（地球探测与信息技术专业论文）二连油田低孔——低渗储层测井解释方法研究.pdf

二连油田低孔一低渗储层测井解释方法研究 鞠江慧( 地球探测与信息技术) 邵才瑞( 副教授) 摘要 近年来二连油田重点勘探区带中出现的层状、块状砂砾岩层，为典 型的低孔低渗储层，测井曲线直观反映储层物性的能力差，测井曲线显 示曲线特征相似的不同井的储层，产能不同：低孔隙和岩石结构的变化 影响了储层液性在测井曲线上的显示，测井解释的难度很大。该论文主 要针对二连油田重点区带中的低孔低渗储层在生产中的实际困难开展研 究的，旨在寻找实用的低孔低渗储层测井解释方法。 论文首先从宏观、微观两方面对储层进行了分析，找出低孔低渗储 层的成因，并且从中找出影响碎屑岩储层储集性能的主要测井参数，深 入研究分析储层孔隙类型、孔隙结构，与试油资料相结合，建立起适合 低孔一低渗储层的基础参数和解释模型。 在解释方法研究中，由于二连低7 l 低渗储层 次生孔隙度的影响，用总孔隙度代替有效孔隙度 隙度交会法，分区块、分层位建立了储层油水解 隙度与孔隙结构系数划分产层，起到了较好的应 针对二连特低孔渗储层的物性特点，优选测 中引用了次生孔隙度、孔隙结构系数、总孔隙度 计分析，归纳出适合本区的压后产能预测方程， 层压裂后产液量预测，在实际生产应用中见到一 压力方面对储层的产液量作了定性的分析，划分 “ 次生孔隙度发育，考虑 ，利用深电阻率与总孔 释标准，且利用次生孔 用效果。 井参数，最终在碎屑岩 等重要储层参数进行统 首次对该类储层进行储 定效果；另外还从地层 出了有利的含油区域。 该论文还介绍了介电测井、地层倾角测井及核磁测井在二连低孔低 渗储层应用中的较好效果，对于该类储层的测井系列优选提供了参考。 关键词：低孔低渗储层，次生孔隙度，产能预测 l o gi n t e r p r e t a t i o no fl o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t y r e s e r v o i ri ne r - l i a no i lf i e l d j uj i a n g h u i ( g e o p h y s i c a lp r o s p e c t i n ga n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f b s s o rs h a oc a i r u i a b s 仃a c t i no r d e rt or e s o l v et h ea c t u a lp r o d u c t i o nd i f f i c u l t yo ft h el o w p o r o s i t y a n dl o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o i ri ne r - l i a no i lf i e l a , t h i st h e s i st ot h ea p p l i e d l o g g i n gi n t e r p r e t a t i o nm e t h o d so ft h el o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t y r e s e r v o i t a b o v ea 1 1 t h et h e w sa n a l y st h er e s e r v o i ri nm i c r o s t r u e t u r ea n d m a e r o s t r u e t u r et of i n do u tt h ef o r m a t i o nr e a s o no ft h i sk i n do fr e s e r v o i r f o r s e c o n d a r yp o r o s i t yi sp r o f u s i o ni nt h el o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t y r e s e r v o i ro fe r - l i a no i lf i e l d w eu s et o t a lp o r o s i t yt o r e p l a c ee f f e c t i v e p o r o s i t y , a n dt h e nu s ed e e pi n d u c t i o nr e s i s i t i v i t ya n dt o t a lp o r o s i t yc r o s s - p l o t t oe s t a b l i s ht h ei n t e r p r e t a t i o ns t a n d a r do f o i la n dw a t e ri nd i f f e r e n t & l e a sa n d s t r a t u m s a n dt h e nu s e s e c o n d a