碳酸砾岩储层物性评价与储层参数计算.doc

车西洼陷碳酸盐砂砾岩储层参数计算王 君 吴春文 张德峰摘要：车西洼陷北部陡坡发育了大量碳酸盐岩砂砾岩储层，该类储层储集空间类型多样，次生孔隙发育，储层非均质性严重，不同于其他砂砾岩储层。针对该区储层特点，将储层分为孔隙裂缝型、裂缝型和孔隙型三种类型，不同储层采用不同的计算模型。总孔隙度选用中子密度交会法计算；裂缝孔隙度利用电成像测井或深浅双侧向测井资料计算。由于该区砾岩储层与砂岩储层的孔渗特点不同，分类建立了孔隙度渗透率计算公式；裂缝渗透率利用了双侧向测井和电成像测井资料计算；根据试油资料建立了适合本地区总渗透率计算公式。通过对比各渗透率计算模型，建立的地区渗透率经验公式最符合实际情况。该研究成果的应用取得了良好的效果。关键词：碳酸盐砂砾岩储层 储层参数计算 孔隙度计算 渗透率计算 车西洼陷 0前言车镇凹陷车西洼陷北部陡坡沙河街组，沿埕南大断层走向发育了大量碳酸盐砂砾岩扇体，这些砂砾岩扇体油源条件优越，通过近几年对该带钻探发现，在沙三、沙四段，油气的富集主要受储层物性的控制。最初对古生界潜山勘探开发时，发现沙三段砂岩储层，其测井计算孔隙度一般为36%，较高孔隙度时有荧光显示，低孔隙度处基本无显示，但是在陡坡带的碳酸盐岩砾岩体测井计算孔隙度一般在37%，不但录井获得厚层油斑显示，而且试油获得高产工业油流。钻井取心分析发现该类岩石既有碎屑岩的粒间孔隙，又有微裂缝、溶孔等，这使得对砾岩体储层的物性特征有了新的认识。为了更好地评价这类储层物性，更准确的计算储层参数，需要采用不同于常规碎屑岩的测井评价方法。1储层类型及测井特征该区砂砾岩储层类型较多，主要有砾岩储层、砂岩储层、含砾砂岩和含砂砾岩储层，并且不同类型的储层无论是物性特征还是测井特征差别都较大，现分别叙述如下。1.1 砾岩储层测井特征砾岩储层是该区最主要的产层，高产层都是该类储层。该类储层自然伽马（GR）低值，一般为2530API，自然电位（SP）无异常，双侧向电阻率有低侵或无侵特征，物性较好的砾岩储层电阻率数值在50200m之间，声波时差（AC）数值一般为5065s/ft，密度（DEN）数值为2.62.7g/cm3，中子孔隙度（CNL）数值为410%。在地层微电阻率扫描成像测井（FMI）图上可见明显的砾石，当存在溶蚀孔洞和裂缝时，在高阻背景下看到低阻的孔洞和裂缝，核磁共振测井T2谱常出现长弛豫时间。1.2 砂岩储层测井特征砂岩储层有两种形式，一种是出现在砾岩层的顶底或夹在砾岩中，以薄层的形式出现；另一种是以单层的形式出现，一般出现在离物源较远的储层，如车66砂体南部的车662井出现了较厚的砂岩储层。砂岩储层主要测井特征：自然伽马（GR）数值较低，一般为5070API，SP正异常或无异常，双侧向电阻率有低侵或无侵特征，地层电阻率数值在1260m之间，声波时差（AC）数值为5765s/ft，密度（DEN）数值为2.542.6g/cm3，中子孔隙度（CNL）数值为410%；在FMI图上，砂岩多呈块状或层状分布，核磁共振T2谱常显示长驰豫时间。1.3 含砂砾岩和含砾砂岩储层测井特征这两种储层由于岩性混杂，测井特征不同于砾岩和砂岩储层，测井特征介于其两者之间，当砾石成分较多时，测井特征更接近砾岩储层测井特征，当砂岩成分较多时，测井特征接近砂岩储层测井特征。