碳酸礫巖儲層物性評價與儲層參數(shù)計算

1、車西洼陷碳酸鹽砂礫巖儲層參數(shù)計算王 君 吳春文 張德峰摘要：車西洼陷北部陡坡發(fā)育了大量碳酸鹽巖砂礫巖儲層，該類儲層儲集空間類型多樣，次生孔隙發(fā)育，儲層非均質(zhì)性嚴(yán)重，不同于其他砂礫巖儲層。針對該區(qū)儲層特點(diǎn)，將儲層分為孔隙裂縫型、裂縫型和孔隙型三種類型，不同儲層采用不同的計算模型。總孔隙度選用中子密度交會法計算；裂縫孔隙度利用電成像測井或深淺雙側(cè)向測井資料計算。由于該區(qū)礫巖儲層與砂巖儲層的孔滲特點(diǎn)不同，分類建立了孔隙度滲透率計算公式；裂縫滲透率利用了雙側(cè)向測井和電成像測井資料計算；根據(jù)試油資料建立了適合本地區(qū)總滲透率計算公式。通過對比各滲透率計算模型，建立的地區(qū)滲透率經(jīng)驗(yàn)公式最符合實(shí)際情況。該研究

2、成果的應(yīng)用取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：碳酸鹽砂礫巖儲層 儲層參數(shù)計算 孔隙度計算 滲透率計算 車西洼陷 0前言車鎮(zhèn)凹陷車西洼陷北部陡坡沙河街組，沿埕南大斷層走向發(fā)育了大量碳酸鹽砂礫巖扇體，這些砂礫巖扇體油源條件優(yōu)越，通過近幾年對該帶鉆探發(fā)現(xiàn)，在沙三、沙四段，油氣的富集主要受儲層物性的控制。最初對古生界潛山勘探開發(fā)時，發(fā)現(xiàn)沙三段砂巖儲層，其測井計算孔隙度一般為36%，較高孔隙度時有熒光顯示，低孔隙度處基本無顯示，但是在陡坡帶的碳酸鹽巖礫巖體測井計算孔隙度一般在37%，不但錄井獲得厚層油斑顯示，而且試油獲得高產(chǎn)工業(yè)油流。鉆井取心分析發(fā)現(xiàn)該類巖石既有碎屑巖的粒間孔隙，又有微裂縫、溶孔等，這使得對礫巖體

3、儲層的物性特征有了新的認(rèn)識。為了更好地評價這類儲層物性，更準(zhǔn)確的計算儲層參數(shù)，需要采用不同于常規(guī)碎屑巖的測井評價方法。1儲層類型及測井特征該區(qū)砂礫巖儲層類型較多，主要有礫巖儲層、砂巖儲層、含礫砂巖和含砂礫巖儲層，并且不同類型的儲層無論是物性特征還是測井特征差別都較大，現(xiàn)分別敘述如下。1.1 礫巖儲層測井特征礫巖儲層是該區(qū)最主要的產(chǎn)層，高產(chǎn)層都是該類儲層。該類儲層自然伽馬（GR）低值，一般為2530API，自然電位（SP）無異常，雙側(cè)向電阻率有低侵或無侵特征，物性較好的礫巖儲層電阻率數(shù)值在50200m之間，聲波時差（AC）數(shù)值一般為5065s/ft，密度（DEN）數(shù)值為2.62.7g/cm3，中

4、子孔隙度（CNL）數(shù)值為410%。在地層微電阻率掃描成像測井（FMI）圖上可見明顯的礫石，當(dāng)存在溶蝕孔洞和裂縫時，在高阻背景下看到低阻的孔洞和裂縫，核磁共振測井T2譜常出現(xiàn)長弛豫時間。1.2 砂巖儲層測井特征砂巖儲層有兩種形式，一種是出現(xiàn)在礫巖層的頂?shù)谆驃A在礫巖中，以薄層的形式出現(xiàn)；另一種是以單層的形式出現(xiàn)，一般出現(xiàn)在離物源較遠(yuǎn)的儲層，如車66砂體南部的車662井出現(xiàn)了較厚的砂巖儲層。砂巖儲層主要測井特征：自然伽馬（GR）數(shù)值較低，一般為5070API，SP正異常或無異常，雙側(cè)向電阻率有低侵或無侵特征，地層電阻率數(shù)值在1260m之間，聲波時差（AC）數(shù)值為5765s/ft，密度（DEN）數(shù)值為

