丁點(diǎn)兒 吳少波 吳志明 張 萌

(西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院/陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 西安 710065)

0 前 言

有效儲(chǔ)層是指在當(dāng)前條件下具有商業(yè)價(jià)值的油氣可采儲(chǔ)層，其物性下限一般以能夠儲(chǔ)集和滲濾油氣的最小孔隙度、滲透率來(lái)度量[1]。目前，對(duì)于有效儲(chǔ)層的物性下限，大多研究人員是根據(jù)巖心分析、試油及生產(chǎn)測(cè)試資料予以界定。他們利用試油資料，基于大量巖心樣品實(shí)際測(cè)量的物性結(jié)果得到識(shí)別有效儲(chǔ)層的物性下限標(biāo)準(zhǔn)，再綜合測(cè)井資料得到有效儲(chǔ)層的物性下限，并用一個(gè)確定的物性參數(shù)值來(lái)描述[2-4]。有效儲(chǔ)層物性下限的界定問(wèn)題是油氣藏儲(chǔ)量計(jì)算中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是評(píng)價(jià)有效儲(chǔ)層的一大難點(diǎn)，更是制定油氣田勘探、開發(fā)方案的關(guān)鍵。為了獲得更客觀的油藏認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)，必須明確界定合理的油層物性下限[5]。

現(xiàn)有關(guān)于富縣油田D區(qū)長(zhǎng)8油層組儲(chǔ)層的研究并不多，更是缺乏針對(duì)該區(qū)域儲(chǔ)層物性下限的探索。為了進(jìn)一步明確D區(qū)長(zhǎng)8油層組致密砂巖油藏有效儲(chǔ)層的物性下限，本次研究將采用動(dòng)靜態(tài)資料相結(jié)合的方法，利用巖心分析與試油資料對(duì)其進(jìn)行分析。

1 D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層特征

位于延安市富縣西北部的D區(qū)，是富縣油田自21世紀(jì)初以來(lái)勘探開發(fā)的一個(gè)油氣新區(qū)塊[6]。其構(gòu)造處于鄂爾多斯盆地陜北斜坡一級(jí)構(gòu)造單元的東南部(見圖1)，勘探面積約350 km2。截至目前，該區(qū)已投入大規(guī)模油氣開發(fā)十?dāng)?shù)年之久，三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組為其主要含油層位，同時(shí)長(zhǎng)9、長(zhǎng)6及長(zhǎng)2油層組油氣顯示良好，長(zhǎng)8油藏已完鉆各類探井、開發(fā)井300多口。

圖1 研究區(qū)位置示意圖

通過(guò)巖心觀察及鑄體薄片鑒定發(fā)現(xiàn)，D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層以深灰色極細(xì)砂巖為主，具有粒度細(xì)、成分成熟度低以及結(jié)構(gòu)成熟度、碎屑成分中云母含量均較高等特點(diǎn)。其平均粒度為0.05～0.12 mm，粒度中值為0.05～0.15 mm[7]，以巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，含少量長(zhǎng)石巖屑砂巖和長(zhǎng)石砂巖。

根據(jù)區(qū)內(nèi)30口井300余塊巖心樣品資料分析，長(zhǎng)8儲(chǔ)層的孔隙度集中分布于7%～13%(平均為9.7%)，滲透率集中分布于(0.1～0.5)×10-3μm2(平均為0.32×10-3μm2)(見圖2)，表現(xiàn)出超低滲致密儲(chǔ)層特征。

圖2 D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度、滲透率分布直方圖

2 長(zhǎng)8有效儲(chǔ)層物性下限值的確定

根據(jù)D區(qū)長(zhǎng)8油層組致密砂巖儲(chǔ)層的特征及實(shí)際資料，采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、含油產(chǎn)狀法、測(cè)試法、壓汞參數(shù)法及最小孔喉半徑法確定其有效儲(chǔ)層的物性下限。各方法的特點(diǎn)如表1所示。

表1 確定有效儲(chǔ)層物性下限所用方法

2.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法通常是指基于巖心孔滲數(shù)據(jù)，以低孔、低滲段總累計(jì)儲(chǔ)滲能力的5%為儲(chǔ)能丟失界限進(jìn)行累計(jì)頻率統(tǒng)計(jì)[8]。該方法在我國(guó)大部分石油公司及美國(guó)的巖心公司得到了廣泛應(yīng)用。也有研究人員提出，可以在低孔低滲儲(chǔ)層段將總累計(jì)儲(chǔ)滲能力的15%設(shè)定為累計(jì)儲(chǔ)能丟失上限[9-10]，或?qū)⒖偫塾?jì)儲(chǔ)滲能力的10%設(shè)定為累計(jì)儲(chǔ)能丟失上限[11]。

運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法分析富縣油田D區(qū)310 塊巖心樣品的孔隙度和滲透率，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度 — 滲透率交會(huì)圖(見圖3)。以10%的丟失比例為累計(jì)儲(chǔ)能丟失上限，確定孔隙度的下限為7%，孔隙度累計(jì)丟失13.5%。當(dāng)孔隙度取7%時(shí)，對(duì)應(yīng)的滲透率為0.15×10-3μm2，累計(jì)產(chǎn)油能力丟失6.06%。

