李 晨 薛曉軍 王 晨 李秀彬 解俊昱 金庭科

(中國(guó)石油西部鉆探地質(zhì)研究院)

0 引 言

目前新疆油田流體識(shí)別技術(shù)手段較多，但錄井流體識(shí)別方法仍以定性評(píng)價(jià)為主，雖然已初步開展基于四性分析，探索定量化評(píng)價(jià)方法的相關(guān)性研究，但沒(méi)有按照層位進(jìn)行精細(xì)刻度，解釋依據(jù)主要通過(guò)試油結(jié)論進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納總結(jié)；其次是對(duì)微觀孔隙結(jié)構(gòu)與流體賦存的關(guān)系研究不夠深入，雖然流體性質(zhì)判別把握比較大，但對(duì)油水比例及流體在微觀孔隙結(jié)構(gòu)中的賦存狀態(tài)不清楚，造成錄井解釋符合率偏低。通過(guò)顯微熒光薄片技術(shù)和核磁共振技術(shù)對(duì)油水在儲(chǔ)集層孔喉、孔道及微細(xì)裂縫等儲(chǔ)集空間的微觀分布特征和賦存狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)性研究，厘清了可動(dòng)流體、束縛流體在儲(chǔ)集層中的分布規(guī)律。

1 巖心顯微熒光薄片基礎(chǔ)數(shù)據(jù)定量化采集

顯微熒光實(shí)現(xiàn)了流體微觀孔隙結(jié)構(gòu)賦存狀態(tài)的可視化，“巖心顯微熒光薄片數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)”[1]從顏色、熒光強(qiáng)度、熒光產(chǎn)狀、發(fā)光面積及滲流通道特征等方面通過(guò)分析計(jì)算，可定量化采集數(shù)據(jù)(圖1)，用于儲(chǔ)集層流體性質(zhì)的判別。

該系統(tǒng)可將不同倍率、不同熒光強(qiáng)度圖像[2]的描述信息入庫(kù)，可編輯、查詢、導(dǎo)入、導(dǎo)出、保存熒光描述信息。

通過(guò)熒光顏色識(shí)別子系統(tǒng)，可對(duì)熒光薄片的發(fā)光顏色進(jìn)行有效識(shí)別、定名并統(tǒng)一管理；通過(guò)巖心熒光強(qiáng)度計(jì)算與識(shí)別子系統(tǒng)，可自動(dòng)計(jì)算熒光發(fā)光面積并保存入庫(kù)，對(duì)發(fā)光面積能進(jìn)行人工校正，對(duì)不同的發(fā)光顏色進(jìn)行量化識(shí)別；通過(guò)熒光薄片喉道分析子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)喉道均值自動(dòng)計(jì)算以及校正入庫(kù)；通過(guò)微細(xì)裂縫分析子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)微細(xì)裂縫的數(shù)理統(tǒng)計(jì)和入庫(kù)管理。最終，可得到顯微熒光薄片定量化數(shù)據(jù)分析報(bào)告。

圖1 錄井巖心顯微熒光薄片數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 巖心柱塞樣核磁實(shí)驗(yàn)計(jì)算量化參數(shù)

通過(guò)核磁共振分析實(shí)驗(yàn)，觀察儲(chǔ)集層巖石在不同狀態(tài)下的核磁特性，綜合研究巖心孔徑分布、孔隙度、滲透率、可動(dòng)流體飽和度等方面特性，可更為精確地進(jìn)行儲(chǔ)集層分類、流體賦存狀態(tài)定義及儲(chǔ)集層流體可動(dòng)性評(píng)價(jià)，這對(duì)準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)準(zhǔn)噶爾盆地碎屑巖儲(chǔ)集層微觀孔隙特征具有重要意義，對(duì)油藏開發(fā)具有一定的參考價(jià)值。