2 储层参数计算2.1孔隙度计算2.1.1 孔隙类型图1 孔隙度与渗透率交会图车660、73、662、663、66等井的岩心实验分析资料，见图1，从图中可以看出该区储层孔隙度普遍较小，砂岩孔隙度高于砾岩孔隙度，但砂岩渗透率明显小于砾岩储层，同时，含有裂缝的岩样渗透率明显的大。根据测井资料和钻井取心资料分析，该区砂砾岩体的孔隙类型主要有三种类型，分别为：（1）孔隙裂缝型储层在原有孔隙和裂缝的背景上，由于地下水的溶蚀作用，又产生了很多溶孔，从而形成粒间孔、溶孔、裂缝储集层。该类储层其储渗作用主要靠溶孔、裂缝。一般认为溶孔和粒间孔是主要储集空间，溶孔、裂缝是主要渗滤通道。但是由于裂缝和溶孔往往总是串连在一起的，所以实际上很难将它们分开。该区的主要高产层都来自该类储层。（2）裂缝型储层在致密砾岩中因发育了裂缝而形成的储集层。其基岩孔隙度很低，常在2以下，孔隙的直径也很小，基本无储、渗价值。储集层的储集空间和渗滤通道主要由裂缝贡献，因此储集层产能与裂缝发育程度有很大关系，只有在储层厚度较大，裂缝发育且延伸较远时，才能具备获得高产工业油流的条件。（3）粒间孔隙储层该类储集层储集和渗滤空间都是以粒间孔隙为主，裂缝很少或无。因此储集性能的好坏受着孔隙、喉道的大小、分布、胶结及充填物性质等多种因素的控制。该区无裂缝的砂岩、砾岩储层都是这类储层。2.1.2 孔隙度计算（1）总孔隙度岩心分析资料显示该区砂砾岩成分复杂，难以利用单一的孔隙度测井准确计算孔隙度，故利用双孔隙度测井计算孔隙度或利用核磁共振测井计算孔隙度，尤其核磁共振测井可以提供较准确的总孔隙度、有效孔隙度和可动流体孔隙度，提高了储层物性评价的准确性。（2）裂缝孔隙度裂缝孔隙度是评价裂缝性储层的一个重要参数。由于电阻率、孔隙度对裂缝孔隙度最为敏感，故选用双侧向测井曲线计算裂缝孔隙度。 （1）式中，CLLs、CLLd分别为浅、深测向电导率；mf为裂缝的孔隙度指数，取值为1.11.8；Rm为泥浆滤液电阻率；Kr为裂缝畸变系数取值为11.3，水平缝取1.3，垂直缝取1。随着测井资料处理技术的发展，FMI测井也可以较准确地计算裂缝孔隙度。斯仑贝谢公司的FRAKVIEW程序基于有限元法，在对FMI图像进行直观定性解释的基础上，由人工拾取裂缝，然后由计算机对拾取的裂缝计算张开度、长度和密度等参数，见图2。图2 FMI和双侧向计算裂缝孔隙度对比图2.2渗透率计算2.2.1 渗透率特征岩心实验发现砂砾岩储层渗透率与孔隙度关系复杂，经过岩性分类和孔隙分类等方法，制作了砂砾岩体的渗透率与孔隙度交会图（图1）。从图1可以看出具有裂缝的岩样渗透率明显增大；同等孔隙度的砾岩渗透率多大于砂岩渗透率。2.2.2 渗透率计算（1）基质渗透率由于砾岩和砂岩孔隙度与渗透率的关系相差较大，因此，分岩性建立了无裂缝时孔隙度与渗透率的关系。砾岩储层孔隙度与渗透率的关系：log(K)=0.1976-1.5951 R = 0.68 （2）砂岩储层孔隙度与渗透率的关系：log(K)=0.0464-1.3606 R = 0.71 （3）式中：K渗透率，10-3m2；孔隙度，%。（2）裂缝渗透率由于该地区采集了电成像测井，故利用电成像测井或根据双侧向测井识别和估算裂缝渗透率。 