圖3 D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度-滲透率交會(huì)圖

2.2 含油產(chǎn)狀法

借助取心資料得到孔隙度與含油產(chǎn)狀的關(guān)系(見圖4)，根據(jù)含油產(chǎn)狀確定有效儲(chǔ)層的物性下限。 區(qū)內(nèi)大量的錄井及試油資料顯示，D區(qū)長(zhǎng)82段已獲工業(yè)油流井射孔段的含油產(chǎn)狀均表現(xiàn)為油跡級(jí)，油跡級(jí)以下砂巖儲(chǔ)層的產(chǎn)油能力均小于工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)為0.5 t/d)。由此可知，油跡級(jí)為其含油級(jí)別下限，其孔隙度下限為7.8%，對(duì)應(yīng)的滲透率取值為0.19×10-3μm2。

圖4 D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度與含油產(chǎn)狀的關(guān)系

2.3 測(cè)試法

單層試油結(jié)果是流體性質(zhì)、儲(chǔ)層物性及采油工藝技術(shù)的綜合體現(xiàn)，也是分析儲(chǔ)層內(nèi)可動(dòng)油和不可動(dòng)油界限的直接依據(jù)[12]。根據(jù)全區(qū)內(nèi)30口井的單層試油資料，當(dāng)初周月的日產(chǎn)油量無(wú)限趨近于0時(shí)，其孔隙度、滲透率分別為7.0%、0.15×10-3μm2左右(見圖5、圖6)。在該物性界限以下，儲(chǔ)層已基本不具備產(chǎn)油的條件。因此，可以將有效儲(chǔ)層的物性下限確定為孔隙度7.0%、滲透率0.15×10-3μm2。

圖5 單井產(chǎn)量與孔隙度的關(guān)系

圖6 單井產(chǎn)量與滲透率的關(guān)系

2.4 壓汞參數(shù)法

儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致滲透率的差異，因此滲透率的下限可根據(jù)中值壓力、排驅(qū)壓力和滲透率之間的關(guān)系來(lái)確定，相應(yīng)的孔隙度下限可根據(jù)孔滲關(guān)系來(lái)確定[13-15]。

根據(jù)D區(qū)6口井52塊巖樣的壓汞資料，在滲透率低于0.18×10-3μm2時(shí)排驅(qū)壓力和中值壓力快速增大(見圖7、圖8)，不具備形成有效儲(chǔ)層的條件。因此，形成有效儲(chǔ)層的滲透率下限為0.18×10-3μm2，其對(duì)應(yīng)的孔隙度為7.5%。

圖7 滲透率與排驅(qū)壓力的關(guān)系

圖8 滲透率與中值壓力的關(guān)系

2.5 最小孔喉半徑法

最小孔喉半徑法是根據(jù)喉道半徑來(lái)確定有效儲(chǔ)層物性下限的方法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)儲(chǔ)層孔喉半徑小于 0.1 μm時(shí)，油氣基本難以突破巨大的毛細(xì)管阻力，無(wú)法流入儲(chǔ)層以形成油氣藏。因此，可將喉道半徑為0.1 μm時(shí)對(duì)應(yīng)的滲透率取值作為有效儲(chǔ)層的物性下限。

根據(jù)壓汞分析數(shù)據(jù)可知孔喉中值半徑與滲透率的關(guān)系(見圖9)。已知最小孔喉中值半徑為 0.1 μm，其對(duì)應(yīng)的滲透率下限為 0.18×10- 3μm2。同時(shí)，對(duì)照研究區(qū)孔隙度與滲透率交會(huì)圖可知孔隙度下限為7.5%。

圖9 D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層滲透率與孔喉中值半徑的關(guān)系

3 有效儲(chǔ)層物性下限取值

在以上方法中，經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和含油產(chǎn)狀法均屬于靜態(tài)方法，而測(cè)試法、壓汞參數(shù)法和最小孔喉半徑法屬于動(dòng)態(tài)方法。應(yīng)用這些方法得到有效儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率下限分別為7.0%～7.8%和(0.15～0.19)×10-3μm2(見表2)，結(jié)果基本趨于一致，接近于準(zhǔn)確值。最后，通過(guò)算術(shù)平均法計(jì)算并確定該區(qū)域有效儲(chǔ)層的物性下限，即孔隙度7.4%、滲透率 0.17×10-3μm2。

表2 研究區(qū)物性下限

4 結(jié) 語(yǔ)

三疊系長(zhǎng)8油層組是富縣油田D區(qū)的主要油氣勘探目的層，其儲(chǔ)層孔隙度介于5%～12%，滲透率普遍低于0.5×10-3μm2，屬致密砂巖儲(chǔ)層。針對(duì)長(zhǎng)8油層的油藏有效儲(chǔ)層物性作了研究，采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、含油產(chǎn)狀法、測(cè)試法、壓汞參數(shù)法和最小孔喉半徑法確定了其物性下限。富縣油田D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層具有粒度較細(xì)、成分成熟度較低、結(jié)構(gòu)成熟度較高、儲(chǔ)層物性較差的特點(diǎn)，屬于致密砂巖儲(chǔ)層。綜合應(yīng)用以上方法，最終確定富縣油田D區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的物性下限為孔隙度7.4%、滲透率0.17×10-3μm2。