通過(guò)采集地下巖石孔隙中所含流體的核磁共振信號(hào)，即自旋回波信號(hào)，并對(duì)巖石自旋回波信號(hào)進(jìn)行多弛豫反演可以得到弛豫時(shí)間譜。弛豫時(shí)間譜代表了巖石孔徑分布情況，而當(dāng)孔徑小到某一程度后，孔隙中的流體將被毛管力所束縛而無(wú)法流動(dòng)，表明在弛豫時(shí)間譜上存在一個(gè)閾值，當(dāng)孔隙流體的弛豫時(shí)間大于某一弛豫時(shí)間時(shí)，流體為可動(dòng)流體，反之為束縛流體。這樣通過(guò)T2截止值的確定，可以對(duì)孔隙中油、水的可動(dòng)、不可動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷、分析并得出相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)。目前核磁共振解釋中的T2截止值主要有2個(gè)來(lái)源：一個(gè)是由實(shí)驗(yàn)室飽和水巖樣離心前后T2積分曲線對(duì)比分析得到，該方法的缺點(diǎn)是成本高、周期長(zhǎng)，且數(shù)據(jù)量有限；另一個(gè)是利用經(jīng)驗(yàn)值，國(guó)內(nèi)外對(duì)大量飽和水砂巖巖樣T2截止值測(cè)量分析發(fā)現(xiàn)，不同物性巖樣T2截止值變化非常大。因此，利用上述2種方法獲取T2截止值均存在一定的局限性。本次實(shí)驗(yàn)共選取具有代表性的準(zhǔn)噶爾盆地6口井侏羅系32塊樣品，并分巖性進(jìn)行了原狀、飽和、離心前后的核磁測(cè)量，基本涵蓋了準(zhǔn)噶爾盆地大部分巖性，主要分為泥質(zhì)粉砂巖、粉-細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、中-細(xì)砂巖、中-粗砂巖、砂礫巖六類。離心實(shí)驗(yàn)后通過(guò)32塊飽和水巖樣的T2譜形態(tài)特征與T2截止值對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，T2截止值在T2譜上的位置與T2譜形態(tài)、T2譜峰值位置關(guān)系密切[3]，為此建立了一種基于T2譜形態(tài)特征的與離心實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的T2截止值確定方法，由此可得到縱向上連續(xù)變化的T2截止值，從而大幅提高可動(dòng)、束縛流體飽和度的計(jì)算精度[4-5]，按照巖性和T2譜形態(tài)總結(jié)見(jiàn)表1、表2、表3。

表1T2譜形態(tài)(單峰)特征總結(jié)

表2T2譜形態(tài)(雙峰)特征總結(jié)

表3T2譜形態(tài)(三峰)特征總結(jié)

3 顯微熒光與核磁敏感參數(shù)的定量化評(píng)價(jià)

在顯微熒光薄片技術(shù)以及核磁共振錄井技術(shù)應(yīng)用以前, 錄井在含油氣豐度的評(píng)價(jià)方面長(zhǎng)期處于缺少及時(shí)、可靠物性參數(shù)的支撐, 甚至不得不等測(cè)井結(jié)果出來(lái)才能評(píng)價(jià)的局面。顯微熒光薄片技術(shù)與核磁共振錄井技術(shù)為流體的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)提供了支撐, 并為準(zhǔn)確分析各種參數(shù)之間的消長(zhǎng)關(guān)系提供了依據(jù)，物性與含油氣性的結(jié)合, 提高了油氣層評(píng)價(jià)的速度和準(zhǔn)確性。主要運(yùn)用敏感參數(shù)法和圖形法來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。敏感參數(shù)法可對(duì)巖石物性、含油性參數(shù)進(jìn)行定量分析和總結(jié)，圖形法可對(duì)巖石中流體附存狀態(tài)進(jìn)行直觀描述和分類，兩者結(jié)合，運(yùn)用這些豐富而重要的信息可準(zhǔn)確判斷儲(chǔ)集層的特征分布。

