W區(qū)長9油層組儲層孔隙結(jié)構(gòu)與可動流體飽和度研究

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

李偉峰　(延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716001)

石彬，陳芳萍　(延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075)

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W區(qū)長9油層組儲層孔隙結(jié)構(gòu)與可動流體飽和度研究

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

李偉峰(延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716001)

石彬，陳芳萍(延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075)

[摘要]W區(qū)位于鄂爾多斯盆地最為寬廣的伊陜斜坡中段，整體表現(xiàn)為西傾單斜，坡度僅1°左右。延長組長9油層組為典型低孔、低滲儲層。利用恒速壓汞測試獲得不同滲透率巖樣的孔道半徑、喉道半徑分布曲線，其孔道半徑分布差異不大，而喉道半徑差異較大。運用核磁共振技術(shù)結(jié)合離心法確定W區(qū)橫向弛豫時間τ2的截止值(τ(2，cutoff))；滲透率低于0.1mD的巖心核磁圖譜主要為單峰結(jié)構(gòu)，平均可動流體飽和度為23.68%，流體主要受到納米級和亞微米級喉道所控制；滲透率高于0.1mD的巖心核磁圖譜主要為雙峰結(jié)構(gòu)，平均可動流體飽和度為55.56%，可動流體主要賦存在亞微米和微米孔隙中。

[關(guān)鍵詞]孔隙結(jié)構(gòu)；可動流體；恒速壓汞；核磁共振

W區(qū)位于鄂爾多斯盆地最為寬廣的伊陜斜坡中段，整體表現(xiàn)為坡度僅1°左右的西傾單斜構(gòu)造。隨著油田新增油藏品質(zhì)的不斷下降，低滲、特低滲透儲量所占比例越來越大。該類油藏埋藏深、物性差、巖性多變、含油豐度低，利用常規(guī)的孔隙度、滲透率難以評價該類油藏的開發(fā)潛力。為此，筆者選取W區(qū)延長組長9油層組三角洲前緣相沉積的低滲透儲層巖心(東部3口取心井位于砂體厚度大、分選好的水下分流河道主體，西部2口取心井位于砂體較薄、分選差的水下分流河道側(cè)翼)，利用恒速壓汞技術(shù)在準(zhǔn)靜態(tài)進(jìn)汞過程毛細(xì)管壓力變化僅受到儲層喉道與孔道控制的原理，獲得有關(guān)孔道數(shù)量、孔喉比、孔道大小等孔隙結(jié)構(gòu)信息；利用核磁共振巖心分析求取可動流體飽和度。

1孔隙度、滲透率數(shù)據(jù)分析

選取W區(qū)長9油層組6口井共40塊巖心測試孔隙度、滲透率數(shù)據(jù)，巖心深度在2000～2300m之間，巖性主要為淺灰色細(xì)粉砂巖?？紫抖戎饕植荚?%～15%，平均9.5%(圖1(a))；滲透率主要分布在0.01～1.00mD之間，平均0.1mD(圖1(b))，孔隙度和滲透率都有隨巖心深度增加而減小的趨勢。

圖1　研究區(qū)孔隙度(a)及滲透率直方圖(b)

圖2　油跡、熒光顯示巖心孔、滲關(guān)系圖

W區(qū)巖心主要為熒光顯示和油跡顯示，熒光顯示的巖心滲透率分布為0.001～0.015mD，孔隙度分布為2.0%～8.0%；油跡顯示的巖心滲透率分布為0.032～3.997mD，孔隙度分布為5.3%～15.5%，油跡顯示巖心孔、滲物性優(yōu)于熒光顯示巖心(圖2)。從圖2還可以看出：熒光顯示的巖心孔、滲關(guān)系相關(guān)性??；油跡顯示的巖心孔隙度隨著滲透率的增加而增加，呈線性關(guān)系；當(dāng)巖心中出現(xiàn)裂縫時，表現(xiàn)為滲透率較高而孔隙度較小。

2儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

對W區(qū)內(nèi)4口取心井7塊巖樣進(jìn)行恒速壓汞法測試[1，2]，測試結(jié)果見表1。平均喉道半徑、最大喉道半徑、平均孔喉比以及分選系數(shù)與滲透率均呈良好的對數(shù)關(guān)系(圖3)。滲透率越小，儲層平均喉道半徑和最大喉道半徑越?。欢骄缀肀仍酱?，特別是當(dāng)滲透率小于0.1mD時，喉道半徑急劇減小，而孔喉比急劇增大，由此造成儲層開發(fā)難度顯著增大；而當(dāng)滲透率大于0.1mD時，平均喉道半徑均在1μm(細(xì)喉道級別)以上，而最大喉道半徑均在2μm(中喉道級別)以上，開發(fā)難度適中。

表1　恒速壓汞測試結(jié)果

圖3　滲透率與平均喉道半徑、主流喉道半徑、最大喉道半徑、分選系數(shù)關(guān)系圖

對不同滲透率巖心對應(yīng)的喉道半徑、孔道半徑(圖4)分析發(fā)現(xiàn)，不同滲透率的巖心，孔道半徑分布差異不大。而喉道半徑差異較大。滲透率越低，喉道半徑分布越集中于低值區(qū)且展布范圍窄，曲線峰值高；隨滲透率增大，展布范圍向高值區(qū)擴(kuò)展，但曲線峰值降低。由此可見，巖樣的滲流能力主要受喉道半徑的制約[3～8]。

圖4　不同滲透率巖心對應(yīng)喉道半徑(a)及孔道半徑(b)頻率圖

3可動流體飽和度研究

對特低、超低儲層而言，只以孔隙度、滲透率來判斷儲層物性的好壞存在很大欠缺，而可動流體百分?jǐn)?shù)[3]是一個優(yōu)于孔隙度、滲透率表征特低滲透儲層物性的參數(shù)。運用核磁共振技術(shù)結(jié)合離心法[4～7]研究儲層可動流體飽和度及標(biāo)定儲層巖石弛豫時間τ2的截止值(τ2，cutoff)，準(zhǔn)確計算可動流體飽和度，從而更為快速有效地評價特低、超低儲層。

3.1可動流體τ2，cutoff標(biāo)定

弛豫時間譜代表了巖石孔徑的分布情況，當(dāng)巖石孔徑小到某一程度后，孔隙中流體因受毛細(xì)管力束縛無法流動。因此，當(dāng)孔隙流體的弛豫時間大于某一弛豫時間時，流體為可動流體，反之為束縛流體，該弛豫時間界限即稱為可動流體τ2，cutoff[8～12]。確定τ2，cutoff的方法：根據(jù)脫去可動水后的巖心τ2譜，計算累積τ2信號量，再在全飽和水巖心的τ2譜上找一點，使其左邊的累積τ2信號量與脫去可動水后總累積τ2信號量相等，該點對應(yīng)的τ2即為τ2，cutoff。

3.2可動流體飽和度分析

τ2圖譜是核磁共振測試所得的最為直觀的結(jié)果之一[13]，其對不同的孔隙結(jié)構(gòu)類型具有不同的響應(yīng)，反映在圖譜上即為存在不同的峰數(shù)和峰值。從測試結(jié)果來看，W區(qū)的核磁圖譜以單峰和雙峰形態(tài)為主，表明研究區(qū)儲層中存在2種或更多種的孔隙結(jié)構(gòu)類型。從整體規(guī)律來看，隨著巖心滲透率的降低，τ2譜的高峰值逐漸向左(低值區(qū))移動，表明隨著滲透率的降低，可動流體部分越來越少。