r yp o r o s i t ya n dp o r o s i t ys t r u c t u r a l c o e f f i c i e n tt od i v i d ep r o d u c t i v i t y t h ea p p l i c a t i o ne f f e c ti sp e r f e c ti ne r - l i a n o i l f i e l d i no r d e rt oe x p l a i nt h er e a s o nt h a ts o m er e s e r v o i ro ft h el o wp o r o s i t y a n dl o w p e r m e a b i l i t yw i t i lp o o ro i l a n d - g a sr e s e r v o i ri n t e r p r e t a t i o nh a v eh i g h p r o d u c t i o nc a p a b i l i t y , w ec h o o s et h ep a r a m e t e rt h a tr e l a t e t ot h er e s e r v o i r p r o d u c t i v i t ya f t e rf r a c t u r i n g f i n a l l y , t h r e ei m p o r t a n tp a r a m e t e r s ，s e c o n d a r y p o r o s i t y , p o r o s i t ys t r u c t u r a lc o e f f i c i e n ta n d t o t a lp o r o s i t ya l eu s e dt oa n a l y s e a n ds t a t i s t i ct h er e s e r v o i rp r o d u c t i v i t y i nt h ee n dw cg a i nt h ef o r e c a s t i n g e q u a t i o na d a p t i n gt oe r - l i a no i lf i e l da n df i r s t l yf o r e c a s tt h ep r o d u c t i v i t yo f t h i sk i n do fr e s e r v o i ra f t e rf r a c t u r i n g b e s i d e s ，a f t e rf o r m a t i o np r e s s u r e q u a l i t a t i l yb e e na n a l y s e d ，t h e i n t r e s t i n g r e s e r v a i rh a v eb e e nf o u n do u t k e yw o r d s ：l o wp o r o s i t y , l o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r s e c o n d a r yp o r o s i t y p r o d u c t i v i t yf o r e c a s t i n gt h e 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石油 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 签名：。加彳年，刍月 o 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 麴江营 样 加“危 砷 i 知 月 r 勇 埘日 ，7 目 一、目的及意义 第1 章前言 近年来，二连油田重点探区的大部分储层属于低孔低渗特征，由于 低孔隙和复杂的岩石结构变化影响了储层孔隙流体在测井曲线上的显 示，使得测井曲线直观反映储层物性的能力差，测井解释的难度很大。 因此分析储层低孔低渗原因，寻找针对此类储层行之有效的研究方法相 当重要。 本文研究的目的就是针对二连重点区带低孔低渗储层，探索新的解 释方法。利用测井资料与岩心、录井物性分析、压汞及试油等资料相结 合，分析低孔低渗储层形成原因，寻找主要影响该类储层物性的测井参 数，对储层产能及产液性进行预测和评估。并对低孔低渗储层压裂后产 液量提供一种定量预测技术，以利于划分有利的低孔低渗产层。 二、国内外现状及发展趋势 目前国内外针对低孔低渗储层特征，主要是从其沉积成因、岩石结 构、粘土类型等方面分析原因，参考已有的测井资料、物性分析、压汞 及试油资料，应用测井相分析理论研究并建立研究区油层、油水层的测 井数值模型，实现对低孔、低渗油层、油水层的自动识别与解释。 