EZRA地區(qū)復(fù)雜巖性儲(chǔ)層油水識(shí)別方法

傅強(qiáng)

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安 710200)

EZRA地區(qū)復(fù)雜巖性儲(chǔ)層油水識(shí)別方法

傅強(qiáng)

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安 710200)

EZRA地區(qū)儲(chǔ)層沉積環(huán)境較復(fù)雜，儲(chǔ)層膠結(jié)物種類及含量差異明顯，主要有硅質(zhì)膠結(jié)、泥質(zhì)膠結(jié)和凝灰質(zhì)膠結(jié)3種。受膠結(jié)類型影響，導(dǎo)致研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙度差異大，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油水層劃分困難。首先借助薄片資料分析了不同膠結(jié)物類型儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征；再利用三孔隙測(cè)井資料建立了巖性劃分方法；最后在巖性分類基礎(chǔ)上，通過電阻率歸一化方法，建立了適用于研究區(qū)的油水層劃分方法。

硅質(zhì)膠結(jié)；凝灰質(zhì)膠結(jié)；泥質(zhì)膠結(jié)；復(fù)雜巖性；油水層識(shí)別

膠結(jié)物的種類和含量對(duì)于儲(chǔ)層成巖作用有著明顯影響。填充于孔隙中的膠結(jié)物降低了儲(chǔ)層孔隙度并堵塞了部分喉道，具有破壞性成巖作用；發(fā)生于成巖早期的膠結(jié)物增強(qiáng)了巖石的抗壓能力，具有保持性成巖作用；易發(fā)生溶蝕作用的膠結(jié)物增大巖石的次生孔隙，有增強(qiáng)性成巖作用[1]。上述現(xiàn)象導(dǎo)致不同膠結(jié)類型儲(chǔ)層孔隙度及孔隙結(jié)構(gòu)差異較大，導(dǎo)電路徑復(fù)雜，難以直接根據(jù)電阻率測(cè)井值高低進(jìn)行油水層劃分。交會(huì)圖巖性識(shí)別方法是復(fù)雜巖性測(cè)井評(píng)價(jià)中的一個(gè)重要方法，該方法被廣泛應(yīng)用于火山巖測(cè)井評(píng)價(jià)中[2～5]。

EZRA地區(qū)儲(chǔ)層沉積環(huán)境較復(fù)雜，儲(chǔ)層膠結(jié)物種類及含量差異明顯，導(dǎo)致儲(chǔ)層孔隙度差異大、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油水層劃分困難。為此，筆者沿用交會(huì)圖法測(cè)井評(píng)價(jià)思路，從薄片資料入手，首先分析了研究區(qū)的主要膠結(jié)物類型和含量，據(jù)此將儲(chǔ)層分為了凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層、泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層、普通砂巖(硅質(zhì)膠結(jié)為主)儲(chǔ)層、沉凝灰?guī)r和泥巖儲(chǔ)層；分別分析了各類儲(chǔ)層中的不同膠結(jié)物成分，及對(duì)儲(chǔ)層孔隙度和微觀孔隙結(jié)構(gòu)，即導(dǎo)電路徑的影響；再通過三孔隙度測(cè)井資料，利用交會(huì)圖法建立圖版進(jìn)行儲(chǔ)層巖性劃分；最后在巖性劃分的基礎(chǔ)上，建立了研究區(qū)的油水層劃分方法。

1 儲(chǔ)層特征分析

依據(jù)儲(chǔ)層凝灰質(zhì)和泥質(zhì)含量，將研究區(qū)儲(chǔ)層分成5類：凝灰質(zhì)體積分?jǐn)?shù)大于70%為沉凝灰?guī)r儲(chǔ)層，凝灰質(zhì)體積分?jǐn)?shù)20%～50%為凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層；泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)大于50%為泥巖儲(chǔ)層，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)20%～50%為泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層；凝灰質(zhì)體積分?jǐn)?shù)小于20%且泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)小于20%的為普通砂巖儲(chǔ)層(研究區(qū)普通砂巖以硅質(zhì)膠結(jié)為主，故統(tǒng)稱為“硅質(zhì)砂巖”)。不同類型的膠結(jié)物以不同方式填充于地層中，對(duì)巖石成巖作用產(chǎn)生了不同影響，使得各類儲(chǔ)層在儲(chǔ)層特征和測(cè)井響應(yīng)特征上產(chǎn)生明顯差異。

