延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層四性特征及儲(chǔ)層參數(shù)模型研究

喬向陽(yáng)，朱　晴

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075)

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延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層四性特征及儲(chǔ)層參數(shù)模型研究

喬向陽(yáng)，朱晴

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075)

對(duì)延長(zhǎng)氣田山2儲(chǔ)層四性特征的研究和建立儲(chǔ)層參數(shù)模型，為研究區(qū)進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)和增儲(chǔ)增產(chǎn)提供有力的證據(jù)和保障。利用巖心、測(cè)井、試氣、分析化驗(yàn)等資料，對(duì)鄂爾多斯盆地東南部延長(zhǎng)氣田山2段致密儲(chǔ)層的巖性、物性、電性及含氣性特征進(jìn)行分析，并總結(jié)它們之間的關(guān)系，建立孔隙度、滲透率和含氣飽和度的計(jì)算模型。研究表明：延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層巖性主要為石英砂巖、巖屑質(zhì)石英砂巖，儲(chǔ)層的孔隙度平均值為4.94%，滲透率平均值為2.98×10-3μm2，為低孔低滲儲(chǔ)層。大多數(shù)井氣層組有較好的含氣顯示，含氣性較好，巖性、物性、電性和含氣性有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

延長(zhǎng)氣田；山2段；四性特征；參數(shù)模型；參數(shù)下限

研究區(qū)儲(chǔ)層成巖作用強(qiáng)烈，物性條件受多種因素制約[4]，氣藏具有低孔、低滲的特征[5]。針對(duì)研究區(qū)東南部缺乏地震資料，而測(cè)井和鉆井資料較為豐富的現(xiàn)狀，筆者采用測(cè)井資料與巖心分析資料相結(jié)合的方法對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行研究。文中從儲(chǔ)層的四性關(guān)系出發(fā)，通過(guò)研究?jī)?chǔ)層四性特征及其相互關(guān)系，建立研究區(qū)儲(chǔ)層參數(shù)的解釋模型，以期為研究區(qū)的有利區(qū)域預(yù)測(cè)及勘探提供依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

延長(zhǎng)氣田位于鄂爾多斯盆地東南部，伊陜斜坡東南部。截至2015年底，探區(qū)內(nèi)上古生界石炭系本溪組、二疊系山西組和下石盒子組盒8段探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)3 000×108m3，且形成了7.2×108m3的年產(chǎn)能力，建成我國(guó)鄂爾多斯盆地南部首個(gè)超千億方大型氣田。山2段為其主力層段，主要為曲流河三角洲前緣沉積，水下分流河道主要分布于探區(qū)中部和北部，呈南北向分布[9]。

2　儲(chǔ)層四性特征

2.1巖性特征

山2段儲(chǔ)層巖石類(lèi)型主要為灰色、灰綠色巖屑質(zhì)石英砂巖、巖屑砂巖、石英砂巖。砂巖樣品整體顯示出相對(duì)高石英、低長(zhǎng)石的特點(diǎn)。其中，長(zhǎng)石含量極低，乃至缺乏，反映了砂巖具有較高的成熟度，說(shuō)明其經(jīng)歷了長(zhǎng)距離的搬運(yùn)和化學(xué)分解作用?？紫额?lèi)型以巖屑溶孔、雜基溶孔為主，孔隙組合類(lèi)型主要為粒間孔—溶孔型、微裂縫—溶孔型(圖1)。

2.2物性特征

儲(chǔ)層的物性是指巖石的孔隙度、滲透率等參數(shù)。通過(guò)對(duì)山2段的物性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，山2段的孔隙度介于0.18%～13.94%，平均為4.94%；滲透率介于0.000 7～265.43×10-3μm2，平均為2.98×10-3μm2；其中，滲透率介于0.04～1.0×10-3μm2之間的占53.9%；小于0.04×10-3μm2的占34.6%，大于1.0×10-3μm2的占11.5%。根據(jù)趙靖舟[10]對(duì)低滲儲(chǔ)層的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，特低滲—超低滲儲(chǔ)層。