浙江大学针对储层低孔、低渗油水层解释方面，选取少数测井资料 质量高并有物性分析、压汞及试油等资料的井作关键井；针对储集层， 根据井资料、物性分析、压汞及试油等资料，提取反映低孔、低渗油层、 油水层、水层的测井特征参数，并应用一套数学分类准则建立油层、油 水层、水层的模型；应用所建立的模型，根据测井资料就可对单井剖面 地层进行连续自动的油层、油水层的识别，并可计算出这一划分的后验 概率大小，由此可反映解释结果的可信度“3 。 目前核磁测井技术在低孔低渗储层评价、求取正确的储层参数等方 面有其优越性。大港油田从核磁共振测井的原理、p 型核磁共振测井仪 器特点入手，以岩芯的核磁共振实验和常规实验为基础，研究岩心的核 磁共振弛豫时间分布谱与岩心孔隙结构、孔径分布的关系，取得了一些 定性的认识，并对t 2 分布谱充分认识的基础上，结合油田的地质特点， 确定和完善了计算地层的孔隙度、渗透率、含油饱和度、可动流体体积 等的解释模型嘲。核磁测井在二连油田低孔低渗储层的应用也见到了较 好的效果。 现在越来越多的成果开始涉及低孔低渗储层的产能预测，由于储层 岩石结构、孔隙结构的复杂性，对于该类储层的产能预测只是处于初探 阶段，虽然取得了一些成果，却仍尚未成熟，但定量的产能预测是今后 的发展趋势。 三、论文主要研究内容及目标 i 、从宏观、微观机理两方面对低孔低渗储层进行分析；对相态宏观 控制一导致低孔低渗的沉积环境和构造分析，对微观机理低孔低渗岩 石构造和孔隙结构机理分析，从而找出该类储层成因及主要影响因素，并 用测井资料反映出主要影响参数。 2 、针对此类储层的特征，进行敏感测井系列选择。 3 、对特定区块低孔低渗储层进行四性关系研究、制定评价标准。 4 、针对区块具体问题，利用试油与测井资料相结合寻找出与产液量 相关的主要参数，在平面径向流产能预测方程的基础上重新建立模型， 解决实际问题。并对实际资料进行处理，对其进行检验与修正。 四、技术路线与关键 1 、采取的技术路线 ( 1 ) 利用物性分析、压汞资料，寻找影响储层孔隙结构的主要测井 参数。 ( 2 ) 利用数理统计分析技术，找出测井资料与试油资料间的关系， 2 尘鱼互遛盔堂望壅2 亟迨塞筮! 重煎宣 从而进行低孔低渗储层的评价。 ( 3 ) 建立低孔低渗储层产液量的数学模型，并对产液量预测。 2 、技术关键 ( 1 ) 影响储层渗流性质的测井参数的确定。 ( 2 ) 低孔低渗储层产液量预预4 模型的确定。 ( 3 ) 预测方程的可靠性与实用性。 3 第2 章区域构造研究及沉积环境分析 一、乌区 乌区位于二连盆地马尼特坳陷东北部，为一夹持在巴音宝力格隆起 和苏尼特隆起之间的西北断东南超的半地堑断陷，分为南、中、北三个 次洼，总长2 2 0 k i n ，宽1 6 2 0 k m ，面积近3 0 0 0 k i n 2 。 通过对乌区斜坡构造背景与沉积体系的研究，发现在其相对简单的 斜坡上，受阿尔善老断层和古地形控制，自上而下存在三个地形变化相 对剧烈的坡折，它们控制了沉积体系的分布，形成了上、中、下三个坡 折带，且其在北部表现为侵蚀坡折，在南部表现为断裂坡折两种类型。 坡折带的构造样式包括有交叉状、断阶状、帚状、斜交状四种类型， 其形态、特征虽略有差异，但对沉积物源方向和砂体的空间展布都有较 明显的控制作用。 综合研究表明，乌区陡岸属于断裂地貌，高差大，坡度陡，发育河 流短，比降大，突发性强。碎屑物质直接进入岸下斜坡带，垂直于湖岸 形成滨岸水下扇沉积。沿岸形成滨岸水下扇与扇间洼地相间的裙带式沉 积；由于组成湖岸的岩石一花岗岩、变质岩、凝灰岩的类型不同，湖岸 陡缓有差别，沉积相带宽窄不一；加之水下沟道的往返摆动以及湖面窄 长等原因，纵向上常构成同一物源不同期扇体的叠合，同期或不同期多 种物源的扇体交汇或迭合。 在斜坡部位，主要发育扇三角洲及滨岸沉积，其中扇三角洲平原相 带宽，发育完整。但是扇前缘相带较窄，浊流沉积不发育。在斜坡背景 上发育的同生断层控制下的湖底扇沉积。删地区发育两大沉积体系，缓 坡为扇三角洲，深洼区为湖底扇群。腾一下段发育两大沉积体系，北部 为扇三角洲，南部为湖底扇群。其中，腾一下段共发育了五期扇体的沉 积。这些扇体纵向叠加连片，横向广泛分布，由南向北、由西向东逐渐 变新，埋藏变浅，物性交好。阿尔善末期构造运动强烈，凹陷整体抬升， 使阿尔善地层在m 和s 鼻状隆起和斜坡带遭受明显剥蚀。由于受后期淋 4 主垦互迪盔堂l 坐壅2 亟迨塞笠2 重匡熊塑童盟塞丛通塑巫撞坌堑 滤作用的改造，阿尔善组储集物性变好。 利用地层倾角提供的矢量方位频率图对阿尔善组主要目的层段古水 流方向进行分析，表明主要目的层段古水流方向主要为两个方向，即北 东向南西流和南东向北西流( 见图2 1 乌区古水流方向示意图) 。据试油 资料，由北往南，t 5 1 、t 3 9 及t 5 7 井，阿尔善组含油性较差；t 5 5 、t 5 3 井阿尔善组获高产油气流；t 2 7 、t 4 7 、t 2 9 井阿尔善组试油获工业油流， 其中，t 4 7 井试油自喷；t 3 1 、t 3 3 、t 1 5 井含油性相对变差。在地层倾角 资料提供的古水流方向的基础上，结合岩矿资料和油气分布特征综合分 析认为：乌区阿尔善组沉积时，可能发育四个扇三角洲沉积体系，物源 来自北东、南部和东部斜坡三个方向，洼槽中部物源来t l 东部的扇三角 洲沉积体系( t 5 5 至t 4 5 井区) 为有利的储油相带。 