5、2.542.6g/cm3，中子孔隙度（CNL）數(shù)值為410%；在FMI圖上，砂巖多呈塊狀或?qū)訝罘植迹舜殴舱馮2譜常顯示長馳豫時間。1.3 含砂礫巖和含礫砂巖儲層測井特征這兩種儲層由于巖性混雜，測井特征不同于礫巖和砂巖儲層，測井特征介于其兩者之間，當(dāng)?shù)[石成分較多時，測井特征更接近礫巖儲層測井特征，當(dāng)砂巖成分較多時，測井特征接近砂巖儲層測井特征。2 儲層參數(shù)計算2.1孔隙度計算2.1.1 孔隙類型圖1 孔隙度與滲透率交會圖車660、73、662、663、66等井的巖心實(shí)驗(yàn)分析資料，見圖1，從圖中可以看出該區(qū)儲層孔隙度普遍較小，砂巖孔隙度高于礫巖孔隙度，但砂巖滲透率明顯小于礫巖儲層，同時，含有裂縫

6、的巖樣滲透率明顯的大。根據(jù)測井資料和鉆井取心資料分析，該區(qū)砂礫巖體的孔隙類型主要有三種類型，分別為：（1）孔隙裂縫型儲層在原有孔隙和裂縫的背景上，由于地下水的溶蝕作用，又產(chǎn)生了很多溶孔，從而形成粒間孔、溶孔、裂縫儲集層。該類儲層其儲滲作用主要靠溶孔、裂縫。一般認(rèn)為溶孔和粒間孔是主要儲集空間，溶孔、裂縫是主要滲濾通道。但是由于裂縫和溶孔往往總是串連在一起的，所以實(shí)際上很難將它們分開。該區(qū)的主要高產(chǎn)層都來自該類儲層。（2）裂縫型儲層在致密礫巖中因發(fā)育了裂縫而形成的儲集層。其基巖孔隙度很低，常在2以下，孔隙的直徑也很小，基本無儲、滲價值。儲集層的儲集空間和滲濾通道主要由裂縫貢獻(xiàn)，因此儲集層產(chǎn)能與裂縫

7、發(fā)育程度有很大關(guān)系，只有在儲層厚度較大，裂縫發(fā)育且延伸較遠(yuǎn)時，才能具備獲得高產(chǎn)工業(yè)油流的條件。（3）粒間孔隙儲層該類儲集層儲集和滲濾空間都是以粒間孔隙為主，裂縫很少或無。因此儲集性能的好壞受著孔隙、喉道的大小、分布、膠結(jié)及充填物性質(zhì)等多種因素的控制。該區(qū)無裂縫的砂巖、礫巖儲層都是這類儲層。2.1.2 孔隙度計算（1）總孔隙度巖心分析資料顯示該區(qū)砂礫巖成分復(fù)雜，難以利用單一的孔隙度測井準(zhǔn)確計算孔隙度，故利用雙孔隙度測井計算孔隙度或利用核磁共振測井計算孔隙度，尤其核磁共振測井可以提供較準(zhǔn)確的總孔隙度、有效孔隙度和可動流體孔隙度，提高了儲層物性評價的準(zhǔn)確性。（2）裂縫孔隙度裂縫孔隙度是評價裂縫性儲層

8、的一個重要參數(shù)。由于電阻率、孔隙度對裂縫孔隙度最為敏感，故選用雙側(cè)向測井曲線計算裂縫孔隙度。 （1）式中，CLLs、CLLd分別為淺、深測向電導(dǎo)率；mf為裂縫的孔隙度指數(shù)，取值為1.11.8；Rm為泥漿濾液電阻率；Kr為裂縫畸變系數(shù)取值為11.3，水平縫取1.3，垂直縫取1。隨著測井資料處理技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)MI測井也可以較準(zhǔn)確地計算裂縫孔隙度。斯侖貝謝公司的FRAKVIEW程序基于有限元法，在對FMI圖像進(jìn)行直觀定性解釋的基礎(chǔ)上，由人工拾取裂縫，然后由計算機(jī)對拾取的裂縫計算張開度、長度和密度等參數(shù)，見圖2。圖2 FMI和雙側(cè)向計算裂縫孔隙度對比圖2.2滲透率計算2.2.1 滲透率特征巖心實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

9、砂礫巖儲層滲透率與孔隙度關(guān)系復(fù)雜，經(jīng)過巖性分類和孔隙分類等方法，制作了砂礫巖體的滲透率與孔隙度交會圖（圖1）。從圖1可以看出具有裂縫的巖樣滲透率明顯增大；同等孔隙度的礫巖滲透率多大于砂巖滲透率。2.2.2 滲透率計算（1）基質(zhì)滲透率由于礫巖和砂巖孔隙度與滲透率的關(guān)系相差較大，因此，分巖性建立了無裂縫時孔隙度與滲透率的關(guān)系。礫巖儲層孔隙度與滲透率的關(guān)系：log(K)=0.1976-1.5951 R = 0.68 （2）砂巖儲層孔隙度與滲透率的關(guān)系：log(K)=0.0464-1.3606 R = 0.71 （3）式中：K滲透率，10-3m2；孔隙度，%。（2）裂縫滲透率由于該地區(qū)采集了電成像測井

