王天嬌

（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)），湖北 武漢 430100）

范小偉，王天雨，王東

（中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤錦 124011）

張洪志

（中石油遼河油田分公司高升采油廠，遼寧 盤錦 124125）

致密砂巖油氣藏潛在的儲(chǔ)量豐富，已逐漸成為石油勘探開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象之一。致密砂巖儲(chǔ)層普遍具有孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測(cè)井響應(yīng)特征復(fù)雜等特點(diǎn)，因此對(duì)碎屑巖孔隙結(jié)構(gòu)特征的研究越來(lái)越受到人們的重視［1－2］。為了應(yīng)用測(cè)井資料實(shí)現(xiàn)對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層滲流特性的定量評(píng)價(jià)，筆者選取了A井旋轉(zhuǎn)井壁取心樣品，開(kāi)展了基于碎屑巖孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的滲透率計(jì)算方法研究。

1 試驗(yàn)方法

①將旋轉(zhuǎn)取心巖樣切磨、洗油、烘干、測(cè)量長(zhǎng)度、直徑、稱干重等處理后，采用氣測(cè)法測(cè)量巖樣的孔隙度、滲透率；②將巖樣飽和模擬地層水稱濕重、水中重計(jì)算孔隙度，再將巖心裝入巖心夾持器加溫加壓到地層溫度壓力，測(cè)量巖樣100%含水的電阻率；③從洗油后旋轉(zhuǎn)取心巖樣上取小樣，對(duì)巖樣處理后按順序裝到樣品臺(tái)上，同時(shí)記錄樣品號(hào)和安裝順序，將樣品送入掃描電鏡觀察。

2 孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的計(jì)算

由于巖石骨架和油氣都是不導(dǎo)電的，因此，可由毛細(xì)管理論［1］可推導(dǎo)出毛細(xì)管孔喉半徑、毛細(xì)管迂曲度和孔隙結(jié)構(gòu)綜合指數(shù)的計(jì)算公式:

式中，R為地層孔喉半徑；por為巖石孔隙度；Rw為地層水電阻率；Sw為巖石含水飽和度；Rt為巖石中充滿油、氣、水時(shí)的電阻率；t為毛細(xì)管迂曲度；P為孔隙結(jié)構(gòu)綜合指數(shù)。當(dāng)巖石孔隙中100%含水時(shí)，巖石電阻率Rt為巖石100%含水時(shí)的電阻率R0。

3 掃描電鏡分析

圖1（a）所示為接觸膠結(jié)的砂礫巖，孔隙以裂縫和溶蝕孔隙為主，喉道類型以點(diǎn)狀、片狀或彎片狀喉道為主；圖1（b）所示為接觸膠結(jié)，孔隙中充填的高嶺石，以晶間孔為主，喉道類型以點(diǎn)狀、片狀喉道為主；圖1（c）所示為接觸膠結(jié)，粒間孔隙被高嶺石充填，喉道類型以點(diǎn)狀、片狀喉道為主；圖1（d）所示為接觸膠結(jié)，粒間孔隙被綠泥石填充。由于綠泥石多數(shù)都以孔隙襯墊的形式分布在顆粒之間，喉道類型以點(diǎn)狀、片狀或彎片狀喉道為主。通過(guò)圖1分析認(rèn)為，A井的巖石孔隙組合類型主要為殘余粒間孔－溶孔型，是由殘余粒間孔－溶孔所組成的一類復(fù)合儲(chǔ)滲空間。而儲(chǔ)層巖石喉道類型以點(diǎn)狀、片狀或彎片狀喉道為主，次為管束狀喉道。

圖1 A井不同巖樣的掃描電鏡圖片

圖2（a）所示為接觸膠結(jié)的砂礫巖，巖石顆粒內(nèi)的局部微裂縫，喉道類型以板狀喉道為主，這種孔隙喉道類型在本地區(qū)不常見(jiàn)；圖2（b）所示為孔隙膠結(jié)的含礫細(xì)砂巖，巖石內(nèi)綠泥石含量高，喉道類型為管束狀喉道；圖2（c）所示為接觸膠結(jié)的細(xì)砂巖，巖石內(nèi)的溶蝕孔發(fā)育，喉道類型以點(diǎn)狀、片狀或彎片狀喉道為主，次為管束狀喉道。通過(guò)圖2掃描電鏡分析認(rèn)為，A井的儲(chǔ)層成巖演化階段處于中成巖階段早期和晚期，壓實(shí)作用是導(dǎo)致目標(biāo)區(qū)砂巖孔隙喪失的主要原因。并且該成巖階段是溶蝕作用和膠結(jié)作用并存的時(shí)期，孔隙發(fā)育具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖2 A井不同巖樣掃描電鏡照片

4 滲透率與孔隙綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的關(guān)系

將巖電試驗(yàn)測(cè)量的孔隙度、100%含水巖石電阻率、地層水電阻率，分別代入式 （1）～ （3）中計(jì)算毛細(xì)管孔隙半徑、毛細(xì)管迂曲度、孔隙結(jié)構(gòu)綜合指數(shù)。

依據(jù)掃描電鏡分析結(jié)果，將數(shù)據(jù)以具有點(diǎn)狀和片狀的喉道含有綠泥石的巖樣；片狀或管束狀喉道含有高嶺石的巖樣；板狀通道有微裂縫的巖樣；具有管束狀喉道的巖樣進(jìn)行分類在算數(shù)坐標(biāo)內(nèi)進(jìn)行回歸處理，分別得到以下4種滲透率與孔隙綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。

1）具有點(diǎn)狀和片狀的喉道含有綠泥石的巖樣:

2）具有片狀或管束狀喉道含有高嶺石巖樣:

3）具有板狀通道有微裂縫的巖樣:

4）具有管束狀喉道的巖樣:

建立的應(yīng)用孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算滲透率的經(jīng)驗(yàn)公式都具有較高的相關(guān)性，這表明通過(guò)掃描電鏡在對(duì)巖性、膠結(jié)類型、孔隙類型和泥質(zhì)成分進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上，再通過(guò)巖電試驗(yàn)或測(cè)井所得資料，計(jì)算并建立孔隙綜合評(píng)價(jià)指數(shù)P與巖石滲透率K之間的關(guān)系，是合理的應(yīng)用儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層滲透率的定量計(jì)算的關(guān)鍵。

5 應(yīng)用實(shí)例

基于上述試驗(yàn)分析建立的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)P與巖石滲透率K的4種模型，對(duì)研究地區(qū)B井進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用 （見(jiàn)表1）。

表1 巖心試驗(yàn)滲透率與不同模型計(jì)算的儲(chǔ)層段滲透率對(duì)比

6 結(jié)論

1）在應(yīng)用測(cè)井 （巖電試驗(yàn)）資料計(jì)算孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)、評(píng)價(jià)碎屑巖尤其是低孔低滲儲(chǔ)層的滲流特性時(shí)，必須考慮巖性、膠結(jié)類型、孔隙類型、泥質(zhì)成分和分布方式對(duì)巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響，才能合理的應(yīng)用儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層滲透率的定量計(jì)算。

2）實(shí)際應(yīng)用表明，分類建立的滲透率模型在致密砂巖儲(chǔ)層具有一定的適用性。另外，應(yīng)用該模型計(jì)算滲透率的同時(shí)可以初步判斷巖石的孔隙類型。

［1］陳杰，劉向君，成竹，等，利用電阻率測(cè)井資料研究砂巖孔隙結(jié)構(gòu)特征 ［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，27（6）:5－6.

［2］華東石油學(xué)院巖礦教研室 .沉積巖石學(xué) ［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1982.