南洼槽阿尔善组下段古水流方向示意图 南洼槽阿尔善组上段古水流方向示意图 图2 - i 乌区古水流方向示意图 二、巴区 巴区位于二连盆地马尼特坳陷东北部，北与巴音宝力格隆起区相接， 南依布林凸起，西邻阿拉坦合力凹陷，长约8 0 k m ，宽约1 6 2 0 k m ，面积 5 约为1 7 0 0 k m 2 。其中，南洼槽作为该凹陷的主力生油洼槽，有两个有利二 级构造带i 号构造、号构造，发育阿尔善组和腾一段两套主力生 油岩，阿四段上部在水退背景下发育的扇三角洲相砂体夹在湖相暗色泥 岩中，具有得天独厚的生储盖组合，是本区主要的勘探目的层系。 i 号构造为一个受i 号断层切割的北西向反转构造带，由巴5 背斜、 巴1 0 断鼻和巴3 古鼻梁三个局部构造组成，勘探面积5 0 k d 。 沉积相研究发现，扇三角洲相在陷区内分布较广，主要沿边界断层 走向分布，形成多期叠加的扇体群。扇三角洲的前缘是保存最好的部分。 水下辫状河道频繁摆动，冲刷剧烈，河口坝沉积不易保存，而以前缘辫 状水道砂砾岩构成其主要砂体骨架。 i 构造阿四段具有双向物源供给特征，发育南、北两个扇三角洲砂 体，两套砂体与背斜构造相叠置，有利于形成岩性圈闭。其扇三角洲沉 积以细砂岩为主，厚度在l o o m 左右。石英、长石含量高，上下夹于暗色 泥岩中。砂岩处于晚成岩a 期，溶蚀作用强烈。孔隙的纵向演化则表征 阿四段处于次生发育带。铸体薄片清楚表明阿四段砂体粒间、粒内溶孔 发育，储集条件较好。 图2 - 2 巴区沉积相示意图 6 区域沉积相研究表明，巴4 8 断块1 、2 砂组主要为扇三角洲前 缘亚相沉积体，物源主要来自北部。扇三角溯前缘的水下辫状水道频繁 摆动，冲刷剧烈，河口坝沉积不易形成和保存，而以前缘辫状水道砂砾 岩构成其主要砂体。其单层厚度大，储集物性好，是该区含油性最好的 沉积微相，图p 2 为巴区沉积相示意图。 三、吉区 吉区位于二连盆地乌尼特坳陷西南端，为一北东走向北断南超的不 对称半地堑凹陷，凹陷面积1 0 0 0 k m 2 。 其外带以辫状河三角洲辫状水道或扇三角洲前缘水道为主，储层发 育，厚度大，而内带则以前缘砂沉积为主，具有单层厚度小的特点。 研究表明该区存在两大物源，、砂组以辫状河三角洲沉积为主， v 、砂组以扇三角洲沉积为主，局部发育浊积扇沉积。分析认为宝饶 构造内带试油证实为多套砂组含油的复式油藏。由砂组到砂组，沉 积环境继承性较强，各井基本上位于不同的河道部位，受沉积环境控制， 各砂组横向上连续性差，相交快，含油性主要受砂体分布和砂体类型控 制。图3 - 2 为吉区沉积微相示意图。 图2 - 3 吉区沉积微相示意图 7 由以上三区的构造背景及沉积环境的分析得出，三区为构造控制沉 积，沉积环境主要是陡岸发育水下扇，缓岸发育扇三角洲，总体为多物 源、近物源和粗碎屑的沉积特征，这种沉积环境决定了岩石颗粒粗细混 杂、泥质含量高、岩石成熟度低、磨圆差。这些是造成储层低孔低渗的 原因之一。 8 第3 章岩石低孔低渗微观机理分析 3 1 低孔低渗岩石构造机理分析 3 1 1 乌区主要含油层组 乌区的主要含油层组包括腾格尔组腾一段油层组及阿尔善组油层 组，两层组由于沉积环境及成岩作用不同，岩石成分及结构有所不同。 1 、腾一段油层组 成份特征：腾一段湖底扇砂砾岩体，岩石类型主要为砂砾岩、细砾 岩，颖粒粒径大；薄片资料结果显示：受沉积环境影响，不同区域的并 岩石成分差异较大，总体以石英、长石、岩屑为主，胶结物组份较一致， 均普遍发育泥质杂基和方解石，部分白云石、硅质和凝灰质等，含量最 高2 7 ，最低2 ，一般为8 5 一1 4 。 结构特征：该段储集层岩性普遍具有低结构成熟度的特征。分选普 遍较差，砾石形态多样，磨圆度次棱一次圆状，风化绝大多数属中等。胶 结类型主要为孔隙一接触式，即颗粒支撑结构，颗粒之间呈点接触一线接 触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒之间的孔隙或接触的地方。 2 、阿尔善油层组 阿尔善组成份成熟度总体较低，石英颗粒相对含量平均在1 7 6 - 4 4 3 之间，长石颗粒相对含量平均在1 5 7 4 5 6 ，岩屑颗粒相对含 量一般在4 0 0 9 0 0 。岩石类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩， 其次为长石砂岩和岩屑砂岩，岩屑组份中以凝灰岩为主，分选性较差， 磨圆度以次圆一次棱角状为主，反映成份成熟度和结构成熟度较低。储 层中的不稳定成份受淋滤作用产生次生溶蚀孔隙。填隙物总量5 - 2 8 ， 一般为7 1 8 。 3 1 2 巴区l 号构造 巴区主要含油层位为阿四段、砂组，2 0 0 4 年开发并在阿二段又 获得了工业油流，而典型的低孔低渗储层主要分布在m 2 砂组和阿二段 砂砾岩层。 9 虫国互迪盔堂堡壅2 亟途塞差童鲞互堡丑堡鎏丝趣垫垄坌垣 由表3 - 1 、表3 - 2 看出，岩石成分主要以石英、长石、岩屑为主， 岩石成份成熟度和结构成熟度低，分选性较差，磨圆度以次圆一次棱角 状为主；填隙物成份以泥质和白云石为主，其次为少量方解石、沸石和 硅质。