低孔低滲碎屑巖儲(chǔ)層巖石物理建模技術(shù)——以建南地區(qū)須家河組須六段為例

李 巖

（中國(guó)石化集團(tuán)江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢433100）

建南氣田位于石柱復(fù)向斜川東褶皺帶，上三疊統(tǒng)須家河組須六段為一套三角洲前緣水下分流河道的砂泥巖沉積，砂巖厚度一般介于10～30m。由于建南地區(qū)須家河組須六段儲(chǔ)層屬于典型的低孔、低滲儲(chǔ)層，利用常規(guī)巖石物理統(tǒng)計(jì)尋找儲(chǔ)層敏感性參數(shù)帶來(lái)了諸多不確定性，致使儲(chǔ)層流體識(shí)別難度大。

針對(duì)這一狀況，開(kāi)展測(cè)井、地質(zhì)綜合研究，深入分析儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征，優(yōu)選出適合建南地區(qū)須家河組須六段儲(chǔ)層巖石物理分析技術(shù)，為勘探開(kāi)發(fā)提供了有力的技術(shù)支撐。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖性特征

建南地區(qū)須家河組須六段巖性以厚層塊狀灰色、淺灰色、灰綠色細(xì)砂巖、中砂巖為主，可分上、下兩套砂體中夾薄層深灰色泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部下部砂巖不發(fā)育。其巖性以巖屑砂巖為主，次為長(zhǎng)石巖屑砂巖（表1）。建南地區(qū)須六段砂巖厚度在10～30m之間，橫向分布范圍較廣。建南地區(qū)多口鉆井揭示須六段具有電阻高值，自然伽馬具有兩低夾一高的顯著特點(diǎn)。

表1 須家河組須六段砂巖碎屑組分含量統(tǒng)計(jì)表

1.2 物性特征

1）孔隙度。建南地區(qū)淺層儲(chǔ)層孔隙度普遍較小，須六段最大值為6.3% ，最小值為0.49% 。據(jù)9口鉆井巖心統(tǒng)計(jì)，須六段孔隙度平均值為2.38% 。

2）滲透率。建南地區(qū)須六段儲(chǔ)層滲透率普遍的較低，根據(jù)2口井的取心資料統(tǒng)計(jì)，須六段滲透率集中在（0.01～0.05）×10－3μm2之間（占93.6% ），為特低滲透率。

須六段孔隙度與滲透率關(guān)系（圖1）為：①絕大部分樣品（占93.6% ）滲透率在 （0.01～0.1）×10－3μm2之間，與孔隙度有著較好的正相關(guān)關(guān)系，屬特低－低孔、特低滲型儲(chǔ)層；②少數(shù)點(diǎn)（占6.4% ）在滲透率較高 ＞0.1×10－3μm2區(qū)域，其孔隙度較小，在1%～4%之間，屬低孔低滲型儲(chǔ)層。

1.3 儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征

儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為：自然伽馬50～90API之間，其幅度變化反映了粒度的變化；聲波時(shí)差大于64μs／ft（1ft＝0.3048m）；中子孔隙度大于7% ；密度低于2.6 g／cm3；電阻率小于30Ω·m。概括為“中－低自然伽馬，中－高聲波時(shí)差，高中子、低密度、中－低電阻率”。

圖1 建南地區(qū)須六段孔度與滲透率關(guān)系分布圖

2 巖石物理建模技術(shù)

2.1 環(huán)境校正

由于密度和聲波測(cè)井曲線會(huì)參與到整個(gè)巖石物理分析流程中，測(cè)井資料的質(zhì)量直接影響著巖石物理建模的效果，是高質(zhì)量巖石物理分析的基礎(chǔ)，所以密度和聲波的質(zhì)量要格外關(guān)注。建南淺層已有井普遍存在嚴(yán)重?cái)U(kuò)徑，如建平1井位（圖2）。當(dāng)井眼垮塌較普遍時(shí)，采用多元線性擬合的方法，在相同巖相和巖性類型層段建立多元線性方程，方程式如下：

