富縣北區(qū)塊儲層流體性質(zhì)判識方法探討

吳興波，曹建康，聶 勇，鄭凱文，蔣永福，祝建軍

（中國石油化工股份有限公司河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450000）

富縣北區(qū)塊儲層流體性質(zhì)判識方法探討

吳興波，曹建康，聶 勇，鄭凱文，蔣永福，祝建軍

（中國石油化工股份有限公司河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450000）

鄂爾多斯盆地延長組是富縣北探區(qū)最主要的產(chǎn)油層段。儲層以長石砂巖和巖屑質(zhì)長石砂巖為主，成巖作用較強(qiáng)，物性較差，使得常規(guī)測井解釋儲層流體性質(zhì)判識難度大。此文采用孔隙度—含水飽和度交會圖法和深、淺雙側(cè)向直觀判別油氣層法對區(qū)內(nèi)儲層的流體性質(zhì)進(jìn)行判識，并與實際試油結(jié)果對比，吻合度達(dá)80%，取得了較好的實際應(yīng)用效果。

儲層特征；流體性質(zhì)判別；延長組；富縣北區(qū)塊

在富縣北地區(qū)，由于成巖作用較強(qiáng)，儲層呈低孔低滲的致密砂巖特征[1]，孔—喉配置關(guān)系復(fù)雜，增加了儲層流體性質(zhì)判別的難度。但是儲層流體性質(zhì)的判別是單井測井?dāng)?shù)字處理的根本目的[2]，且判識準(zhǔn)確度直接影響后續(xù)勘探開發(fā)進(jìn)程。據(jù)此本文就區(qū)內(nèi)實際情況，嘗試兩種儲層流體性質(zhì)判別方法，探討適用于區(qū)內(nèi)的流體性質(zhì)判別模式，為后續(xù)儲層評價奠定基礎(chǔ)。

1 儲層特征

1.1巖石學(xué)類型

通過對鉆井巖心的精細(xì)觀察描述及鏡下薄片的鑒定研究表明：富縣北探區(qū)延長組儲集層巖石類型以長石砂巖和巖屑質(zhì)長石砂巖為主[3]，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度中等～好，但塑性巖屑含量相對較高，導(dǎo)致埋藏期儲層抗壓實能力較差，顆粒變形強(qiáng)，粒間孔隙隨埋深增加而減少，儲層物性差[4]。

1.2物性特征

根據(jù)12口取心井1 280個砂巖樣品的物性統(tǒng)計結(jié)果，延長組砂巖儲層物性總體上以發(fā)育（特）低孔、（特）低滲為特征，僅在局部井段、局部層位存在相對高孔段（圖1）。孔隙度主要分布在3%～ 12%之間，平均值為10.1%；滲透率的分布范圍為0.01×10-3～ 10×10-3μm2，平均值為0.99×10-3μm2。試油和錄井資料表明：區(qū)內(nèi)儲層顯示豐富，產(chǎn)油層位顯示級別可達(dá)油斑甚至油浸。

圖1 延長組實測巖心孔隙度和滲透率頻率分布直方圖

1.3孔隙結(jié)構(gòu)及儲集空間類型

儲層的儲集空間類型以原生的殘余粒間孔為主，次生溶孔為輔，偶見微裂縫。根據(jù)鉆井、測井、錄井以及巖心資料綜合分析，表明：富縣北地區(qū)延長組儲層類型以孔隙型為主，偶見裂縫—孔隙型[3]。

1.4儲層測井響應(yīng)特征

區(qū)內(nèi)砂巖儲層在測井曲線上常常表現(xiàn)為低自然伽馬，其值分布在25.16 ～ 80.59 API之間；自然電位呈現(xiàn)明顯的“負(fù)異常”。受孔隙影響，與相鄰致密層比較則存在相對較高的聲波時差，甚至出現(xiàn)“跳波”；補(bǔ)償中子相對較高，補(bǔ)償密度則明顯降低，其值范圍為2.55 ～ 2.65 g/cm3。深、淺雙側(cè)向電阻率值相對致密圍巖有明顯降低（圖2，1 590～ 1 598 m），其中深側(cè)向電阻率值的范圍分布在62.70 ～ 39.89 Ω·m之間，平均值為50.23 Ω·m，淺側(cè)向電阻率值分布于61.85 ～ 32.21 Ω·m，平均值為49.86 Ω·m。