2.3電性特征

延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層的巖石類(lèi)型主要為砂巖、泥巖和煤層。幾種巖性在測(cè)井曲線(xiàn)上分別具有不同的表現(xiàn)特征。其中，砂巖在測(cè)井曲線(xiàn)上的表現(xiàn)形式一般為：低自然伽馬、低聲波時(shí)差，低中子、中密度、中高電阻率。泥巖在測(cè)井曲線(xiàn)上的表現(xiàn)形式一般為：高自然伽馬、中聲波時(shí)差、中低中子、低密度、低電阻率。煤層在測(cè)井曲線(xiàn)上的表現(xiàn)形式一般為：低自然伽馬、高聲波時(shí)差、高中子、低密度、高電阻率。

a.延365井，2 979.75 m，中粒石英砂巖。顆粒接觸緊密，石英含量高，次生加大普遍；孔隙發(fā)育一般，主要為粒間溶孔，少量高嶺石晶間微孔、鑄模孔；b.延416井，2 375.65 m，中粒巖屑石英砂巖。部分石英次生加大，未見(jiàn)孔隙發(fā)育；c.延416井，2 419.71 m。粗砂質(zhì)中粒石英砂巖。顆粒接觸較緊密，少量石英見(jiàn)次生加大。未見(jiàn)孔隙發(fā)育；d.延416井，2 503.58 m。含菱鎂礦粗-巨粒巖屑砂巖?？紫恫话l(fā)育，見(jiàn)個(gè)別未充填的微裂縫。

圖1延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層鑄體薄片與普通薄片

2.4含氣性特征

含油氣程度的多少是判定是否為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的重要指標(biāo)，油氣水的分布規(guī)律也是影響油田后期開(kāi)發(fā)的主要因素[11]。儲(chǔ)集層物性條件越好，含氣性就越好。一般來(lái)說(shuō)，孔隙度與滲透率相對(duì)較好的儲(chǔ)集層，在測(cè)井曲線(xiàn)上有較為明顯的響應(yīng)特征。自然電位曲線(xiàn)為較明顯負(fù)異常，自然伽馬曲線(xiàn)為低值，聲波時(shí)差數(shù)值相對(duì)較高[12]。山2段含氣砂巖主要為中-粗砂巖。本層段氣層組在研究區(qū)內(nèi)大多數(shù)井的特征為有含氣顯示，為研究區(qū)相對(duì)較好的主力含氣層段。

3　儲(chǔ)層四性關(guān)系分析

3.1巖性與物性關(guān)系

在一定程度上，在地質(zhì)方面的相關(guān)性主要表現(xiàn)為儲(chǔ)層巖性與物性的相關(guān)程度，是從地質(zhì)理論角度出發(fā)檢驗(yàn)儲(chǔ)層質(zhì)量的好壞[13]。

巖石礦物顆粒大小及塑性程度的不同，導(dǎo)致了巖層不同的抗壓性和致密性。不同的粒度、分選、磨圓導(dǎo)致了不同的孔隙類(lèi)型，礦物成分與填隙物在成巖作用期間其組分在地層水的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移、置換，產(chǎn)生不同類(lèi)型的膠結(jié)產(chǎn)物與類(lèi)型，控制著巖石孔隙結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響著儲(chǔ)層的孔滲特征[14]。

山2段儲(chǔ)層屬于低孔、低滲儲(chǔ)層，孔隙度和滲透率之間的正相關(guān)性較為明顯，孔隙度大，滲透率也對(duì)應(yīng)較高。隨著巖性的變化，孔滲線(xiàn)性曲線(xiàn)的斜率在變大，即隨著巖性的變粗，相同孔隙度所對(duì)應(yīng)的滲透率變大。但中砂巖的斜率反而高于粗砂巖，這表明經(jīng)過(guò)沉積成巖作用后中，中砂巖的孔滲條件最好。這也說(shuō)明了延長(zhǎng)氣田山2段主要的天然氣儲(chǔ)存空間為中砂巖，而且其相同大小的孔隙度滲濾能力較其他砂巖類(lèi)型表現(xiàn)得更好。

3.2物性與含氣性的關(guān)系

鄂爾多斯盆地上古生界烴源巖分布廣泛，具有“廣覆式生烴”、近源充注的特點(diǎn)[5]。油氣在充注成藏時(shí)，優(yōu)先充注孔隙度較高、毛細(xì)管阻力較低的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。因此，儲(chǔ)層物性與含氣性具有密切關(guān)系。物性決定了含油氣性，一般物性好，含氣豐度要相對(duì)較高[15]。

延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層的含氣飽和度與儲(chǔ)層物性有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，含氣飽和度隨儲(chǔ)層物性變好也有增大的趨勢(shì)。其中，孔隙度低于3.2%、滲透率小于0.06×10-3μm2的砂巖，儲(chǔ)層的含氣飽和度一般小于50%。