從儲(chǔ)層發(fā)育演化關(guān)系來說，砂巖儲(chǔ)層成巖作用可以分為加強(qiáng)性成巖作用、破壞性成巖作用和保持性成巖作用。通過對(duì)研究區(qū)599～2999m井段中的53塊(其中凝灰質(zhì)砂巖18塊，泥質(zhì)砂巖20塊，硅質(zhì)砂巖15塊)單偏光藍(lán)色鑄體薄片資料的觀察，來判斷不同儲(chǔ)層類型中哪種成巖作用占主導(dǎo)，進(jìn)而分析不同類型膠結(jié)物在成巖過程中對(duì)巖石導(dǎo)電路徑的影響。

凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層典型藍(lán)色鑄體薄片如圖1(a)所示，凝灰質(zhì)在薄片中呈黃綠色多孔狀(圖中箭頭所指)，凝灰質(zhì)膠結(jié)物多填充于孔隙和喉道中或大量包裹于顆粒外，降低了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力和導(dǎo)電能力，以破壞性成巖作用為主。即便部分凝灰質(zhì)膠結(jié)物在溶蝕作用下生成次生孔隙，對(duì)儲(chǔ)集性能有利，但同時(shí)其溶蝕產(chǎn)物發(fā)生的異地膠結(jié)作用卻明顯降低了儲(chǔ)層的滲流和導(dǎo)電能力。該類儲(chǔ)層孔隙度為5%～14%，滲透率在0.1mD以內(nèi)，電阻率較高在22.1～176.3Ω·m之間，且因凝灰質(zhì)膠結(jié)堵塞導(dǎo)電孔道，導(dǎo)致水層高電阻率響應(yīng)，成為研究區(qū)用電阻率測(cè)井方法識(shí)別油氣層的最大干擾因素。

泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層典型藍(lán)色鑄體薄片如圖1(b)所示，泥質(zhì)膠結(jié)物在薄片中呈淡綠色(圖中箭頭所指)，部分填充于孔隙中，對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性和滲流性有一定破壞作用；部分膠結(jié)于巖石顆粒之間起支撐作用，一定程度上保護(hù)儲(chǔ)集層孔隙，起保持性成巖作用。泥質(zhì)膠結(jié)物具有一定的附加導(dǎo)電性，對(duì)儲(chǔ)層導(dǎo)電能力的影響要小于凝灰質(zhì)膠結(jié)物。該類儲(chǔ)層孔隙度為7%～15%，滲透率為0.1～10mD，電阻率在15～80.7Ω·m之間。

硅質(zhì)膠結(jié)砂巖儲(chǔ)層典型藍(lán)色鑄體薄片如圖1(c)所示，硅質(zhì)膠結(jié)物在薄片中多出現(xiàn)于石英顆粒邊緣呈“臟線”狀(圖中箭頭所指)，呈點(diǎn)接觸或漂浮狀于顆粒間，研究區(qū)硅質(zhì)膠結(jié)作用主要發(fā)生在成巖早期[6]，增強(qiáng)了巖石的抗壓能力，對(duì)儲(chǔ)層主要起保持性成巖作用。該類儲(chǔ)層孔隙度為10%～20%，滲透率為0.1～100mD，電阻率在15.8～75.7Ω·m之間，略低于泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層。

圖1 研究區(qū)不同類型儲(chǔ)層典型單偏光藍(lán)色鑄體薄片圖

2 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層、泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層和硅質(zhì)砂巖儲(chǔ)層受膠結(jié)物種類及膠結(jié)方式差異影響，在儲(chǔ)層物性和測(cè)井響應(yīng)上都有著明顯差異。要合理評(píng)價(jià)儲(chǔ)層特征，首先要進(jìn)行有效的巖性識(shí)別和劃分。

