川西須家河組二段超致密儲層有效性測井綜合評價

曾焱李濤葉素娟

1.成都理工大學能源學院 2.中國石化西南油氣分公司勘探開發研究院

川西須家河組二段超致密儲層有效性測井綜合評價

曾焱1,2李濤2葉素娟2

1.成都理工大學能源學院 2.中國石化西南油氣分公司勘探開發研究院

曾焱等.川西須家河組二段超致密儲層有效性測井綜合評價.天然氣工業,2010,30(6):35-38.

四川盆地西部上三疊統須家河組二段低孔低滲儲層非均質性極強,傳統的儲層有效性測井評價技術方法的適用性受到制約,尋找一套切實有效的測井解釋評價技術對解決該區面臨的儲層綜合評價、天然氣增儲上產等問題有著重要的意義。為此,采用了常規與特殊測井資料相結合,以宏觀與微觀地質特征研究成果為切入點,尋找測井信息能描述二者具有統一關系的解釋模式,建立了一套儲層參數確定、流體性質判別、裂縫識別等表征儲層儲集特征的定性分析與定量計算的評價方法,并在此基礎上結合鉆井、錄井信息,對單井儲層進行綜合解釋,從而達到準確識別儲層有效的目的。采用該方法,對川西新場地區須二段儲層進行了單井測井精細解釋評價,符合率大大提高,地質效果明顯。驗證了該方法的適用性和有效性。

四川盆地 西 晚三疊世 低滲透儲集層 孔隙度 地質特征 測井 識別 評價

1 地質特征

1.1 巖石及物性特征

川西新場須家河組二段發育辮狀河三角洲平原和前緣河道以及前緣河口沉積,砂體發育、厚度較大,儲層巖性為淺灰色中粒巖屑石英砂巖,儲集空間主要為粒內溶孔、粒間孔和粒間溶孔,次為微孔和沿顆粒分布的一些微裂縫,儲集空間類型為裂縫—孔隙型;儲層物性差巖心分析儲層孔隙度最大為12.28%、最小為0.34%、平均為3.36%;滲透率最大為526.488mD、最小為0.00019mD、平均0.064mD,屬于特低孔致密儲層。

1.2 滲流特征

由須二段儲層孔隙度與滲透率的關系圖(圖1)可見,隨著孔隙度的增大滲透率有變好的趨勢,但孔滲相關性較差,這說明須二段儲層基質孔滲相關性較好,同時儲層存在一些與孔隙空間關系較小的額外滲濾通道,這些滲濾通道使得須二段滲透率值的增加對孔隙度增加的依賴很小。由薄片鑒定可推斷新場須二段儲層的額外滲濾通道為裂縫(圖2)。工業氣流的產出對裂縫的依賴程度很高[1-3]。

圖1 須二段儲層孔隙度與滲透率關系圖

2 儲層參數預測

新場須二段目前的勘探開發結果表明:這些相對優質的儲層段有著較為復雜的氣水分布規律,準確計算地層的地球物理參數是對儲層精細評價的首要工作。以往的研究是在假定儲層參數所對應測井特征具唯一性的前提下進行的,由此得到的參數值在精度上存在誤差的較大,究其原因有:①由于每種測井方法在理論上只是表征巖石物理性質的某一主要方面,但其影響因素又是多方面的;②由于此類超致密、高溫、高壓、非均質復雜地層,盡管取心樣品在不斷增多,但具代表性的取心井段甚少,對模型的修正與完善也只是停留在原技術方法基礎上,并不具普遍適用性;③對于這類超致密裂縫—孔隙型儲層其飽和度和滲透率的計算本身也屬于世界級的難題,加之本研究區沒有做密閉取心工作,對計算的結果也就無法進行檢驗與校正。鑒于此狀況,應加強研究、總結。