圖2 建平1井測(cè)井曲線

應(yīng)用這種類型的線性擬合方程，在巖相、巖性類似的層段，經(jīng)過(guò)對(duì)質(zhì)量較好的測(cè)井曲線進(jìn)行多元擬合，建立基準(zhǔn)曲線和計(jì)算曲線直接的函數(shù)響應(yīng)關(guān)系，而后在井眼垮塌層段對(duì)密度、聲波測(cè)井曲線進(jìn)行校正（圖3），圖中，深色曲線為校正后曲線，淺色為校正前曲線。校正后合成記錄與實(shí)際井旁道的匹配關(guān)系明顯優(yōu)于校正前（圖4），說(shuō)明測(cè)井曲線環(huán)境校正結(jié)果是合理可靠的。

圖3 建平1井環(huán)境校正前后測(cè)井曲線對(duì)比圖

圖4 建平1井環(huán)境校正前后合成記錄對(duì)比圖

2.2 巖石物理建模及交匯分析

須家河組須六段由砂巖、泥巖與流體等物質(zhì)組成。巖石的縱、橫波速度受到粘土礦物分布的影響非常顯著，故而在模型中假設(shè)巖石基質(zhì)由石英與粘土兩種礦物組成，孔隙度與孔隙形狀對(duì)速度的影響在模型中表現(xiàn)為不同類型的孔隙（砂巖孔隙與泥巖孔隙）。流體假設(shè)由油、氣、水混合而成，巖石物理建模技術(shù)流程（圖5）為：首先，把測(cè)井地層評(píng)價(jià)得到的各種礦物含量、孔隙度、飽和度等參數(shù)輸入模型；然后，利用xu－whit巖石物理模型進(jìn)行縱、橫波速度等彈性參數(shù)的建模；再通過(guò)調(diào)整粘土點(diǎn)等骨架參數(shù)，使模型數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合。

圖5 巖石物理建模技術(shù)流程圖

根據(jù)以上巖石物理建模流程，對(duì)建南地區(qū)已有井進(jìn)行了正演計(jì)算，從建111井正演的彈性曲線與實(shí)測(cè)曲線對(duì)比圖（圖6）中可以看出，第1道為地質(zhì)分層，第2道為深－淺電阻率曲線，第3道至第4道依次為橫波速度和孔隙度正演與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比。其中，淺色實(shí)線代表正演曲線，黑色實(shí)線和淺色小點(diǎn)代表實(shí)測(cè)曲線。正演曲線與實(shí)測(cè)曲線相關(guān)性很高，說(shuō)明了正演模型和各種參數(shù)的正確性。

圖6 建111井巖石物理正演成果剖面

利用巖石物理交匯分析方法，可以了解巖石巖性、孔隙度等主要參數(shù)與巖石彈性參數(shù)之間的響應(yīng)特征，進(jìn)一步找到識(shí)別儲(chǔ)層的敏感性參數(shù)。通過(guò)建111井須六段正演的縱波阻抗、縱橫波速度比及巖性交會(huì)分析，考察縱波阻抗、縱橫波速度比對(duì)巖性的區(qū)分能力。利用縱波阻抗與縱橫波速比雙參數(shù)交匯的方式（圖7）能較好地識(shí)別儲(chǔ)層及所含的流體。從圖7中可以看出儲(chǔ)層及所含的流體具有低縱波阻抗、低縱橫波速度比的特點(diǎn)，采用疊前反演能定量預(yù)測(cè)儲(chǔ)層厚度。

圖7 縱波阻抗、縱橫波速比與巖性交匯圖

3 結(jié)束語(yǔ)

巖石物理建模主要是通過(guò)研究巖石的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀性質(zhì)的影響，從而建立兩者之間的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系。將儲(chǔ)層物性參數(shù)與它的彈性性質(zhì)或者速度建立起對(duì)應(yīng)關(guān)系是非常關(guān)鍵而且有意義的。通過(guò)巖石物理建模能夠使測(cè)井信息和地震信息有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，而其對(duì)于地震預(yù)測(cè)儲(chǔ)層特征能夠起到約束和驗(yàn)證作用。

［1］皺瑋.川西坳陷須家河組儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)［D］.四川：成都理工大學(xué)，2012.

［2］張婉.致密砂巖氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)應(yīng)用研究－以川東北地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組須四段為例［D］.四川：成都理工大學(xué)，2010.

［3］倪華.鄂西渝東區(qū)上組合圈閉評(píng)價(jià)優(yōu)選［J］.江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，（02）：30－32.