三孔隙度測(cè)井交會(huì)圖法是一種有效的巖性劃分方法。以不同膠結(jié)物為主的3類儲(chǔ)層在三孔隙測(cè)井響應(yīng)上存在明顯差異。相同孔隙度下泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的聲波時(shí)差要明顯高于凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層和硅質(zhì)砂巖儲(chǔ)層；而凝灰質(zhì)膠結(jié)物和泥質(zhì)膠結(jié)物在孔隙中不僅起支撐作用，更多以填充物的形式存在，導(dǎo)致其儲(chǔ)層密度比硅質(zhì)砂巖高(硅質(zhì)膠結(jié)物在EZRA地區(qū)以支撐作用為主)。圖2中數(shù)據(jù)點(diǎn)為薄片數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)深度點(diǎn)的三孔隙度測(cè)井響應(yīng)交會(huì)圖，可以看出：補(bǔ)償中子孔隙度與密度交會(huì)圖可以較好地區(qū)分出硅質(zhì)砂巖，對(duì)凝灰質(zhì)砂巖和泥質(zhì)砂巖無法區(qū)分；聲波時(shí)差與補(bǔ)償中子孔隙度交會(huì)圖可以較好地識(shí)別出3類儲(chǔ)層。

圖2 不同類型儲(chǔ)層三孔隙測(cè)井響應(yīng)交會(huì)圖

3 歸一化油水分析

受不同膠結(jié)種類、膠結(jié)方式及其對(duì)導(dǎo)電孔隙結(jié)構(gòu)的影響，在EZRA地區(qū)電阻率與孔隙度的簡(jiǎn)單交會(huì)不能反映儲(chǔ)層的含油性。由圖3(a)可見油層和水層在相同孔隙度條件下電阻率響應(yīng)混雜在一起，無法區(qū)分。

由薄片分析資料可知，不同膠結(jié)類型儲(chǔ)層的電阻率響應(yīng)值的分布范圍不同，硅質(zhì)砂巖和泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的電阻率范圍近似(約為15～80Ω·m)，而凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的電阻率范圍為20～175Ω·m。故采用歸一化電阻率校正方法得到電阻率相對(duì)值，用于劃分油水層，其計(jì)算公式為：

(1)

式中：ρ為電阻率相對(duì)值，1；ρt為實(shí)際測(cè)井電阻率值，Ω·m；ρtmax為電阻率最大值，硅質(zhì)砂巖和泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層取80Ω·m，凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層取175Ω·m；ρtmin為電阻率最小值，硅質(zhì)砂巖和泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層取15Ω·m，凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層取20Ω·m。

圖3(b)為采用上述校正方法校正后的電阻率相對(duì)值，可見校正后的油水層有了較明確的界限。依據(jù)該圖可以較為明確地劃分EZRA地區(qū)的油水層。

圖3 電阻率歸一化前(a)、后(b)油水層劃分圖版

將圖3(b)所示的油水層劃分圖版應(yīng)用于研究區(qū)6個(gè)未參與建模的井的油水層識(shí)別中，結(jié)果如表1所示，該方法在EZRA地區(qū)的油水層識(shí)別中符合率達(dá)83.3%。

表1 電阻率歸一化后的油水層識(shí)別符合率

4 結(jié)語

EZRA地區(qū)巖石膠結(jié)類型多樣，并在成巖過程中對(duì)巖石孔隙度和孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不同影響，導(dǎo)致研究區(qū)不同膠結(jié)類型儲(chǔ)層的孔隙度和導(dǎo)電能力差異較大。部分水層受膠結(jié)類型影響，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得相同孔隙度條件下的電阻率高于油層電阻率，油水層劃分困難。筆者依據(jù)薄片資料，從微觀孔隙結(jié)構(gòu)上分析了不同膠結(jié)類型儲(chǔ)層的孔隙度和孔隙結(jié)構(gòu)特征，并由此分析膠結(jié)類型對(duì)儲(chǔ)層導(dǎo)電能力的影響；再結(jié)合測(cè)井資料，按照交會(huì)圖法建立圖版，對(duì)3類不同膠結(jié)類型儲(chǔ)層進(jìn)行了有效識(shí)別和劃分；最后在巖性識(shí)別的基礎(chǔ)上，通過電阻率歸一化方法，建立了適用于EZRA地區(qū)的油水層劃分方法。

[1]黃思靜，黃培培，王慶東，等.膠結(jié)作用在深埋藏砂巖孔隙保存中的意義[J]. 巖性油氣藏，2007，19(3)：8～13.

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[編輯] 龔丹

2016-07-21

傅強(qiáng)(1968-)，男，工程師，長(zhǎng)期從事石油測(cè)井資料采集工作，1410699526@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2017)7-0037-03

[引著格式]傅強(qiáng).EZRA地區(qū)復(fù)雜巖性儲(chǔ)層油水識(shí)別方法[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(7):37～39.