利用FMI成像测井资料估算裂缝渗透率FMI成像测井处理后可以得到视裂缝密度（FVDC）、视裂缝长度（FVTL）、裂缝平均宽度(FVA)、裂缝平均水动力宽度（FVAH）、裂缝视孔隙度（FVPA），见图2，可以利用上述参数估计渗透能力。 利用双侧向测井资料计算裂缝渗透率利用双侧向测井资料计算裂缝开度，然后结合裂缝孔隙度进一步求取裂缝渗透率。由于该区多为高角度裂缝，故利用式（4）计算裂缝开度： （4）式中，CLLs、CLLd、Cmf分别为浅、深侧向电导率及泥浆滤液电导率；b为裂缝开度，。获取裂缝开度后，根据该区裂缝特征，选用多组系模型(5)计算裂缝渗透率： （5）式中，Kf为裂缝渗透率，10-3m2；b为裂缝开度，；f为裂缝孔隙度,%。（3）地区经验公式建立根据该区试油资料建立了每米采油指数与总孔隙度的交会图，见图3，图3显示除C15-1井（4349.34070m）、CG25井(43374375m)、C662井(3755.63759.6m)试油井段外，孔隙度与每米采油指数具有良好的相关性。根据测井资料和地质资料分析，C15-1、CG25井的试油井段是以裂缝性为主的储层，而C662试油井段是以孔隙型为主的砂岩储层，而关系良好的试油井段是C66区块、C57区块的砾岩储层，上述的良好关系显示出孔隙度与储层产出能力应有着良好的关系。因此，可以根据试油资料和孔隙度建立渗透率计算模型。图3 每米采油指数与孔隙度交会图C662CG25C15-1每米采油指数： （6）即 （7）式中：Q地面原油产量，m3；K地层渗透率，10-3m2;原油粘度，mPa.s；B原油体积系数,无因次；Re地层供给半径，m；rw油井半径，m；PI每米采油指数，t/d。在同一地区中可以假设式（7）中除K、PI是变量外，其他参数可视为定量，利用式（7）计算出与每米采油指数相对应的渗透率，再利用渗透率与孔隙度的关系建立渗透率计算公式：K=0.0003e2.0885 R=0.9644 （8） 式中：K渗透率，10-3m2；孔隙度，%。图4为各渗透率计算模型计算结果对比图，图中地区经验公式计算的渗透率数值远大于其他模型计算的渗透率，与该段试油高产结果吻合的较好，而其他模型计算结果与试油高产相矛盾。图4 各渗透率计算结果对比图3应用效果分析C73井是去年11月完钻的预探井，该井位于车西洼陷的东北部，该井钻遇了大套砂砾岩体。该井储层最发育、物性较好的井段是4527.34555.1m，该井段第一性资料显示较好，FMI成像显示储层主要为杂基支撑的砾岩，自然伽马低值，显示储层泥质含量较小，但裂缝不发育，总孔隙度为13.5%，核磁有效孔隙度约为2%，裂缝孔隙度为0.020.11%，裂缝渗透率为0.0020.0710-3m2，利用地区经验公式计算的渗透率约为0.110-3m2，可见储层物性很差。现已对该井段进行了试油，日产油0.19t/d，酸压后，日产油0.38t/d。根据该区储层分类标准，该井段储层属于低产层，改造后也难以达到工业油流，根据这个建议，该井不再进行储层压裂改造。4结论与认识（1）碳酸盐岩砾岩储层储集空间多样，在物性评价时应分析储层类型，针对不同类型，选用不同的计算模型。（2）碳酸盐岩砾岩储层产能与孔隙度、裂缝有着密切的关系，在物性评价时应同时考虑两者的作用。（3）建立的地区经验渗透率计算公式能比较