i 构造阿四段碎屑岩储层泥质填隙物含量平均1 3 一2 1 3 ，其组 合以泥质杂基为主，其次为自生伊利石、伊蒙混层矿物和自生高岭石。 表3 - 1i 构造阿四段砂砾岩颗粒组份统计表 砂 井号 井段 样 石英 长石。 岩屑， 品 薯 总量 酸性中基性 疑荻岩 芘岗岩变质岩沉积岩 组m 数 喷发差喷发岩 1 1 9 23 0 - 42 4 - 5 2 8 - 4 05 - 1 8o l( 1 4o _ 2 00 2 0 l - 4 8 5 9 - 1 5 3 03 6 4 4 1 3 2 2 3 1 1 8 0 31 42 34 8l7 m 1 2 2 0 8 3 615 l l 8 4 2 4 23 28 一1 2 7 3 儿7 02 0 - 4 53 0 一5 l0 4 35 一1 5o - 50 2 05 9 b 4 81 7 - 1 2 9 8 3 6 54 1 02 2 51 0 51 24 ，5 6 3 注；面2 2 - 4 5 表示訾 表3 2i 构造阿四段砂砾岩填隙物组份百分含量统计表 疑灰 砂组井号样品数总量泥质方解石白云石葑铁矿沸石硅质 质 8 4 54 _ 2 2 0 8 0 - 1 5o 1 2 8 59 j _ 一 o - l 2 0 71 0 41 67 41 3 6 - 1 4l 81 _ 8 1 - 2 8 3 63 2 0 0 0 1 0 高孔高渗3 0 - 2 52 0 0 0 5 0 05 - 1 0 中孔中渗 2 5 - 1 55 0 0 1 0 02 5 低孔低渗 1 5 - 1 0 1 0 0 - 1 0i - 2 特低孔特低渗 1 0 1 0 1 由上章知道，沉积环境在一定程度上影响了储层的物性，除此之外 成岩作用也是影响本区储层孔隙结构的关键因素之一。 二连盆地巴彦花群地层，从上到下，经历了整个晚成岩期的未成熟 期、半成熟期、成熟期和过成熟期等四个阶段，见下表3 - 4 。在这个过程 中，发生了杂基充填作用、压实一压溶作用、碳酸盐胶结作用和淋滤溶解 作用等四大成岩作用。随着成岩阶段的不同，孔隙类型和粘土矿物在不 断演化，对储集性能的影响有好有坏。 表3 4成岩阶段划分对比表 成岩阶段成岩作用孔隙演化 早期成岩阶段 机械压实原生孔 晚未成熟期 成半成熟期 化学压实间隙缝 岩 成熟期b 次生溶解次生溶孔 期 阶 段 过成熟期再行压实不可压实的剩余孔隙 晚成岩阶段四个成岩期划分及孔隙演化过程为： a 未成熟期一机械压实作用为主，保存原生粒间孔； b 半成熟期一化学压实作用占主导地位，原生和次生孔隙都有，为 混合孔隙带； c 成熟期一溶解作用为主，产生大量次生溶孔，为次生孔隙发育带； d 过成熟期一经再行压实，剩下不可压缩的剩余孔、缝，基本上不 起储集作用( 即致密层) 嘲。 1 2 3 2 1 乌区 ( 1 ) 孔隙类型： 由薄片资料分析，腾一段储层孔隙类型有：粒间溶孔、粒内溶孔、 铸模孔、高岭石晶间微孔、缩小的原生粒间孔，颗粒碎裂隙、构造缝等 多种类型。孔隙直径1 0 1 2 0 p m ，一般4 0 i i m ；喉道半径0 0 4 9 1 6 9 p m ， 一般小于0 4 um ：连通系数0 - 6 ，一般2 4 ；面孔率小于1 - 1 2 ，一般 3 - 8 。阿尔善组储层孔隙类型有：粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔、晶间 微孔、粒间孔等多种类型。孔隙直径1 0 5 0 0um ，一般1 0 0pm ；喉道半 径0 0 4 - 8 1 3 6 u m ，一般小于0 4 | l m ：面孔率小于卜1 5 ，一般3 - 9 。 孔隙类型可概括为两种成因类型、六类储集空间，见下表3 - 5 。 表3 5孔隙成因及孔隙类型 成因类型储集空间 原生孔隙粒间孔 粒间( 内) 溶孔 晶间微孔( 晶内溶孔) 次生孔隙长石晶内溶孔 铸模孔 收缩裂缝 具体是：原生粒间孔：颗粒支撑形成的粒间孔隙，未被充填也没 有溶蚀痕迹。次生粒间溶孔：是被充填的粒间孔，经后期溶解再现的 孔隙，一般其周围见有颗粒溶蚀边缘出现，可形成超大孔隙。粒内溶 孔：多数形成于喷发岩块内，由于溶解掉其中的不稳定长石成份而形成。 长石晶内溶孔：长石经蚀变、溶解，在其内形成孔隙，多半呈蜂窝状。 铸模孔：由于溶解作用强烈，将原来颗粒全部溶解掉只剩有原颗粒的 印模，这类孔洞多为溶解喷发岩颗粒形成。收缩裂缝：是由含水矿物 脱水，体积发生收缩形成的张裂隙。其中以原生粒间孔和次生粒间溶孔 为油、气的主要储集空间及运移通道。 总的特点是原始沉积作用形成的原生孔隙主要为粒问孔，孔隙的形 状依赖于原始沉积物颗粒的形状、大小、分选、排列，原生孔隙一般是 1 3 大小均等，分布均匀，孔喉匹配关系较好，连通性好，是理想的储集空 间；由于成岩作用和后生改造等次生作用形成的次生孔隙，其孔隙结构 与类型则比较复杂，形状取决于沉积和胶结的岩矿组份的类型，水介质 性质等，与原生孔隙相比，此阶段形成的孔隙形态变化大且不规则，大 小不等，分布不均匀，其储层物性随溶蚀程度而变化。 储层研究表明，阿尔善组储层主要处于晚成岩阶段a 期的下部和晚 成岩阶段b 期的上部，储集空间类型主要为粒间溶孔，其次是粒内溶孔 和铸模孔，另有高岭石晶间微孔。