張安達，王成，喬睿

致密砂巖儲層物性下限確定新方法及系統(tǒng)分類

張安達1，王成1，喬睿2

（1.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司，黑龍江大慶163000）

扶余油層致密砂巖儲層是大慶油田目前勘探開發(fā)的新目標，但對其儲層物性的下限缺乏明確界定。因此，采用儲層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的經(jīng)驗統(tǒng)計法，分別對工業(yè)油層和低產(chǎn)油層儲層物性按累計概率丟失10%作統(tǒng)計分析，確定工業(yè)油層物性下限為：孔隙度=7.1%，滲透率=0.08 mD，低產(chǎn)油層物性下限為：孔隙度=5.6%，滲透率=0.047 mD。再利用致密砂巖臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法，確定儲層物性下限為：孔隙度=4.46%，滲透率=0.041 mD，該值與低產(chǎn)油層儲層物性的下限值較為接近，故將其作為致密砂巖儲層的物性下限。依據(jù)致密儲層物性下限、工業(yè)油層物性下限及常規(guī)儲層物性分類界限，將砂巖儲層系統(tǒng)分為致密Ⅲ類、致密Ⅱ類、致密Ⅰ類、低孔滲、中孔滲、高孔滲和特高孔滲儲層。致密砂巖儲層物性下限的確定和儲層系統(tǒng)的分類可為致密油儲層產(chǎn)能的計算及儲層評價提供參數(shù)指標和技術(shù)支撐。

致密儲層；物性下限；臨界孔喉半徑；儲層系統(tǒng)分類

0 引言

研究區(qū)隸屬于松遼盆地北部中央凹陷的一個大型背斜構(gòu)造，以下白堊統(tǒng)泉頭組扶余油層為主要產(chǎn)油層［1-2］。扶余油層資源潛力較大，但動用程度一直很低，低單井產(chǎn)能和低儲量豐度均直接影響探明儲量的升級與開發(fā)［3-4］。扶余油層巖性以細砂巖和粉砂巖為主，儲層物性很差，滲透率小于1 mD的儲層接近50%。研究區(qū)以往開發(fā)的主要是物性相對較好的儲層，但隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷深入，致密砂巖儲層已成為勘探開發(fā)的新目標。由于對致密儲層的研究起步較晚，目前，不同學(xué)者對致密油氣的概念存在理解上的偏差，對砂巖儲層類型的劃分也不盡相同［5-9］，并將致密儲層空氣滲透率上限定為1 mD，孔隙度上限定為10%或12%，缺乏對致密儲層物性下限的明確界定。筆者利用儲層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的經(jīng)驗統(tǒng)計法和臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法來確定扶余油層致密砂巖儲層物性的下限，并依據(jù)致密儲層物性下限、工業(yè)油層物性下限及常規(guī)儲層物性分類界限，完成砂巖儲層的系統(tǒng)分類。

1 致密砂巖儲層物性下限的確定

目前，對儲層物性下限的求取有很多種方法，包括經(jīng)驗統(tǒng)計法、含油產(chǎn)狀法、測試法、相滲曲線組合法、物性試油法及試油資料約束法等［10-16］，這些方法主要是在以往常規(guī)砂巖儲層研究的基礎(chǔ)上提出的，因此，針對致密砂巖儲層物性下限的求取方法很少。筆者利用儲層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的統(tǒng)計法和致密砂巖臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法，求取致密砂巖儲層物性下限。

圖1 儲層物性累積概率丟失曲線Fig.1Cumulative probability loss curve of reservoir physical properties