3.3電性與含氣性關(guān)系

在含氣性好的儲(chǔ)層，深側(cè)向、淺側(cè)向兩條曲線(xiàn)在含氣井段會(huì)出現(xiàn)正幅度偏差，即深側(cè)向電阻率曲線(xiàn)幅度大于淺側(cè)向電阻率曲線(xiàn)幅度。地層含氣時(shí)孔隙度、密度、補(bǔ)償中子曲線(xiàn)變化亦很明顯，聲波時(shí)差增大，有時(shí)發(fā)生周波跳躍現(xiàn)象，中子測(cè)井值增高，密度測(cè)井值相對(duì)于砂巖段有所減小，一般小于2.55 g/cm3。當(dāng)深側(cè)向電阻率曲線(xiàn)幅度小于淺側(cè)向電阻率曲線(xiàn)幅度時(shí)，這種井段是含水段。

3.4巖性、物性、含氣性與電性的關(guān)系

儲(chǔ)層的含氣性除了受巖性、滲透率影響以外，還與儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性密切相關(guān)[16]。砂巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性對(duì)油氣運(yùn)移過(guò)程中的驅(qū)替程度起著至關(guān)重要的作用，常常在縱向上造成含氣飽和度的差異，并最終控制著儲(chǔ)層的含油氣飽和度。受儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響，滲透率高的砂巖一般成為較好的氣層，而滲透率相對(duì)較低的砂巖則成為差氣層甚至水層。延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層的巖性和孔隙結(jié)構(gòu)是控制儲(chǔ)層物性和含氣性的主要因素，具有巖性控制物性，物性控制含氣性的基本特點(diǎn)。

4　儲(chǔ)層參數(shù)模型

4.1孔隙度解釋模型

應(yīng)用延長(zhǎng)氣田16口井的328個(gè)孔隙度數(shù)據(jù)點(diǎn)，建立了山2段的實(shí)測(cè)孔隙度與聲波時(shí)差回歸分析式：

Φ=0.114 6×Δt-19.838(R2=0.577 3)

用孔隙度測(cè)定值對(duì)上述公式進(jìn)行驗(yàn)證，絕對(duì)誤差小于1.5%的數(shù)據(jù)點(diǎn)占81.2%，平均絕對(duì)誤差為0.93%。根據(jù)得到的孔隙度公式，對(duì)延長(zhǎng)氣田山2段所有井的孔隙度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并做出了延長(zhǎng)氣田山2段孔隙度的平面分布圖。其中，延長(zhǎng)—子長(zhǎng)—清澗一帶的孔隙度較高，延安周?chē)目紫抖认鄬?duì)較低。具有中部偏高，西南、東南偏低的特點(diǎn)。

4.2滲透率解釋模型

選用延長(zhǎng)氣田山2段19口井406塊樣品的分析數(shù)據(jù)，建立了滲透率與孔隙度關(guān)系式：

K=0.005 4e0.647×Φ(R=0.777 2，N=406)

根據(jù)計(jì)算出的滲透率公式對(duì)延長(zhǎng)氣田山2段單井的滲透率進(jìn)行計(jì)算，然后繪制研究區(qū)的滲透率平面分布圖。與山2段孔隙度的分布規(guī)律近似，山2段滲透率的平面分布也具有中部較高，西南較低的特征。

4.3飽和度模型

據(jù)試209、試220井山2段107塊巖心相滲分析結(jié)果，建立了延長(zhǎng)地區(qū)山2段束縛水飽和度與孔隙度關(guān)系式：

Swi=0.377 4Φ-0.143

式中：Swi為束縛水飽和度，(f)；Φ為孔隙度(%)。

根據(jù)求出的束縛水飽和度與孔隙度關(guān)系，得到延長(zhǎng)氣田山2段單井的束縛水飽和度，并求出對(duì)應(yīng)的含氣飽和度，做出含氣飽和度的平面分布。其中，子長(zhǎng)、清澗地區(qū)周?chē)暮瑲怙柡投容^高，延安地區(qū)周?chē)鄬?duì)較低。

5　結(jié)語(yǔ)

(1)山2段儲(chǔ)層巖石類(lèi)型主要為石英砂巖，具有“高長(zhǎng)石，低石英”的特點(diǎn)?？紫督M合類(lèi)型主要為粒間孔—溶孔型，孔隙度、滲透率值較低，儲(chǔ)層為低孔低滲的特征；本層段砂巖、泥巖、煤層在測(cè)井曲線(xiàn)上均有較為明顯的響應(yīng)關(guān)系；且大多數(shù)井的特征為有含氣顯示，說(shuō)明為研究區(qū)相對(duì)較好的主力含氣層段。