这些储集空间构成了“晶间微孔一铸模 孔一粒内溶孔一粒间溶孔”次生孔隙组合。按正常成岩演化，此时次生孔 隙由发育逐步转向较少的时期，但实际资料显示，阿尔善组储层较腾格 尔组储层孔隙溶蚀率高，分析其原因，认为早期地表大气水淋滤和后期 地下酸性水共同作用的结果是形成有效储集空间的直接因素。 ( 2 ) 压汞资料孔隙结构分析 据本区块压汞资料的分析，本区块的孔喉半径分布图具有典型的两 种类型，呈明显的单峰和双峰形态，参见图3 - 1 。 “lq 1 60 , 2 5 l1 6 4t 0m mj “ln 1 6n 0 40 l 1 & 56 3 m 砌i 半径( p - ) 孔曦半径( p - ) 图3 - 1乌区压汞孔喉直方图 孔喉半径均值与地层物性：孔喉半径均值是表示地层孔隙结构、度 量产层孔喉半径分布的一个重要参数。经验表明，地层的渗滤特性在很 大程度上取决于其孔喉半径均值的大小。因此，孔喉半径均值显然与地 层的渗透率及孔隙度直接有关。孔隙结构与储层的产液情况关系密切， 但直接表征孔隙结构的重要参数孔喉半径均值通常是由岩石物理实验得 1 4 主亘互垫盔堂l 坐壅2 亟主迨塞筮童量五j 盘塾j 匿望塑婆巫垄坌堑 到，在非均质性强的地区难以满足生产需要。为此，定义有效孔隙度与 渗透率之比为孔隙结构系数，利用由测井资料求得的有效孔隙度与渗透 率求取孔隙结构系数。通过对本区块8 口井压汞资料的统计分析，发现 孔喉半径均值与孔隙结构参数具正相关关系，参见岩心资料计算的孔隙 结构参数与孔喉半径均值交会图3 - 2 。 束缚水饱和度与孔隙结构参数：在压汞曲线图上可以看到，当毛管 压力达到较大值后，再继续提高，非润湿相饱和度增加很小或不再增加， 毛管压力盐线与纵轴近乎平行，此时岩样中的剩余润湿相饱和度一般认 为相当于油层的束缚水饱和度。束缚水饱和度受孔隙半径、孔喉半径及 其几何形状控制，亦应与孔隙结构参数有关。 图3 - 3 为孔隙结构参数一束缚水饱和度交会图，丛图上可以看到， 孔隙结构参数越大，孔隙结构越好，越有利于油气水的流动，束缚水饱 和度越小。 1 5 蠢 龚 。雪， 图3 3 孔隙结构参数一束缚水饱和度交会图 微孔隙含量亦是反映地层孔隙结构特点的参数，定义为孔喉半径小 于0 1pm 的孔隙体积占地层总孔隙体积的百分比。据压汞资料分析，地 层的微孔隙含量( v m ) 与束缚水饱和度( s w i ) 之间有正相关性，如束缚 水饱和度与微孔隙含量交会图3 4 所示。 柬缚水饱和度( z ) 图3 - 4 柬缚水饱和度一微孔隙含量交会图 1 6 3 2 2 巴区l 号构造 l 、孔隙类型 据铸体薄片观察，巴区i 阿四段、砂组碎屑岩储层中发育次生 溶蚀孔隙、被改造的原生粒间孔隙、微孔隙和构造微裂隙四大类型的储 集空间。其中次生溶蚀孔隙包括粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和超大孔 等四种类型，它们是本区阿四段碎屑岩储层中油气储集空间的主体。统 计了i 构造的8 口探井的薄片分析资料，m l 砂组有1 7 块，1 1 块为粒间 孔，5 块为溶蚀孔、粒间孔，1 块为溶孔。2 砂组有1 4 块，7 块为溶蚀 孔、粒间孔，3 块为溶孔，1 块为粒间孔，1 块为溶蚀孔、晶间孔，i 块 为晶间孔、1 块为粒间、晶间孔。 7 0 o s a 萎札 hl a l o i 口 a g o 5 口 4 0 丑 隶3 a 抽 2 a l 口 d 瑁一 囡 瓣 翻 嘲豳图网网 瞥矗最巾吼 w - m 档限- i 矗i 叶- 乳藏帆矗伽再 图3 - 5巴区l i l t 、i l l 2 砂组孔隙类型分布频率图 由图3 - 5 巴区1 、2 砂组孔隙类型分布频率图孔隙组合类型主要 有两种。粒内溶孔一粒间溶孔组合：这类组合以粒间溶孔为主，其次为 1 7 生垦鱼迪鑫堂( 坐丕2 亟迨塞筮3 童蚩互堡盐堡塑筮理塑堡筮堑 粒内溶孔，少量铸模孔和超大孔，。其面孔率一般5 - 1 0 ，孔隙直径一 般为1 0 一l o o p m ，喉道宽度一般为5 - 3 0 v u m ，孔喉配位数一般为1 - 2 。此类 孔隙组合在bi 构造、砂组均有分布，是本区阿四段碎屑岩储层中 最主要的孔隙组合类型。个别井孔隙类型中存在一定量的被改造的原生 粒间孔隙，超大孔隙含量高，使得储层物性变好。微孔隙一粒内溶孔组 合：这类孔隙组合以粒内溶孔为主，见有少量粒间溶孔，常发育大量微 孔隙。其大孔隙面孔率一般小于1 ，孔隙直径较大，但多呈孤立状。此 类孔隙组合在i 构造、砂组均有分布，是泥质或云质粉砂岩和泥质 或泥晶白云石支撑的砂岩、砂砾岩中发育的主要孔隙组合类型。 巴4 8 断块为2 0 0 4 年二连油田主要开发区块，主要目的层为2 砂组 砂砾岩层。断块内代表性的钻井取心井1 3 4 8 - - 2 4 井1 1 6 8 0 0 1 1 7 6 5 m 的 偏光薄片资料显示，镜下特征为大小不等的安山岩凝灰角砾混杂其中， 角砾间具不同程度的溶蚀孔，部分溶孔被白云石充填，部分溶孔中见原 油充填，而油质充填的溶孔多分布于微裂缝周围，无裂缝串通处溶孔未 见原油充填；1 1 6 8 0 0 1 1 7 6 5 0 m 处的钻井取心描述显示，在距顶 1 1 9 - 2 6 3 m 见一条纵向裂缝，缝长1 4 4 r a m ，缝宽2 3n l n l ，未被充填，缝 中含褐黑色原油，距顶6 4 9 - 8 4 0 1 3 1 缝洞发育，缝隙分布不均，最长3 31 1 1 1 n ， 宽4 m m ，未被充填，缝中含褐黑色原油。