如圖5、6所示，當(dāng)滲透率小于0.1mD時，核磁圖譜主要以單峰形式出現(xiàn)，流體主要以束縛流體為主，平均可動流體飽和度為23.68%，開發(fā)潛力較小；當(dāng)滲透率增大時，圖譜曲線在τ2較大的區(qū)間有所抬升，并有形成雙峰曲線的趨勢。當(dāng)滲透率大于0.1mD時，核磁圖譜主要以雙峰形式出現(xiàn)，右鋒逐漸升高；在滲透率達(dá)到一定程度后，右鋒幅值高于左鋒幅值，流體中可動流體部分隨滲透率增加逐漸增多，平均可動流體飽和度為55.56%，具有較大開發(fā)潛力。

圖5　滲透率低于0.1mD巖心核磁圖譜　　　　　　　　　圖6　滲透率高于0.1mD巖心核磁圖譜

3.3可動流體在巖心中的賦存特征

流體在巖心中分為可動流體和束縛流體，可動部分和束縛部分主要依靠喉道半徑所控制，結(jié)合離心標(biāo)定技術(shù)，在某一離心力下能夠被分離出來的流體稱之為可動流體，留在巖心內(nèi)部不能夠被分離的稱之為束縛流體。巖心流體在通過不同離心力分離后，能夠得到分布在巖心各孔隙空間的流體與可動流體。巖心可動流體分布特征：滲透率較小時，可動流體主要分布在納米孔隙空間，隨著滲透率增加，亞微米級孔隙空間可動流體顯著增加，滲透率進(jìn)一步增加，微米級孔隙空間可動流體逐漸占主導(dǎo)地位。

不同喉道半徑控制的流體比例如表2所示，可以看出，在滲透率小于0.1mD時，84.23%的流體分布在小于0.1μm喉道所控制的空間內(nèi)，屬于束縛流體，很難動用，該儲層很難開發(fā)；滲透率區(qū)間為0.1～1.0mD的巖樣，有47.06%的流體屬于束縛流體，43.35%的流體賦存在0.1～1.0μm的喉道所控制的區(qū)間內(nèi)，9.59%的流體賦存在大于1.0μm的喉道所控制的區(qū)間內(nèi)，該類儲層有一定的開發(fā)潛力；滲透率大于1.0mD的巖樣，有42.67%的流體難以動用，33.02%的流體賦存在0.1～1.0μm的喉道所控制的區(qū)間內(nèi)，24.31%的流體賦存在大于1.0μm的喉道所控制的區(qū)間內(nèi)，該類儲層較易動用，具有較大的開發(fā)潛力。

表2　巖心中不同喉道半徑控制的流體比例統(tǒng)計表

4結(jié)論

1)W區(qū)長9油層組儲層巖心主要為淺灰色細(xì)粉砂巖，熒光顯示巖心滲透率區(qū)間為0.001～0.015mD，孔隙度為2.0%～8.0%；油跡顯示巖心滲透率區(qū)間為0.032～3.997mD，孔隙度為5.3%～15.5%。

2)不同滲透率的巖心，孔道半徑分布差異不大，而喉道半徑差異較大，滲透率越低，喉道半徑分布越集中于低值區(qū)且展布范圍窄，曲線峰值高，隨滲透率增大，展布范圍向高值區(qū)擴(kuò)展，但曲線峰值降低。

3)滲透率低于0.1mD巖心核磁圖譜主要為單峰結(jié)構(gòu)，平均可動流體飽和度為23.68%，流體主要受到納米級和亞微米級喉道所控制，開發(fā)難度極大；滲透率高于0.1mD巖心核磁圖譜主要為雙峰結(jié)構(gòu)，平均可動流體飽和度為55.56%，可動流體主要賦存在亞微米和微米孔隙中，開發(fā)相對比較容易，有較好的開發(fā)潛力。

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[編輯]龔丹

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)5-0031-05

[中圖分類號]P631.84

[作者簡介]王艷(1982-)，女，碩士，工程師，從事油氣田開發(fā)與開采技術(shù)工作，272763681@qq.com。

[收稿日期]2015-05-26

[引著格式]王艷，李偉峰，石彬，等.W區(qū)長9油層組儲層孔隙結(jié)構(gòu)與可動流體飽和度研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2016,13(5):31～35.