致密砂巖儲層研究及進展

唐衛兵

摘 要：本文從致密砂巖儲層物性的特征及分類，及其最近國內外的研究方法方面，對致密砂巖儲層的研究進行了總結。

關鍵詞：致密砂巖；特征；表征參數；研究方法

一.致密砂巖儲層的研究意義

據估算，目前世界上以當前技術可開采的致密砂巖氣儲量為（10.5～24）×1012m3，居非常規天然氣之首，是常規天然氣資源最重要的后備資源之一。因此，對致密砂巖儲層進行深入研究具有戰略意義。

中國的石油總資源量94×109t，低滲透資源量為21.07×109t，占22.41%[1]。中國的準噶爾盆地、鄂爾多斯盆地以及四川盆地西部均發現了儲量巨大的致密砂巖氣藏[2]；不僅如此，在松遼、渤海灣、南襄、蘇北、江漢、塔里木、吐哈等盆地均發現了致密砂巖天然氣儲層的分布[3]。目前我國天然氣產量中有近 1/3 產自非常規的致密砂巖儲層。按我國現有的油氣儲量分析，到 2020 年左右，我國的常規天然氣產量高峰即將過去，非常規致密砂巖天然氣藏將是天然氣勘探開發的主要對象。

二.致密砂巖儲層的概念

致密含氣砂巖儲層是一個相對概念，世界上并沒有統一的界限和劃分標準，在不同的國家和不同的時期，由于資源狀況不盡相同，技術條件也不盡相同，對致密油氣儲層的界限和劃分標準就有所不同。一般把孔隙度低（小于12 %）、滲透率比較低（1×10-3μm2）、含氣飽和度低（小于60 %）、含水飽和度高（大于40 %）、天然氣在其中流動速度較為緩慢的砂巖層中的非常規天然氣的儲層[6][7]，稱之為致密砂巖儲層。致密含氣砂巖的概念最早出現于美國。世界上對致密含氣砂巖并無統一的標準和界限，不同的國家是根據不同時期的石油資源狀況和技術經濟條件來制定其標準和界限的，在同一國家、同一地區，隨著認識程度的提高，致密含氣砂巖的概念也是在不斷的發展和完善的。

三.致密砂巖儲層的特征及分類

3.1致密砂巖儲層的特征

1）分布特征；2）物性特征。

3.2致密砂巖儲層的分類

綜合前人研究成果及國內外致密砂巖氣勘探開發實際，依據致密砂巖成藏與構造演化關系特征及其不同成藏規律，可將致密砂巖氣藏可劃分為兩種類型：

1）“改造型”致密砂巖氣藏；2）“原生型”深盆氣藏。

四.致密砂巖儲層的研究方法

國外對致密砂巖的研究，主要是利用鉆井、測井資料分析致密砂巖儲層的巖石物理特征；利用三維地震數據，研究古沉積相，確定致密砂體分布范圍；再通過分析氣水配置關系，進行深盆氣藏識別。我國對致密氣藏的勘探主要依賴于對有利古構造、古圈閉及后期構造演化的控制的研究，但對深盆氣藏的成藏機理及成藏模式的認識還不夠深入，缺乏理論指導。因此對致密砂巖儲層進行深入的研究，必將有益于天然氣藏的勘探和開發。

4.1儲層的表征參數

油氣藏儲層的表征的基礎是儲層動、靜態參數在空間上的分布特征和變化規律，為有利區塊和層位的預測提供依據。儲層靜態參數包括：儲層物性參數（孔隙度、滲透率）；表征含油氣量多少的水飽和度（微觀和宏觀分布）；孔隙結構——壓汞（喉）、鑄體（孔）、電鏡掃描、圖像分析及最小含烴喉道半徑、儲層原始水膜厚度等資料所反映的儲、滲特征及儲集類型；動態資料——流體微觀滲流（相流動）規律、產能系數、單井產出特征等。

4.2儲層沉積學研究

沉積相研究作為沉積學最基本的內容，在70至80年代獲得了迅速發展。近年來，國內沉積相研究主要集中在相標志的識別、沉積相的縱橫向展布規律、沉積微相研究、沉積模式的建立、層序地層與沉積相關系、沉積相控制因素等研究領域，并利用測井資料和地震資料進行沉積相解釋和分布預測。目前國外沉積相研究正向著全球性沉積相對比研究和沉積過程的定量研究方面發展，美國科羅拉多礦業學院 Tim.Cross 教授（2000）利用能量-物質平衡原理，成功地建立了碳酸鹽巖地層-沉積三維地質預測模型。該模型能從三度空間巖石的產生、再分配和堆積，利用有限的鉆井資料和野外露頭資料對沉積相和地層進行較為準確地預測。他的研究領域代表了目前沉積學研究的發展方向。

4.3儲層測井技術及測井評價

致密低滲透儲層特殊的孔隙結構特征和表面物理性質，給常規測井的資料處理和應用帶來了一系列的困難和不適應性。為了解決測井資料解釋識別中所遇到的這些問題，人們在巖心分析實驗技術和手段方面也在不斷的努力和進步，巖心分析也由常規向微觀結構領域深入。20 世紀 80年代研究發展了 CT 掃描、核磁共振等新興的研究手段，此外，測井技術也有了較大的發展：可提高分辯率的井壁聲電成像測井技術（CBIL-FMI）、定量確定儲層有效孔隙度、自由流體孔隙度和滲透率的核磁共振測井技術（CMR-MAIL）、可獲得原狀地層真實測井信息的隨鉆測井技術（LWD）、可直接測量地層壓力和滲透率的地層動態測試（MDT）技術、油氣井水淹程度解釋和動態預測的碳氧比和過套管測井技術等，為測井資料的儲層解釋評價提供了極大的幫助[16-21]。

4.4儲層建模研究

目前地質統計學已經發展成為一套較為完善的理論體系。目前儲層建模的方法大體有確定性建模和隨機建模兩種。

確定性建模方法認為鉆井所獲得的巖芯及其分析資料是第一性的真實資料，而井與井之間，亦即資料控制點之間的變化是連續的。因此，資料控制點之間的插值是唯一值，確定性的。

隨機建模（Stochastic Modeling）方法則承認地質參數的分布有一定的隨機性，而人們對它的認識存在一些不確定因素，因此建立地質模型時考慮這些隨機性引起的多種可能出現的實際情況供地質人員選擇。隨機選擇方法不追求第一個合理的數值，而是用各種地質統計的特征儲層和各種特性分布的總體面貌，提供一個合理的地質模型。

油藏描述在近 30 年來得到了飛速的發展，油藏描述系統已成為一個龐大的服務系統，它可以為油氣田開發提供重要的形象的地質模型。

參考文獻：

[1]蔣凌志，顧家裕，郭彬程.中國含油氣盆地碎屑巖低滲透儲層的特征及形成機理[J].沉積學報，2004，22（1）：13-19.

[2]唐海發，彭仕宓，趙彥超.大牛地氣田盒2-3段致密砂巖儲層微觀孔隙結構特征及其分類評價[J].礦物巖石，2006，26（3）：107-113.

[3]胡宗全.致密裂縫性碎屑巖儲層描述、評價與預測[M].北京：石油工業出版社，2005：1-7.