孔洞分布不均，最大1 1 2 2 衄2 ， 未被充填，洞中含褐黑色原油。由此可以看出溶孔、微裂缝等次生孔隙 在该砂组的存在和作用。 2 、压汞资料孔隙结构分析 依据压汞资料，巴区i 构造孔隙结构可分三类，1 、小孔介质：主要 孔喉半径小于0 1 i i m ：2 、双孔介质：孔喉半径以小于0 1 i i m 和卜2 5 l l m 为主，3 、大孔介质：孔喉半径以小于0 1 l l m 和6 3 一1 6 u 1 1 1 为主。 巴区i 构造的孔隙结构主要为两类，一类是以小孔喉为主的单峰结 构，一类是以双孔介质为主的双峰结构，小孔喉与束缚水饱和度关系密 切，大孔喉与渗透率关系密切。 与乌区相同，在巴区进行了孔喉半径均值、孔隙结构参数、束缚水 饱和度等方面相关性的研究。虽然两地区孔隙结构有所不同，但得到的 1 8 生垦虿渔太堂堡丕2 亟迨塞筮童鲞歪堑塾堡鎏丝毽熟壅筮堑 结果相似。 在巴区孔隙结构系数一孔喉半径均值双对数交会图3 6 上可以看 到，二者具良好的相关性。 束缚水饱和度：巴区束缚水饱和度与孔隙结构参数同样具有负相关 性，见孔隙结构参数一束缚水饱和度交会图 孔i 味结构系熬 图3 - 日孔隙结构系数孔曝芈径均值交会图 微孔隙含量：据巴区i 构造压汞资料的分析，地层的微孔隙含量( v m ) 与束缚水饱和度( s w i ) 之间相关性较好，见束缚水饱和度与地层的微孔 隙含量关系图3 7 。两者有如下关系式： l n ( s w i ) = o 0 2 3 9 v m + 2 0 5 9 1 6( i ) 1 9 圉3 一t 孔隙结构参数一束缚水饱和度交会图 3 3 小结 由上述两区岩石结构和孔隙结构的分析研究，可得到低孔低渗储层 地质特征如下： 1 、油藏类型较单一 以岩性油藏和构造油藏类型为主，有6 0 以上储量存在于上述两种 油藏类型中，主要为弹性驱动油藏，弹性能量的大小依各油藏的地质特 征和饱和程度的高低有所不同。低渗透砂岩油藏多数属于正常压力系统。 在快速沉积环境下形成的低渗透油藏，更易形成异常高压油藏。 2 、储层物性差 低渗透油田储层的成因是多方面的。根据低渗透油田的实际，形成 低渗透的主要原因有两个，即储层的沉积作用和成岩作用( 压实作用、 胶结作用、溶蚀作用) 。低渗透砂岩储层岩石学特征与高渗透砂岩储层没 有大的区别。岩石矿物成分石英、长石、岩屑各占1 3 ，属长石砂岩和岩 屑砂岩类。岩屑含量高，粘土和碳酸盐胶结物较多是低渗透砂岩储层的 普遍现象。低渗透油田储层孔隙度低，大多孔隙度小于1 5 左右。低渗 透油田储层渗透率一般1 - 5 0 x1 0 3um 2 。 2 0 柬鳟水饱和度主 3 、孔喉细小、溶蚀孔发育 储层孔隙以粒间孔隙为主，原生粒间孔和次生粒间溶蚀孔都有发育， 但溶蚀孔较发育，另外还有微孔隙、粒间孔和裂缝孔。其中裂缝孔在低 渗透油藏储层中占有非常重要的地位。在孔隙大小方面，和中高渗透储 层相比，低渗透储层以中孔、小孔为主，而连通孔隙的喉道以管状和片 状的细堠道为主，喉道中值半径一般小于1 5i y - i n 。 4 、储层非均质性严重 层问非均质表现不明显，但是在平面上的同一点( 或井点) 非均质 受储层纵向上变化规律而表现出来，这主要是受水进、水退形成储层纵 向的沉积旋回规律而造成不同微相之间的储层物性差异。低渗透油藏储 层平面非均质性主要表现为储层沉积微相的不同而引起物性平面的变 化。低渗透油藏储层层内非均质性受沉积韵律的变化、成岩作用丽表现 明显的不同。 5 、裂缝较发育 大多为构造裂缝，极少非构造裂缝。低渗透油田储层裂缝密度受构 造部位、砂岩厚度、岩性控制十分明显。不同的构造部位其应力场大小 和方位不同，造成裂缝发育的程度和方位不同，一般来说褶邹转折处、 背斜的陡翼以及断层附近裂缝较发育。砂岩厚度越大，裂缝密度越小； 岩性越致密坚硬，裂缝越发育。裂缝宽度一般都很小，多数在十几到几 十个微米之间。以闭合缝尤以潜在缝为主。裂缝性砂岩油田裂缝主要起 增加储层导流能力的作用，而基本不是储集空间。 6 、油层原始含水饱和度高 低渗透油层原始含水饱和度较高，一般在3 0 5 0 ，有的高达6 0 ， 而高渗透油藏原始含水饱和度一般小于2 0 。储层低渗透特是低渗透油 田含水饱和度高的重要因素。 2 1 7 、储层敏感性强 在油田生产中，几乎所有的油层都受到不同程度的损害，而低渗透 油藏这一现象更为普遍。这是因为低渗透砂岩油藏储层碎屑岩颗粒分选 不好，粘土和基质含量高，成岩作用强，油层孔喉细小，容易造成各种 损害；且低渗透油藏本身渗透率就低，一旦发生油层损害，相对中高渗 透层来说，后果更为严重。水敏性矿物，主要是蒙脱石和伊蒙混层矿物； 速敏性矿物主要是伊利石和高岭石：酸敏性矿物主要是绿泥石。 第4 章敏感测井系列选择 所谓测井系列就是根据井的地质和地球物理条件及测井设备情况， 结合对测井资料定性定量解释需要，为完成预定的地质任务而选择的一 套适用的综合测井方法。 