2 儲層流體性質(zhì)判別

碎屑巖儲層流體性質(zhì)的判別方法多樣[5,6]，但根據(jù)區(qū)內(nèi)實際地質(zhì)情況和測井資料現(xiàn)狀來看，孔隙度—含水飽和度交會圖法以及雙側(cè)向直觀判別油氣層法在區(qū)內(nèi)實際應(yīng)用效果較好，油氣層判識的準(zhǔn)確度高。

2.1孔隙度—含水飽和度交會圖法

2.1.1 理論基礎(chǔ)

圖2 F27井C8段儲層測井綜合解釋成果圖（1 590 ～ 1 598 m，油層）

儲層流體性質(zhì)的判別其根本在于判斷儲層中是否存在可動水。理論和實踐證明，儲層的孔隙度φ與束縛水飽和度Swi的乘積為一個只與巖石性質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，基于經(jīng)典的阿爾奇公式及其變形式可得如下結(jié)論：如果地層只含束縛水，此時孔隙度φ與含水飽和度Sw的乘積趨于一個常數(shù)；同時也說明，如果地層只含束縛水，在φ-Sw交會圖中，數(shù)據(jù)點呈近雙曲線分布特征[7,8]。對于上述規(guī)律，可以從兩方面解釋：其一，當(dāng)儲層含有可動水時，Sw＞ Swi，即對應(yīng)同一個孔隙度值，交會點必然會跳離φ-Sw的雙曲線；其二，由于可動水飽和度大小與孔隙度無關(guān)，交會點將不會簡單地從一條雙曲線跳到另一條雙曲線，即只要儲層含有可動水，必然導(dǎo)致φ-Sw交會圖中數(shù)據(jù)點的無規(guī)律跳動從而破壞φ-Sw的雙曲線關(guān)系，使得數(shù)據(jù)點在交會圖上呈離散的特征。所以可以通過φ-Sw交會圖中數(shù)據(jù)點的分布特征來判斷儲層是否含有可動水，從而達(dá)到判別儲層流體性質(zhì)的目的。

因此，在φ-Sw交會圖中，如交會點呈近雙曲線分布規(guī)律，說明儲層只含束縛水，不含可動水，儲層為油層；如交會點不呈近雙曲線分布規(guī)律，說明儲層含有可動水，儲層為水層或油水同層。

2.1.2 實例

圖3為W24井C2段儲層測井孔隙度—含水飽和度交會圖，圖中交會點呈單邊雙曲線分布，說明該段不含可動水，測井解釋含油飽和度為61.48%，同時結(jié)合現(xiàn)場試油資料（試油井段590 ～592 m，試采30 d，產(chǎn)油13 m3），故綜合判別為油層。圖4為F6井C7段儲層測井孔隙度—含水飽和度交會圖，圖中交會點集中呈單邊雙曲線分布，且擬合曲線的形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，測井解釋含油飽和度為61.82%，結(jié)合現(xiàn)場試油結(jié)果（試油井段882 ～ 884 m，試采30 d，產(chǎn)油7.4 m3）綜合判別為油層[9-11]。而圖5為W26井C3段（624 ～ 634 m）儲層孔隙度—含水飽和度的交會圖，圖中的數(shù)據(jù)點整體偏向右上部，且相對散亂，無法擬合有效形態(tài)的雙曲線，呈典型的水層特征，測井解釋含水飽和度為86.24%，綜合判別為水層。孔隙度—含水飽和度交會圖法對本區(qū)延長組流體性質(zhì)的判別較有效，與實際測試情況符合率較高[12]。

2.2雙側(cè)向電阻率直觀判別法

2.2.1 理論基礎(chǔ)

圖3 W24井φ-Sw交會圖（590 ～ 606 m）

圖4 F6井φ-Sw交會圖（878 ～ 887 m）

圖5 W26井φ-Sw交會圖（624 ～ 634 m）

由于深、淺側(cè)向電阻率的探測深度不同，且二者受井眼影響程度接近，因此可以利用深、淺側(cè)向視電阻率曲線的幅度差直觀判斷油水層。具體依據(jù)如下：深側(cè)向所測得的電阻率為原狀地層電阻率Rt，淺側(cè)向主要探測侵入帶地層電阻率Rxo。在油氣層，侵入帶孔隙空間中的油氣部分被泥漿濾液所取代，導(dǎo)致侵入帶地層電阻率降低，在雙側(cè)向曲線上表現(xiàn)為“正差異”，即Rt ＞ Rxo；在水層，若泥漿濾液電阻率大于地層水電阻率，深、淺雙側(cè)向呈“負(fù)差異”，即Rt ＜ Rxo；若泥漿濾液電阻率小于地層水電阻率，深、淺雙側(cè)向可能呈“正差異”或無差異[13,14]。

