 滲透性較好砂巖處滲透 ，在井壁附近形成泥餅和沖洗帶，其 泥餅厚度一般 330阻率約為泥漿電阻率 1 3倍；泥漿沖洗帶厚度 100 150阻率約為泥餅電阻率 5倍以上 19因此，在 類 巖石物理相砂層滲透性相對較好并 形成泥餅 時，主要反映沖洗帶電阻率 電極曲線呈現(xiàn) 數(shù)較低 ；而當(dāng) 、 類 巖石物理相砂層滲透性差且泥漿侵入 不足以形成泥餅 時（侵入量太?。瑯O板直接貼在井壁上，由于 泥漿增阻侵 ，造成微梯度 微電極曲線呈現(xiàn) 讀數(shù)較大 。 因此在該區(qū)特低滲透儲層研究中，通過 、 、 類巖石物理相分類精細(xì)評價儲層，結(jié)合微電極電阻率測井曲線劃分薄儲層、識別較為致密的低滲砂或致密砂層有效厚度，不同程度提高了測井解釋精度及效果 19 3 利用巖石物理相分類精細(xì)評價特低滲透儲層 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 兩層合試） 日產(chǎn)油： d 日產(chǎn)水： d 兩層合試） 日產(chǎn)油： d 日產(chǎn)水： d 圖 7 沿 25井長 611og 11-2 in 圖 7是沿河灣地區(qū)沿 25井長 611中 上部 微電極正差異 ，數(shù)值較高到 較低變化 ；自然伽馬、自然電位減小幅度都明顯較大；聲波、中子孔隙度增大，密度明顯減小，其儲層評價 為 類巖石物理相滲透性好的油水層 。圖中 下部 微電極負(fù)差異且讀數(shù)不規(guī)則增大變化 ；自然伽馬和自然電位減小出現(xiàn)明顯幅度差，密度減小。其儲層評價 為 類巖石物理相滲透性較差的油水層 。該 兩層段在 日產(chǎn)油 d，日出水 d，有效地 證實了測井精細(xì)評價劃分 類 (上部 )、 類 (下部 )巖石物理相油層（油水層）有效厚度的類別、差異及其合理性 。 4 結(jié) 論 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 （ 1）巖石物理相分類主要基于儲層的沉積、成巖作用特點和孔隙類型結(jié)構(gòu)特點，同時要考慮多種測井資料的可識別性，利用灰色理論從不同角度對儲層微觀幾何特征、沉積、成巖及非均質(zhì)特征進行全面分析，提取有效儲層中巖石物理相的多種信息，集中地反映出該區(qū)特低滲透儲層不同巖石物理相形成的地質(zhì)特點。 同一種巖石物理相具有相似的巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)和含油氣特征，不同巖石物理相則難以用一個統(tǒng)一的解釋模型對儲層進行表征 。通過巖石物理相分類準(zhǔn)確評價儲層 實質(zhì)上是將非均質(zhì)、非線性問題轉(zhuǎn)為均質(zhì)、線性問題解決，成為提高非均質(zhì)特低滲儲層測井解釋的有效途徑 。 （ 2） 利用各類測井、巖心和試油資料，分析不同類別巖石物理相油層有效厚度參數(shù)下限的差異及特征 ，基于巖石物理相分類建立起該區(qū)特低滲透油層有效厚度下限評價標(biāo)準(zhǔn)， 為準(zhǔn)確評價劃分特低滲透油層有效厚度提供了有效方法 。 （ 3）通過該區(qū)特低滲透油層有效厚度精細(xì)評價處理，利用實例分析了低滲低阻油層泥漿增阻侵入的微電極電阻率曲線幅度、差異及性質(zhì)， 闡明了不同類別巖石物理相背景的近井帶油層電阻率、自然伽馬、自然電位、聲波、密度、中子測井曲線特征，有效地確定劃分出不同類別特低滲油層有效厚度 。 基于巖石物理相分類準(zhǔn)確評價特低滲透油層有效厚度 參 考 文 獻 1 宋子齊，程國建，王靜，等 J2006， 27（ 6）： 1032006,27(6):1032 王瑞飛，陳明強 成巖過程中孔隙度參數(shù)演化的定量分析 J2004， 78（ 6）： 1432in . 2004,78(6):14323 宋子齊，程國建，楊立雷，等 J2006， 28（ 6）： 595 in 2006,28(6):5954 曾大乾，李淑貞 J1994， 15（ 1）： 38I .(1994,15(1):385 宋子齊 ,王桂成 ,趙宏宇 ,等 J26(3):45226(3):4526 趙培華 M油工業(yè)出版社， 2003： 1062003:1067 范曉敏 J2007， 22(1):142on . 200