一般选择测井系列的主要原则： ( 1 ) 能有效地鉴别油井剖面地层的岩性，估算地层的主要矿物成分、 含量与泥质含量，清楚地划分出渗透性储集层。 ( 2 ) 能较为精确地计算储集层的主要地质参数，如孔隙度、含水饱 和度、束缚水饱和度和渗透率等。 ( 3 ) 能可靠地区分油层、气层和水层，准确地确定含油( 气) 饱和 度，可动油( 气) 量和残余油( 气) 量，油气层有效厚度以及计算油气 地质储量。 ( 4 ) 尽可能地减少和克服井眼泥浆侵入，围岩等环境因素的影响， 至少能通过适当的校正来有效地减少和消除这些与地层性质无关的环境 因素的影响，获得较为真实地反映岩层及孔隙流体性质的质量较好的测 井资料。 ( 5 ) 具有研究、解决地质构造、沉积相等地质问题和油田开发及有 关的工程问题的能力。 ( 6 ) 具有良好的经济效益。 对于二连三重点区块，选择测井系列，应考虑低孔低渗储层的含油 气识别，岩性判断，计算孔隙度大小。由于三区块岩性以砂岩为主，因 此采用砂岩测井系列来取得储层的基本参数。 测井系列如下： 标准测井系列：由于三重点区块以砂岩为主，因此标准曲线采用r 2 5 米梯度，自然电位用来进行区域标志层对比。 综合测井系列： 电极：1 1 2 5 米梯度，r o 4 米电位 电阻率曲线：深电阻率测井( 双感应测井或双侧向测井) ，浅电阻率 2 3 主垦五逦态堂l 堡丕2 亟圭鲨塞筮! 童筮壁型羞丕型丝竖 测井和冲洗带电阻率测井( 微电极测井、八侧向测井) 孔隙度曲线：对于低孔低渗储层，总孔隙度的求取相当重要，因此 进行补偿密度测并，补偿中子测并，声波对差测并三孔隙测并曲线。 反映岩性曲线：自然伽马，自然电位，井径测井。 以上测井系列主要应用于砂泥岩剖面中，当然同样适应于低孔低渗 砂岩储层中，针对于低孔低渗储层孔隙结构是相当重要的，因此在该类 储层中重点井加测核磁测井。c m r 测井由于其独到的对孔隙流体的响应特 性，目前被公认为是测井确定有效孔隙度及渗透率最有效的方法。从职 有效孔隙度及渗透率与岩心物性分析结果对比图4 1 及图4 2 看出，c m r 孔隙度与岩心孔隙度的相关性较好，二者交会于4 59 线附近，说明c m r 孔隙度比较接近岩心孔隙度，核磁测井可以提供更准确的孔隙度参数； 从c i d r 渗透率与岩心渗透率的交会图看，二者相关性较好。 c m r 螫 【) 图4 1 婴孔隙度皓心分析孔隙度交会图 r 图4 2c 抓渗透率一岩心分析渗透率交会图 另外核磁测井在矿物分析和油水识别方面的优越性及明显的含油性 评价效果。 实例1 ； 林7 井主要目的层为腾格尔组腾一段储层，岩性相对简单，e l a n p l u s 评价中采用的岩石物理模型中的岩石组份应为地层的主要成份，林7 井为 石英、泥质、碳酸岩和黄铁矿，地层流体组份包括油水。处理结果表明， 计算的泥质含量能较好地反映地层情况，计算的碳酸盐含量比岩心分析 值接近。 林7 井的7 0 7 5 号层( 井段1 3 6 0 0 0 1 3 9 0 o o m ) ，如图4 3 ，其中的 7 2 、7 5 号层核磁孔隙度为1 8 ，计算的含油饱和度为4 0 - 4 5 之间，油相 渗透率高，水相渗透率很低接近0 ，而7 0 号层含油饱和度低、水相渗透率 高；从c m r 成果图看出：7 0 、7 2 、7 5 三层有效孔隙度、渗透率基本相同； t 2 谱显示7 0 、7 2 号层谱形相同，均为双峰叠加在一起形成单一的较宽的 峰，峰位置居中，指示地层含水，两层中7 2 号层峰相对靠后，7 5 号层呈 明显双峰且末峰后移，指示地层含油。e l a n p l u s 解释7 0 号层为含油水层， 7 2 、7 5 号层为油层。 图4 3 林7 井核磁解释成果图 实例2 ： 太2 7 井腾一段下部主要含油储层岩性为砂砾岩、含砾砂岩，砾石成 份以火山岩砾为主，次为石英砾，砾径一般l 一3 m m ，最大6 哪，次为石英， 少量长石，分选差，泥质胶结；砂岩成份以火山碎屑为主，次为石英， 2 6 少量长石。 图4 4 太2 7 井核磁解释成果图 由太2 7 井核磁解释成果图( 图4 4 ) 看出，该井最好含油层为4 号层 ( 1 7 2 5 3 0 1 7 3 0 o o m ) ，5 号层( 1 7 3 0 。4 0 1 7 4 9 o o m ) ，对应常规测井解释 的9 、1 0 号层。这两层属于同一砂层，但由于砂岩顶部孔渗性明显低于砂 层下部，故将其分为两个层。5 号层泥质含量低，含油饱和度高为3 8 5 0 ，有效孔隙度1 0 1 3 ，束缚孔隙度5 7 ，综合分析录井、气测资料 及地层含油体积与可动水体积、束缚水体积的对比关系认为5 号储层为油 层，4 号层为差油层。2 号层计算的含油饱和度低，流体分析尽管束缚水 含量高，但有可动水，解释为含油水层。8 号层上半部物性差，下半部虽 然含油饱和度高，但孔渗较低，含水不明显，解释为差油层。 由c m r 成果图看，4 号层( 1 7 2 5 3 0 1 7 3 0 o o m ) 的泥质含量高，c m r 束缚水体积较高主要来自毛细管束缚水和泥质束缚水，随着地层束缚流 体的增多，地层的渗透性变差。5 号层( 1 7 3 0 4 0 - 1 7 4