(2)分別對(duì)山2段氣層、氣水層和差氣層的四性關(guān)系進(jìn)行了探討，均具有較為明顯的特征。延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層的巖性和孔隙結(jié)構(gòu)是控制儲(chǔ)層物性和含氣性的主要因素，具有巖性控制物性，物性控制含氣性的基本特點(diǎn)。

(3)在山2段實(shí)測(cè)孔隙度、滲透率的基礎(chǔ)上，建立了延長(zhǎng)氣田山2段儲(chǔ)層孔隙度、滲透率的解釋模型，并在相滲曲線(xiàn)的基礎(chǔ)上建立了含氣飽和度的解釋模型，為研究區(qū)勘探開(kāi)發(fā)及有利區(qū)域的預(yù)測(cè)，提供了重要依據(jù)。

[1]羅蟄潭.油氣儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)[M].科學(xué)出版社.1986.

[2]中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司.碳酸鹽巖油氣藏測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社.2009.

[3]岳紹飛，劉杰，馬麗娜，等.福山凹陷流沙港組三段儲(chǔ)層四性關(guān)系及有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)[J].油氣地質(zhì)與采收率.2013,20(4):42-45.

[4]周進(jìn)松，王念喜，趙謙平，等.鄂爾多斯盆地東南部上古生界儲(chǔ)層巖石學(xué)特征[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào).2014,33(4):500-504.

[5]周進(jìn)松，王念喜，趙謙平，等.鄂爾多斯盆地東南部延長(zhǎng)探區(qū)上古生界天然氣成藏特征[J].天然氣工業(yè).2014,34(2):34-41.

[6]劉池洋，趙紅格，桂小軍，等.鄂爾多斯盆地演化-改造的時(shí)空坐標(biāo)及其成藏(礦)響應(yīng)[J].地質(zhì)學(xué)報(bào).2006,80(5):617-638.

[7]李德生.重新認(rèn)識(shí)鄂爾多斯盆地油氣地質(zhì)學(xué)[J].石油勘探與開(kāi)發(fā).2004,31(6):1-7.

[8]劉和甫，汪澤成，熊保賢，等.中國(guó)中西部中、新生代前陸盆地與擠壓造山帶耦合分析[J].地學(xué)前緣.2000,7(3):55-72.

[9]王香增.延長(zhǎng)探區(qū)天然氣勘探重大突破及啟示[J].石油與天然氣地質(zhì).2014,35(1):1-9.

[10]趙靖舟，吳少波，武富禮.論低滲透儲(chǔ)層的分類(lèi)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——以鄂爾多斯盆地為例[J].巖性油氣藏.2007,19(3):28-31.

[11]文華國(guó)，鄭榮才，陳洪德，等.鄂爾多斯盆地白豹—華池地區(qū)長(zhǎng)6砂巖儲(chǔ)層特征[J].石油學(xué)報(bào).2007,28(4):46-51.

[12]張鵬.子北油田澗峪岔地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)集層測(cè)井評(píng)價(jià)[D].西北大學(xué).2011.

[13]劉巖.鄂爾多斯盆地南部鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8段儲(chǔ)層特征研究[D].成都理工大學(xué).2008.

[14]宋平.鄂爾多斯盆地北部崔家坡地區(qū)盒8段儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究[D].西北大學(xué).2012.

[15]俞保財(cái)，張永強(qiáng)，雷啟鴻，等.吳起—鐵邊城油田長(zhǎng)6儲(chǔ)層四性關(guān)系及有效厚度下限研究[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā).2011,1(6):52-56.

[16]邸世祥.中國(guó)碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)[M].西北大學(xué)出版社.1991.

[17]曲長(zhǎng)偉，張霞，林春明，等.鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)9儲(chǔ)層四性關(guān)系及有效厚度下限研究[J].遼寧化工.2013,42(2):131-135.

[18]任婷，漆萬(wàn)珍，曹紅霞，等.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)東區(qū)上古生界儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究[J].非常規(guī)油氣.2015,2(6):22-30.

2016-03-14

喬向陽(yáng)(1969-)，男，河南長(zhǎng)葛人，高級(jí)工程師，主要從事石油天然氣地質(zhì)、油氣田開(kāi)發(fā)綜合研究。

P641.2

A

1004-1184(2016)05-0190-02