2.2.2 實例

圖2是F27井C8段儲層測井綜合解釋成果圖，圖示層段深、淺雙側(cè)向呈明顯“正差異”，即Rt ＞Rxo，且具有較大幅度差，綜合判定為油層。該段經(jīng)壓裂改造后，最高日產(chǎn)油2.6 m3，達(dá)到該區(qū)可采工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn)。圖6是W26井C2段儲層測井綜合解釋成果圖，圖示深、淺雙側(cè)向呈現(xiàn)一定幅度的“負(fù)差異”，即Rt ＜ Rxo。該井試油最高日產(chǎn)水4.1 m3，無油，綜合判定為水層。

使用該方法需注意兩點：（1）結(jié)合電阻率絕對值的大小綜合判斷。就區(qū)內(nèi)而言，一般電阻率值要超過80 Ω·m，才可能是油氣層；如果電阻率值太低，排除裂縫的影響，即使呈“正差異”，也應(yīng)判斷為水層。（2）考慮裂縫的影響。僅高角度縫在雙側(cè)向電阻率測井中呈“正差異”，低角度縫常呈“負(fù)差異”[15]。

另外，深、淺側(cè)向在滲透層產(chǎn)生的幅度差與泥漿濾液侵入深度、Rmf/Rw（其中Rmf為泥漿濾液電阻率、Rw為地層水電阻率）及其大小有關(guān)。當(dāng)泥漿濾液侵入深度超過深側(cè)向探測范圍時，深、淺側(cè)向的視電阻率讀數(shù)幾乎一樣，無幅度差；在水層中，如果Rmf/Rw比值增加，則水層的“負(fù)差異”幅度也增加，從而影響判識準(zhǔn)確度。

儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征對儲層的流體性質(zhì)判別存在雙重影響：當(dāng)孔隙度一定時，孔喉半徑越小，儲層束縛水飽和度越高，地層電阻率就越低；若喉道越小，儲層連通性越差，巖石的導(dǎo)電性能明顯降低，則會造成地層電阻率偏高，在實際應(yīng)用時都要充分考慮。

圖6 W26井C2段儲層測井綜合解釋成果圖（506 ～ 517 m，水層）

3 結(jié)論

（1）孔隙度—含水飽和度交會圖法和深、淺雙側(cè)向直觀判別法判識儲層流體性質(zhì)在富縣北探區(qū)砂巖儲層段應(yīng)用效果較好，與實際試油情況吻合度高。

（2）對于成巖作用較強(qiáng)的低孔低滲致密砂巖儲層，其常規(guī)測井響應(yīng)特征受影響因素較多，在進(jìn)行儲層流體性質(zhì)判識時，需結(jié)合實際試油結(jié)果及相應(yīng)的特殊測井資料等進(jìn)行綜合判別。

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Discussion about the Methods for Identification of Fluid Properties in the Fuxian North Block

WU Xingbo, CAO Jiankang, NIE Yong, ZHENG Kaiwen, JIANG Yongfu, ZHU Jianjun
（Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Henan Oilfield Company,SINOPEC,Zhengzhou Henan, 450000,China）

Yanchang formation is the main oil producing layer in the Fuxian North Block in Ordos basin. The reservoirs consist of mainly feldspar sandstone and lithic feldspar sandstone, experienced with strong diagenesis, resulting in poor physical property. Therefore, it is very difficult to identify the reservoir fluid property with the conventional logging interpretation method. In this paper, the porosity-water saturation crossplot method and the DLL visual discrimination have been used to identify the reservoir fluid property, and the identification results have been compared with the actual testing results, having 80% agreement with the actual testing results. Good application results have been achieved by using these methods for identification of reservoir fluid property.

Reservoir characteristics; distinguish the fluid property; Yanchang Formation; Fuxian North Block

P631.8+1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.04.075

1008-2336（2014）04-0075-05

2014-04-18；改回日期：2014-05-13

吳興波，女，1985年生，工程師，碩士，主要從事測井地質(zhì)和勘探綜合研究工作。E-mail：wuxingbo73@163.com。