1.1儲層物性與產(chǎn)能相結(jié)合的經(jīng)驗統(tǒng)計法

經(jīng)驗統(tǒng)計法是一種比較成熟的求取儲層物性下限的方法，它是以巖心孔隙度和滲透率分析資料為基礎(chǔ)，以低端孔滲累積儲滲能力丟失不超過總累積的5%及孔滲累積概率丟失一般取10%為界限的一種累積頻率統(tǒng)計法［13-16］，但應(yīng)用該方法作統(tǒng)計分析時，一般是將油層的儲層物性作為一個整體來考慮，而很少有人依據(jù)儲層產(chǎn)能狀況的差異性進行統(tǒng)計分析。筆者將儲層物性和產(chǎn)能二者相結(jié)合來求取儲層物性的下限?？紤]到研究區(qū)油層埋深主要為1 400～2 400 m，依據(jù)石油天然氣行業(yè)標準［17］將產(chǎn)能大于1 t/d的儲層稱為工業(yè)油層，產(chǎn)能為0.1～1.0 t/d的儲層稱為低產(chǎn)油層，產(chǎn)能小于0.1 t/d的儲層稱為干層。通過對3 032個孔隙度與滲透率實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析（圖1），按孔滲累積概率丟失10%計算出工業(yè)油層的物性下限為：孔隙度=7.1%，滲透率= 0.08 mD；低產(chǎn)油層的物性下限為：孔隙度=5.6%，滲透率=0.047 mD。

1.2 臨界孔喉半徑與壓汞資料相結(jié)合的函數(shù)擬合法

儲層喉道大小對其內(nèi)部流體的滲流能力起到控制作用［18］，致密儲層孔喉以納米級為主。鄒才能等［19］曾提出在致密油儲層中針對最大油分子的臨界孔喉半徑為54 nm。通過核磁共振測試確定研究區(qū)致密儲層的含油臨界孔喉半徑為50nm。筆者利用壓汞資料通過最大孔喉半徑與孔隙度和滲透率的函數(shù)擬合，以50 nm作為致密砂巖儲層臨界孔喉半徑，確定致密砂巖儲層的孔隙度下限為4.46%，滲透率下限為0.041 mD，考慮到該下限值與按孔滲累積概率丟失10%統(tǒng)計的低產(chǎn)油層儲層物性下限值較為接近，因此，取該值作為扶余油層致密砂巖儲層的物性下限（圖2）。

圖2 最大孔喉半徑與物性函數(shù)擬合關(guān)系Fig.2Fitting curves of maximum pore throat radius and reservoir physical properties

2 砂巖儲層系統(tǒng)分類

依據(jù)石油天然氣行業(yè)標準［20］，砂巖儲層孔隙度分為6個等級，分別為特高孔（孔隙度≥30%）、高孔（25%≤孔隙度＜30%）、中孔（15%≤孔隙度<25%）、低孔（10%≤孔隙度<15%）、特低孔（5%≤孔隙度<10%）和超低孔（孔隙度<5%）。儲層滲透率分為7個等級，分別為特高滲（滲透率≥2 000 mD）、高滲（500 mD≤滲透率<2 000 mD）、中滲（50 mD≤滲透率<500 mD）、低滲（10 mD≤滲透率<50 mD）、特低滲（1 mD≤滲透率<10 mD）、超低滲（0.1 mD≤滲透率<1 mD）和非滲（滲透率<0.1 mD）。如果依據(jù)該等級標準利用孔滲交會圖進行儲層分類，儲層類型將達40種之多，而且該標準是在以往常規(guī)儲層研究過程中形成的，沒有對致密儲層類型進行劃分。近年，賈承造等［21］按空氣滲透率為1 mD（一般基質(zhì)覆壓滲透率0.1 mD）作為致密油儲層滲透率上限，對中國主要致密油儲層孔隙度進行了概率統(tǒng)計，依據(jù)統(tǒng)計結(jié)果將致密油儲層劃分為致密Ⅰ、致密Ⅱ和致密Ⅲ共3類儲層，其孔隙度分別為7%～10%，4%～7%和<4%，但這3類致密儲層的滲透率均采用致密油儲層滲透率的上限值，沒有再進行細分。

筆者按照目前多數(shù)學(xué)者認為的致密儲層空氣滲透率上限為1 mD，孔隙度上限為10%或12%（考慮研究區(qū)實際生產(chǎn)情況，孔隙度上限取值為12%），再依據(jù)上述所確定的致密儲層物性下限、工業(yè)油層物性下限及常規(guī)儲層物性分類界限［20］，將砂巖儲層劃分為致密Ⅲ類、致密Ⅱ類、致密Ⅰ類、低孔滲、中孔滲、高孔滲和特高孔滲儲層（圖3）。利用圖3所示的儲層分類圖版對研究區(qū)不同含油飽和度巖心樣品的物性投圖分類，結(jié)果表明，當儲層孔滲接近筆者確定的致密砂巖儲層物性下限時，儲層含油飽和度很低，其值小于6%，亦說明本次研究所確定的致密砂巖儲層物性下限是可靠的。