3.1 敏感參數(shù)法

提取顯微熒光敏感參數(shù)與核磁敏感參數(shù)，通過(guò)“物化結(jié)合”把兩者結(jié)合在一起， 即將巖石物理參數(shù)與包含熒光信息的化學(xué)參數(shù)相結(jié)合。由于顯微熒光敏感參數(shù)與核磁敏感參數(shù)均能反映儲(chǔ)集層的物性與含油性，且具有一定的相關(guān)性，兩者結(jié)合建立圖板，可更加準(zhǔn)確地對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通過(guò)對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地M 23、ZJ 3-H等15口井試油層共90個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行分析，運(yùn)用顯微熒光薄片定量化參數(shù)與錄井核磁共振參數(shù)交會(huì)，建立了顯微熒光與核磁共振解釋圖板。從運(yùn)用效果最好的來(lái)看，發(fā)光面積和含油飽和度這兩個(gè)敏感參數(shù)的交會(huì)圖板可劃分出明顯價(jià)值區(qū)與非價(jià)值區(qū)(圖2)，價(jià)值區(qū)為發(fā)光面積>6%且含油飽和度>32%，非價(jià)值區(qū)為發(fā)光面積<8%且含油飽和度<32%。

圖2 熒光與核磁敏感參數(shù)劃分流體性質(zhì)圖板

3.2 圖形法

通過(guò)核磁共振T2衰減曲線的反演，可得出巖心的孔徑分布，核磁共振的巖樣T2譜中包含孔隙大小分布、流體分布等多種信息，而在新鮮樣、浸泡樣、飽和樣譜圖中包含油氣充滿度、逸散度、含水性等信息。因此，將譜圖的形態(tài)特征結(jié)合顯微熒光圖像特征，可綜合判斷儲(chǔ)集層物性、含油性特征。

準(zhǔn)噶爾盆地許多井從試油結(jié)果看,儲(chǔ)集層的物性、含油性差異較大，將儲(chǔ)集層由好到差劃分為4類(A、B、C、D類)。

A類：T2譜及參數(shù)特征如圖3所示。T2譜為以大孔隙為主的單峰形態(tài)，說(shuō)明孔隙大，分選較好，與飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)相似，表明儲(chǔ)集層均質(zhì)性好，而且可動(dòng)流體含量高。結(jié)合顯微熒光圖像來(lái)看，主孔喉流體主要為烴類，發(fā)光面積較大，基質(zhì)受浸染程度高；其孔隙發(fā)育。此類儲(chǔ)集層不采取壓裂或酸化等措施。

圖3 A類儲(chǔ)集層T2譜與顯微熒光圖片示意

B類：T2譜及參數(shù)特征如圖4所示。T2譜主要為雙峰或三峰形態(tài)，右峰一般代表可動(dòng)流體，左峰代表束縛流體。右峰與弛豫時(shí)間軸包圍面積大，則可動(dòng)流體飽和度高；反之，則束縛流體飽和度高。右峰下包圍面積大，信號(hào)幅度較高，表明存在一定的大孔隙，孔喉分選較好。飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)不一致，反映出儲(chǔ)集層均質(zhì)性較差。結(jié)合顯微熒光圖像來(lái)看，發(fā)光面積中等；角隅狀、喉道狀、孔表吸附狀，主孔喉大部為烴類占據(jù)，基質(zhì)浸染程度低；其孔隙較發(fā)育。此類儲(chǔ)集層建議采取壓裂或酸化等措施。

圖4 B類儲(chǔ)集層T2譜與顯微熒光圖片示意

C類：T2譜及參數(shù)特征如圖5所示。T2譜主要為雙峰形態(tài),與飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)相似,右峰下包面積小,左峰下包面積大,反映出儲(chǔ)集層均質(zhì)性較差,大孔隙較少,小孔隙較多,表明在低孔低滲儲(chǔ)集層中屬于差儲(chǔ)集層,尤其滲流能力差, 可動(dòng)流體含量低, 束縛流體含量高。結(jié)合顯微熒光圖像來(lái)看，發(fā)光面積??；呈喉道狀、角隅狀、孔表吸附狀，主孔喉見(jiàn)可動(dòng)水，基質(zhì)受輕微浸染。 因此, 在壓裂條件下可產(chǎn)出一定量的流體。