10、，故利用電成像測井或根據(jù)雙側(cè)向測井識別和估算裂縫滲透率。 利用FMI成像測井資料估算裂縫滲透率FMI成像測井處理后可以得到視裂縫密度（FVDC）、視裂縫長度（FVTL）、裂縫平均寬度(FVA)、裂縫平均水動力寬度（FVAH）、裂縫視孔隙度（FVPA），見圖2，可以利用上述參數(shù)估計滲透能力。 利用雙側(cè)向測井資料計算裂縫滲透率利用雙側(cè)向測井資料計算裂縫開度，然后結(jié)合裂縫孔隙度進(jìn)一步求取裂縫滲透率。由于該區(qū)多為高角度裂縫，故利用式（4）計算裂縫開度： （4）式中，CLLs、CLLd、Cmf分別為淺、深側(cè)向電導(dǎo)率及泥漿濾液電導(dǎo)率；b為裂縫開度，。獲取裂縫開度后，根據(jù)該區(qū)裂縫特征，選用多組系模型(5)計

11、算裂縫滲透率： （5）式中，Kf為裂縫滲透率，10-3m2；b為裂縫開度，；f為裂縫孔隙度,%。（3）地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式建立根據(jù)該區(qū)試油資料建立了每米采油指數(shù)與總孔隙度的交會圖，見圖3，圖3顯示除C15-1井（4349.34070m）、CG25井(43374375m)、C662井(3755.63759.6m)試油井段外，孔隙度與每米采油指數(shù)具有良好的相關(guān)性。根據(jù)測井資料和地質(zhì)資料分析，C15-1、CG25井的試油井段是以裂縫性為主的儲層，而C662試油井段是以孔隙型為主的砂巖儲層，而關(guān)系良好的試油井段是C66區(qū)塊、C57區(qū)塊的礫巖儲層，上述的良好關(guān)系顯示出孔隙度與儲層產(chǎn)出能力應(yīng)有著良好的關(guān)系。因此，

12、可以根據(jù)試油資料和孔隙度建立滲透率計算模型。圖3 每米采油指數(shù)與孔隙度交會圖C662CG25C15-1每米采油指數(shù)： （6）即 （7）式中：Q地面原油產(chǎn)量，m3；K地層滲透率，10-3m2;原油粘度，mPa.s；B原油體積系數(shù),無因次；Re地層供給半徑，m；rw油井半徑，m；PI每米采油指數(shù)，t/d。在同一地區(qū)中可以假設(shè)式（7）中除K、PI是變量外，其他參數(shù)可視為定量，利用式（7）計算出與每米采油指數(shù)相對應(yīng)的滲透率，再利用滲透率與孔隙度的關(guān)系建立滲透率計算公式：K=0.0003e2.0885 R=0.9644 （8） 式中：K滲透率，10-3m2；孔隙度，%。圖4為各滲透率計算模型計算結(jié)果對比

13、圖，圖中地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式計算的滲透率數(shù)值遠(yuǎn)大于其他模型計算的滲透率，與該段試油高產(chǎn)結(jié)果吻合的較好，而其他模型計算結(jié)果與試油高產(chǎn)相矛盾。圖4 各滲透率計算結(jié)果對比圖3應(yīng)用效果分析C73井是去年11月完鉆的預(yù)探井，該井位于車西洼陷的東北部，該井鉆遇了大套砂礫巖體。該井儲層最發(fā)育、物性較好的井段是4527.34555.1m，該井段第一性資料顯示較好，F(xiàn)MI成像顯示儲層主要為雜基支撐的礫巖，自然伽馬低值，顯示儲層泥質(zhì)含量較小，但裂縫不發(fā)育，總孔隙度為13.5%，核磁有效孔隙度約為2%，裂縫孔隙度為0.020.11%，裂縫滲透率為0.0020.0710-3m2，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式計算的滲透率約為0.110-3m2，可見儲層物性很差?，F(xiàn)已對該井段進(jìn)行了試油，日產(chǎn)油0.19t/d，酸壓后，日產(chǎn)油0.38t/d。根據(jù)該區(qū)儲層分類標(biāo)準(zhǔn)，該井段儲層屬于低產(chǎn)層，改造后也難以達(dá)到工業(yè)油流，根據(jù)這個建議，該井不再進(jìn)行儲層壓裂改造。4結(jié)論與認(rèn)識（1）碳酸鹽巖礫巖儲層儲集空間多樣，在物性評價時應(yīng)分析儲層類型，針對不同類型，選用不同的計算模型。（2）碳酸鹽巖礫巖儲層產(chǎn)能與孔隙度、裂縫有著密切的關(guān)系，在物性評價時應(yīng)同時考慮兩者的作