圖3 儲層孔隙度與滲透率交會分類Fig.3Classification of reservoir physical properties

3 結(jié)論

（1）大慶油田扶余油層致密砂巖儲層物性下限為：孔隙度=4.46%，滲透率=0.041 mD。單井巖心樣品含油飽和度特征亦表明本次研究所確定的致密砂巖儲層物性下限符合研究區(qū)實際情況。

（2）扶余油層致密砂巖儲層物性下限的確定為致密油儲層的產(chǎn)能計算提供了指標參數(shù)。砂巖儲層系統(tǒng)分類特別是在致密儲層物性下限基礎(chǔ)上將致密儲層細分為3類，對致密儲層的評價研究及其勘探和開發(fā)都具有重要意義。

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（本文編輯：楊琦）

《巖性油氣藏》參考文獻著錄格式

本刊采用順序編碼制，引文編碼加方括號標在引用處的右上角。參考文獻著錄格式如下：

①專著：［序號］著者（列前三名）.書名［M］.版次（首版不注）.譯者（為譯著時）.出版地∶出版社,出版年：起始頁-終止頁.

②期刊論文：［序號］作者（列前三名）.題名［J］.刊名,出版年,卷（期號）∶起始頁-終止頁.

③論文集析出文獻：［序號］作者（列前三名）.題名［C］∥編著者.論文集名.出版地：出版者，出版年∶起始頁-終止頁.

④學(xué)位論文：［序號］作者.題名［D］.保存地點：保存單位，年份.

⑤技術(shù)標準：［序號］標準編號，標準名稱［S］.出版地：出版社，年.

⑥專利：［序號］專利申請者.專利題名，國名：專利號［P］.出版日期.

此外，引用非公開出版物的文獻時須用腳注標出。

A new method for determining physical property lower limit of tight sandstone reservoir and reservoir system classification

ZHANG Anda1，WANG Cheng1，QIAO Rui2
（1.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163712，Heilongjiang，China；2.Testing Technology Services Company，PetroChina Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163000，Heilongjiang，China）

Tight sandstone reservoir of Fuyu oil layer is a new target of current exploration and development,but there lacks clear definition of the property lower limit.By using statistical method combining physical properties with reservoir productivity,this paper carried out statistical analysis of physical properties respectively on the commercial oil layer and low yield oil layer according to the cumulative probability loss 10%.The physical property lower limit of commercial reservoir is φ=7.1%，K=0.08 mD.The physical property lower limit of low yield oil layer is φ=5.6%,K= 0.0047 mD.Based on function fitting method combining tight sandstone critical pore throat radius with mercury injection data,it is determined that the physical property lower limit is φ=4.46%,K=0.041mD.Considering the lower limit value being close to the lower limit of low yield oil layer,we took the lower limit value as the physical property lower limit of tight reservoir.Based on the physical property lower limit of the tight and commercial reservoir and the conventional reservoir classification boundaries,we classified sandstone reservoir system into classⅢ,classⅡand classⅠof tight reservoir,and low,middle,high and extra-high porosity and permeability reservoir.The determinationof tight reservoir physical property lower limitandreservoirsystemclassification can provide important parameters and technicalsupportsforproductivitycalculationandevaluationoftightreservoir.

tight reservoir；physical propertylower limit；critical pore throat radius；reservoir systemclassification

TE319.1

：A

1673-8926（2014）05-0005-04

2014-02-28；

：2014-04-22

中國石油大慶油田有限責(zé)任公司科研項目“大慶長垣及齊家—古龍地區(qū)扶余高臺子油層儲層特征及成巖控制因素研究”（編號：201207010）資助

張安達（1976-），男，博士，高級工程師，主要從事儲層評價方面的研究工作。地址：（163712）黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院。E-mail：andyzh96@petrochina.com.cn。