圖5 C類儲(chǔ)集層T2譜與顯微熒光圖片示意

D類：T2譜及參數(shù)特征如圖6所示，T2譜主要為雙峰形態(tài), 與飽和狀態(tài)T2譜形態(tài)基本一致,反映出儲(chǔ)集層均質(zhì)性較好。飽和狀態(tài)T2譜包圍面積小,幅度小,表明孔隙度小,同時(shí)飽和狀態(tài)T2譜左峰高于右峰,表明束縛流體飽和度高于可動(dòng)流體飽和度,小孔隙較多,大孔隙較少。因此,儲(chǔ)集層產(chǎn)出量即使在壓裂條件下也較少。表明該儲(chǔ)集層在低孔低滲儲(chǔ)集層中屬于差儲(chǔ)集層,尤其滲流能力非常差,束縛流體相比可動(dòng)流體含量高,但整體流體含量低。結(jié)合顯微熒光圖像來(lái)看，發(fā)光面積??；角隅狀、孔表吸附狀，主孔喉見(jiàn)烴類可動(dòng)水不明顯，基質(zhì)受輕微浸染；其孔隙不發(fā)育。因此,建議不采取措施。

圖6 D類儲(chǔ)集層T2譜與顯微熒光圖片示意

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

碎屑巖儲(chǔ)集層可動(dòng)流體定量化評(píng)價(jià)方法能夠從微觀角度展示儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)和流體賦存狀態(tài)，為流體評(píng)價(jià)提供了更為精細(xì)的第一手直觀資料，進(jìn)一步為試油選層、優(yōu)選改造工藝提供決策依據(jù)。F 29井為準(zhǔn)噶爾盆地東部的一口重點(diǎn)探井，通過(guò)該井2 364.98～2 367.58 m井段巖心熒光顯微圖像綜合特征統(tǒng)計(jì)成果報(bào)告可知，熒光顏色主要為黃綠色-淡黃色(顏色量化為4)，發(fā)光強(qiáng)度為中亮-亮(強(qiáng)度量化為5)，發(fā)光面積為6.92%～19.78%，基質(zhì)受浸染程度較深，極個(gè)別砂巖顆粒受浸染發(fā)黃褐色光，粒間孔發(fā)育，孔道輪廓不清晰；對(duì)井段2 364.80～2 367.58 m巖心柱體樣進(jìn)行核磁共振分析，T2譜圖呈雙峰形，大孔隙與小孔隙均存在,儲(chǔ)集層均質(zhì)性較好，可動(dòng)流體含量略高于束縛流體含量?？紫抖?3.31%～17.43%，滲透率2.71～19.61 mD，含油飽和度34.02%～42.77%，數(shù)據(jù)點(diǎn)落在價(jià)值區(qū)，即落在油層、油水同層區(qū)(圖2)；運(yùn)用圖形法可知存在大孔隙，儲(chǔ)集層均質(zhì)性較好，主孔喉大部為烴類占據(jù)，基質(zhì)浸染程度較高；孔隙較發(fā)育，顯微熒光發(fā)光面積高(圖7)。綜合評(píng)價(jià)，錄井解釋為油層，建議采取壓裂或酸化等措施。后期試油，井段2 363.00～2 370.00 m壓裂后產(chǎn)油6.15 t/d，試油為油層。分析結(jié)果與試油結(jié)果吻合性較好。

圖7 F 29井T2譜與顯微熒光圖片示意

5 結(jié) 論

通過(guò)以顯微熒光薄片圖像為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為工具，對(duì)熒光圖像的發(fā)光顏色、發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光面積、喉道以及微細(xì)裂縫進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)分析，開發(fā)了“巖心顯微熒光薄片數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)”，由定性觀察過(guò)渡到定量采集分析；利用巖心柱塞樣進(jìn)行核磁實(shí)驗(yàn)分析，將侏羅系的碎屑巖進(jìn)行分類，分別求取其T2截止值并歸納總結(jié)孔隙分布特征，進(jìn)而準(zhǔn)確求取核磁參數(shù)；利用敏感參數(shù)法、圖形法將顯微熒光薄片、核磁敏感參數(shù)進(jìn)行融合，綜合分析儲(chǔ)集層的物性與流體賦存狀態(tài)，最終對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)，在實(shí)際運(yùn)用中符合率較高，能夠從微觀角度展示儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)和流體賦存狀態(tài)，為流體評(píng)價(jià)提供了更為精細(xì)的第一手直觀資料，進(jìn)一步為試油選層、優(yōu)選改造工藝提供決策依據(jù)。