席 輝，成志剛，張 蕾，羅少成，甘 寧

(中國石油集團測井有限公司，陜西 西安 710077)

致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)生油層系的致密碎屑巖或者碳酸鹽巖儲層中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運移形成的石油聚集，一般無自然產(chǎn)能，需要通過大規(guī)模壓裂技術才能形成工業(yè)產(chǎn)能。致密油層的物性界限確定為地面空氣滲透率小于1×10－3μm2，地下覆壓滲透率小于0.1 ×10－3μm2左右［1］。

目前隴東地區(qū)規(guī)模開發(fā)的主要是延長組長8常規(guī)油藏，其孔隙度一般分布在8% ～16%，平均孔隙度10%左右，滲透率一般分布在(0.1～10)×10－3μm2，平均滲透率在1×10－3μm2左右，結合生產(chǎn)資料確定的孔隙度下限為7%，滲透率下限為0.1×10－3μm2。而對于長7致密油藏，目前仍處于研究和探索階段，下限標準尚不明確，迫切需要建立起合理的下限標準，為有效厚度劃分及儲量計算提供依據(jù)。

1 致密油層基本特征

研究了50口井的致密油層測井、錄井、試油及分析化驗資料。通過分析巖石學資料發(fā)現(xiàn)，隴東地區(qū)長7致密油層巖性以長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，孔隙類型以長石溶孔為主，粒間孔次之，總體物性差，孔隙度主要分布在6% ～10%之間，平均孔隙度為7.5%，滲透率主要分布在之間(0.01～0.1)×10－3μm2，平均滲透率為0.07 ×10－3μm2;通過對恒速壓汞測試數(shù)據(jù)分析，儲層喉道半徑主要分布在0.3～0.5 μm，孔喉分選相對較好，孔喉比主要分布在400～700之間，為細孔微喉或中孔微喉(如圖1、2)，由此可見長7段屬于典型的致密砂巖儲層，與常規(guī)儲層差異明顯。

圖1 隴東地區(qū)長7儲層喉道半徑分布頻率

圖2 隴東地區(qū)長7儲層孔喉比分布頻率

2 致密油層下限確定

通過最小流動孔喉半徑法確定致密砂巖油層物性下限，并利用密閉取心法、油—水相滲法確定致密砂巖油層含油飽和度下限。

2.1 最小流動孔喉半徑法確定物性下限

能儲集油氣又能使油氣滲流的最小孔隙通道稱為油氣的最小流動孔喉半徑［2，3］。最小流動孔喉半徑法是先確定儲集層的孔喉半徑下限，然后根據(jù)壓汞實驗中滲透率與孔喉半徑(喉道中值半徑)的關系求出滲透率下限值，最后利用孔隙度與滲透率關系得出孔隙度下限值［4］。

依據(jù)研究需要選取了長慶油田隴東地區(qū)10口取心井長7致密砂巖油層20塊巖心樣品進行高壓壓汞實驗，20塊樣品滲透率分布范圍為(0.019～0.23)×10－3μm2之間，平均滲透率為0.097×10－3μm2;孔隙度分布范圍為3.6% ～11.8%之間，平均孔隙度為8.68%;中值半徑分布范圍為0.029～0.17 μm之間，平均中值半徑為0.07 μm;排驅(qū)壓力分布范圍為1.86～6.36 MPa之間，平均排驅(qū)壓力為3.38 MPa。

由于實驗室測得每塊巖樣的毛管壓力曲線只能代表油藏某一點的特征，只有將油藏幾十條甚至幾百條毛管壓力曲線平均為一條代表油藏特征的毛管壓力曲線，才能有利于確定油藏的原始含油飽和度。J函數(shù)處理是獲得平均毛管壓力資料的經(jīng)典方法［5］。計算公式為:

式中:J(SHg)為J函數(shù)，無因次;Pc為毛管壓力，MPa;σ為界面張力，mN/m;θ為潤濕接觸角;K為滲透率，10－3μm2; 為孔隙度，%。由于實驗為汞—空氣系統(tǒng)，界面張力σ=480 mN/m，潤濕接觸角 θ=140°。

利用公式(1)對以上20塊樣品壓汞資料進行處理，得到了每塊樣品不同進汞壓力下的J函數(shù)，為了提高孔喉半徑下限值精度，需要對每塊樣品J函數(shù)或者進汞飽和度進行如下處理:首先，對每塊樣品J函數(shù)或者進汞飽和度SHg進行線性插值，使得每塊樣品J函數(shù)或者進汞飽和度具有相同的步長。對進汞飽和度SHg進行了線性插值，使得每塊樣品具有相同步長的進汞飽和度;其次，通過每塊樣品J函數(shù)曲線特征觀察，選用五階關系式對J函數(shù)進行最小二乘法擬合，使其系數(shù)達到最優(yōu)。計算公式為:

式中:J(SHg)為J函數(shù)，無因次;SHg為進汞飽和度，%;a、b、c、d、e為系數(shù);f為常數(shù)。

給定每塊樣品壓汞實驗測試數(shù)據(jù)點(SHgi，J(SHg)i)，i=1，2，3…，m 做非線性擬合五階關系式P(X)=aSHg5+bSHg4+cSHg3+dSHg2+eSHg+f均方差為:

通過上述方法可以計算出每塊樣品 a、b、c、d、e、f值，取所有樣品 a、b、c、d、e、f值進行算數(shù)平均，帶入式(2)，求出20塊樣品J函數(shù)曲線和平均毛管壓力曲線，如圖3、圖4所示，再利用Purcell法計算油層的最小流動孔喉半徑。

圖3 隴東地區(qū)延長組長7含油層段J函數(shù)曲線

圖4 隴東地區(qū)延長組長7含油層段Pc平均毛管壓力曲線

Purcell法從壓力與進汞量角度反映不同孔喉半徑對滲透能力的貢獻，當累積滲透率貢獻值達到99.99%時，對應的孔喉半徑即為此油層的最小流動孔喉半徑，計算公式如下［6］:

式中:為平均毛管壓力曲線上某點的壓力，MPa;ΔSHg為區(qū)間進汞量，%;∑K為不同孔隙半徑區(qū)間的累計滲透能力。

圖5 Purcell法計算滲透率累計貢獻率結果

據(jù)此求得延長組長7儲層含油層段的累計滲透率貢獻值達到99.99%時，進汞壓力為13.5 MPa(見圖5)，最小流動孔喉半徑為0.054 μm，這與鄒才能等人［7］確定的致密油層最小孔喉半徑一致。通過建立巖心分析滲透率與喉道中值半徑關系圖版，可以得到滲透率下限為0.03×10－3μm2(見圖6)。結合致密砂巖儲層分析孔隙度與分析滲透率關系圖(見圖7)確定致密油層孔隙度下限為5%。

圖6 隴東地區(qū)延長組長7油藏K－r50關系曲線

圖7 隴東地區(qū)延長組長7儲層孔隙度與滲透率關系

2.2 飽和度下限確定

2.2.1 密閉取心法

密閉取心是采用密閉取心工具與密閉液，在水基鉆井液條件下取出不受鉆井液自由水污染的巖心，密閉取心分析含水飽和度接近地層真實含水飽和度，可信度高［4］。首先對密閉取心含水飽和度進行校正，然后利用校正后的含水飽和度與孔隙度交會圖確定含油飽和度下限(見圖8)，通過統(tǒng)計分析得出，當孔隙度為5%對應的束縛水飽和度為42%，含油飽和度下限值為58%。

2.2.2 油—水相滲法

采用隴東地區(qū)長7致密油層20塊樣品進行氮氣驅(qū)水實驗，對測定的束縛水與對應的孔隙度分析值做擬合處理，通過統(tǒng)計分析得出，當孔隙度下限為5%對應的束縛水飽和度為41.7%，含油飽和度下限為58.3%，與密閉取心資料確定的含油飽和度下限基本一致。

通過以上分析，綜合實際生產(chǎn)情況，建立了隴東地區(qū)致密砂巖油層物性及含油飽和度下限標準，即孔隙度下限為5%，滲透率下限為0.03×10－3μm2，含油飽和度下限為58%。

圖9 某井測井解釋成果圖

3 應用效果

隴東地區(qū)延長組長7段屬于典型的致密砂巖儲層，圖9中，某井長7段2 155.3～2 161.9 m致密層其電阻率為36.90 Ω·m，聲波時差為 206.20 μs/m，密度為2.59 g/cm3，分析孔隙度為5.7%，分析滲透率為0.035×10－3μm2，密閉取心刻度計算含水飽和度為40%，一次測井解釋為干層，二次精細解釋時，發(fā)現(xiàn)該層錄井有顯示，且滿足致密砂巖油層下限標準，解釋為致密油層，試油結果為:油4.76 t/d，達到了工業(yè)油流的標準，同時也充分說明了致密油層物性下限的正確性。

4 結論

(1)隴東地區(qū)長7致密砂巖儲層一般表現(xiàn)為物性差、孔隙結構復雜、非均質(zhì)性強等特點。

(2)通過對致密油層毛管壓力、巖心分析及常規(guī)測井資料的綜合研究，確定其測井解釋的孔隙度下限為5%，滲透率下限為0.03×10－3μm2，含油飽和度下限為58%。該下限的確定為隴東地區(qū)致密砂巖油層測井解釋提供了標準。

(3)儲層下限將隨著商業(yè)油流井標準下降、開發(fā)工藝提高等因素的影響也隨之下降，這需要根據(jù)實際資料進行具體分析。

［1］ 趙政璋，杜金虎，鄒才能，等.致密油氣［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2012:002－003.

［2］ 曾偉，強平，黃繼祥.川東嘉二段孔隙層下限及分類與評價［J］．礦物巖石，1997，17(2):42 －48.

［3］ 原海涵.毛管理論在測井解釋中的應用［M］．北京:石油工業(yè)出版社，1995:9－11.

［4］ 楊小明，石玉江，張海濤，等.蘇里格氣田致密氣下限重新認識［J］．測井技術，2014，38(3):326 －239.

［5］ 呂鳴崗，畢海濱.用毛管壓力曲線確定原始含油飽和度［J］．石油勘探與開發(fā)，1996，23(5):63 －67.

［6］ 高陽.河包場地區(qū)須家河組須四段有效儲層研究［D］．成都:西南石油大學，2008:35－36.

［7］ 鄒才能，朱如凱，白斌，等.中國油氣儲層中納米孔首次發(fā)現(xiàn)及其科學價值［J］．巖石學報，2011，27(6):1857 －1864.