圖2 須二段儲集空間圖版

2.1 孔隙度計算

從微觀地質特征入手,薄片鑒定、掃描電鏡和X—衍射的結果發現,須二段砂體內的泥質含量極低,黏土礦物以伊利石為主,其次為綠泥石,其中伊利石以片狀、毛針狀、束狀或集合體狀充填于孔隙或圍繞顆粒邊緣的形式存在,綠泥石以孔隙襯里和孔隙充填形式存在,對儲層有建設性作用。為此,在體積模型的基礎上,將泥質賦存方式分為結構泥、分散泥和層狀泥3類,各自在宏觀物理量的貢獻分別為:結構泥質作為骨架存在,不影響孔隙度大小;分散泥質占據孔隙的一部分;而層狀泥可視為另一骨架巖性。將這3種類型與測井信息結合,分別建立不同的計算模型(表1),再與實際巖心刻度,就可較準確地計算孔隙度參數。

表1 須家河組儲層孔隙度參數計算模型表

2.2 滲透率估算

眾所周知,滲透率的大小主要取決于孔隙度的大小和孔隙的幾何形狀,通過對須二段大量的鑄體薄片觀察分類后,建立了與微裂縫發育程度有關的孔隙度與平均滲透率之間的關系(圖3),其中滲透性最好的是由黑色曲線代表,綠色曲線表示最為致密,橙紅色曲線表示在顯微鏡下可見孔隙連通性較差,未見或有極少微裂縫,喉道發育差;藍色曲線則代表有少許喉道或微裂縫連通,將測井曲線與之進行綜合標定后,可計算得到不同孔隙結構及裂縫發育程度下的地層滲透率。

圖3 須二段孔隙度—滲透率關系圖

2.3 含水飽和度計算

根據物性及孔隙結構條件分析,須二段屬于含少量(或不含)泥,超低孔隙以裂縫—孔隙型為主的儲集層,因而選用阿爾奇公式:。本次研究共送巖電實驗樣品31個,受取心段和巖心物性變化梯度的限制,沒有再將其細分為各小層砂組。考慮以往常溫常壓條件下的樣品結果不符合真實地層條件、結果數據可塑性大等因素,此次研究采用了模擬地層的實驗條件來確定阿爾奇公式中的m、n、a、b值[4]。

3 流體識別

3.1 孔隙度—含水飽和度交會法

根據阿爾奇的經典公式可以知道:如果儲層只含束縛水,在φ—Sw交會圖中的交會點呈近雙曲線分布規律,說明儲層只含束縛水,不含可動水,儲層為氣層(圖4);如交會點不呈近雙曲線分布規律,說明儲層不僅含束縛水,還含可動水,儲層為水層或氣水同層(圖5)。

圖4 川X8井氣層φ—Sw交會圖

3.2 等量剛孔隙度重疊法

其原理是基于在相同的滲儲條件下,孔隙度測井對水層與對氣層的響應變化有一定差異基礎上。當井壁周圍地層孔隙空間中含有殘余天然氣時,補償中子測井所測得的孔隙度遠低于純地層孔隙度(即地層含純凈水時的孔隙度),殘余氣飽和度越高其中子測井孔隙度比純地層孔隙度下降越多,其兩者等量剛的差異即能體現流體性質。由于研究區密度受井眼影響較大,所以將標準化后的聲波、中子重疊作為識別天然氣信息的主要指標。

4 裂縫評價

4.1 成像測井裂縫識別

按聲電成像測圖像顏色的深淺,可以直觀、清晰地拾取裂縫發育的條數和裂縫的傾角,這是最有力的裂縫識別手段。通常成像測井分辨裂縫的類型有:高角度縫、低角度縫、網狀縫3大類,同時可以直觀顯示其有效性,圖6是X856井產層段裂縫成像測井圖,清楚地展示了裂縫的各類型。

圖6 X856井網狀縫影像特征圖

4.2 裂縫參數估算

從成像資料可以定量計算裂縫孔隙度、張開度、裂縫密度、裂縫產狀等參數,其原理是在成像測井圖上識別裂縫,然后針對 FMI成像儀器由數值模擬得來的[5],具體公式為:

式中:W為裂縫張開度;c為系數,完全取決于FMS成像測井儀器的具體結構,μm-1;b為系數,完全取決于FMS成像測井儀器的具體結構,無量綱;A為由裂縫造成的電導異常面積;Rxo為裂縫巖石骨架電阻率,Ω ·m;Rm為裂縫中流體電阻率,Ω·m。

5 儲層有效性綜合評價

將上述方法得到的定性、定量結果進行綜合分析評價,并結合測試結果,可對儲層進行有效性識別。圖7是川5井綜合評價圖。該井顯示須二段上部儲層物性、天然氣、裂縫匹配關系較好,而含水夾層對應裂縫不發育段,故解釋該層為氣層,原始狀態不產水;中上部儲層段有含水夾層且對應裂縫發育,綜合解釋該層為含水氣層;中下部含氣性差,以含水夾層為主,裂縫發育,綜合解釋該層為含氣水層;下部以含水層為主,綜合解釋為含水層;底部砂層有一定的裂縫發育,流體局部含氣,綜合儲層參數綜合解釋為差氣層。測試時對該井進行了兩次射孔測試,第一次對5157～5180m進行測試,獲天然氣產量8.58×104m3/d;第二次對4925～5045m和5063～5092m進行測試,結果產水量72.4m3/d,后經生產測井證實主產水層為5033～5044m和5073～5091.7m。該井的精細評價結果得到了很好的地質印證[6-7]。

圖7 川5井精細評價解釋成果圖(注:1ft=30.48cm)

6 結論

1)宏觀與微觀地質認識的統一性,是測井儲層有效性評價研究的核心方法。

2)儲層參數的精細研究為提高非均質復雜油氣藏的識別提供了更合理的地球物理數據信息。

3)對儲層參數、流體、裂縫的正確認識評價是對此類低孔滲儲層是否具有效性判斷的3個重要條件,缺一不可。

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(修改回稿日期 2010-04-22 編輯 韓曉渝)

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.009

Zeng Yan,senior engineer,born in1973,is engaged in research of hydrocarbon accumulation and oil and gas field development.

Add:No.116,North Sec.4,First Ring Rd.,Chengdu,Sichuan610083,P.R.China

Tel:+86-28-83355259 E-mail:litao503@126.com

Comprehensive logging evaluation of effectiveness of super-tight reservoirs in the second member of the Xujiahe Formation,western Sichuan Basin

Zeng Yan1,2,Li Tao2,Ye Sujuan2
(1.School ofEnergy Resources,Chengdu University ofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;2.Ex ploration&Development Research Institute,Sinopec Southwest B ranch Company,Chengdu,Sichuan610051,China)

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE6,pp.35-38,6/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)

Reservoirs in the second member of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the western Sichuan Basin are featured by lowporosity,low permeability and strong heterogeneity,constraining the conventional logging evaluation of reservoir effectiveness. Therefore,developing a set of practical logging evaluation techniques is of great significance for comprehensive reservoir evaluation as well as gas reserve growth and production increase.By integrating conventional and special logging data,we define a log interpretation mode that can describe the relationship between macroscopic and microscopic geological features.A set of appraisal methods are presented for quantitative and qualitative description of a reservoir such as defining reservoir parameters,identifying fluid properties, and recognizing fractures.The description result,in combination with drilling and logging data,is used to perform an integrated interpretation of reservoirs in a single well.This method is applied to fine logging evaluation of reservoirs in the second member of the Xujiahe Formation in a single well in the Xinchang area,western Sichuan Basin.The coincidence rate of interpretation results is significantly improved,indicating that this method is effective in logging evaluation of super-tight reservoirs.

Sichuan Basin,west,Late Triassic,low permeability reservoir,porosity,geological feature,logging,identification,evaluation

book=35,ebook=196

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.009

曾焱,1973年生,高級工程師,碩士;從事油氣藏成藏與油氣田開發研究工作。地址:(610083)四川省成都市一環路北四段116號中國石化西南油氣分公司勘探開發研究院。電話:(028)83355259。E-mail:litao503@126.com