W區長9油層組儲層孔隙結構與可動流體飽和度研究

王艷　(延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西 西安 710075)

李偉峰　(延長油田股份有限公司勘探開發技術研究中心，陜西 延安 716001)

石彬，陳芳萍　(延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西 西安 710075)

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W區長9油層組儲層孔隙結構與可動流體飽和度研究

王艷(延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西 西安 710075)

李偉峰(延長油田股份有限公司勘探開發技術研究中心，陜西 延安 716001)

石彬，陳芳萍(延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西 西安 710075)

[摘要]W區位于鄂爾多斯盆地最為寬廣的伊陜斜坡中段，整體表現為西傾單斜，坡度僅1°左右。延長組長9油層組為典型低孔、低滲儲層。利用恒速壓汞測試獲得不同滲透率巖樣的孔道半徑、喉道半徑分布曲線，其孔道半徑分布差異不大，而喉道半徑差異較大。運用核磁共振技術結合離心法確定W區橫向弛豫時間τ2的截止值(τ(2，cutoff))；滲透率低于0.1mD的巖心核磁圖譜主要為單峰結構，平均可動流體飽和度為23.68%，流體主要受到納米級和亞微米級喉道所控制；滲透率高于0.1mD的巖心核磁圖譜主要為雙峰結構，平均可動流體飽和度為55.56%，可動流體主要賦存在亞微米和微米孔隙中。

[關鍵詞]孔隙結構；可動流體；恒速壓汞；核磁共振

W區位于鄂爾多斯盆地最為寬廣的伊陜斜坡中段，整體表現為坡度僅1°左右的西傾單斜構造。隨著油田新增油藏品質的不斷下降，低滲、特低滲透儲量所占比例越來越大。該類油藏埋藏深、物性差、巖性多變、含油豐度低，利用常規的孔隙度、滲透率難以評價該類油藏的開發潛力。為此，筆者選取W區延長組長9油層組三角洲前緣相沉積的低滲透儲層巖心(東部3口取心井位于砂體厚度大、分選好的水下分流河道主體，西部2口取心井位于砂體較薄、分選差的水下分流河道側翼)，利用恒速壓汞技術在準靜態進汞過程毛細管壓力變化僅受到儲層喉道與孔道控制的原理，獲得有關孔道數量、孔喉比、孔道大小等孔隙結構信息；利用核磁共振巖心分析求取可動流體飽和度。

1孔隙度、滲透率數據分析

選取W區長9油層組6口井共40塊巖心測試孔隙度、滲透率數據，巖心深度在2000～2300m之間，巖性主要為淺灰色細粉砂巖?？紫抖戎饕植荚?%～15%，平均9.5%(圖1(a))；滲透率主要分布在0.01～1.00mD之間，平均0.1mD(圖1(b))，孔隙度和滲透率都有隨巖心深度增加而減小的趨勢。

圖1　研究區孔隙度(a)及滲透率直方圖(b)

圖2　油跡、熒光顯示巖心孔、滲關系圖

W區巖心主要為熒光顯示和油跡顯示，熒光顯示的巖心滲透率分布為0.001～0.015mD，孔隙度分布為2.0%～8.0%；油跡顯示的巖心滲透率分布為0.032～3.997mD，孔隙度分布為5.3%～15.5%，油跡顯示巖心孔、滲物性優于熒光顯示巖心(圖2)。從圖2還可以看出：熒光顯示的巖心孔、滲關系相關性??；油跡顯示的巖心孔隙度隨著滲透率的增加而增加，呈線性關系；當巖心中出現裂縫時，表現為滲透率較高而孔隙度較小。

2儲層微觀孔隙結構特征

對W區內4口取心井7塊巖樣進行恒速壓汞法測試[1，2]，測試結果見表1。平均喉道半徑、最大喉道半徑、平均孔喉比以及分選系數與滲透率均呈良好的對數關系(圖3)。滲透率越小，儲層平均喉道半徑和最大喉道半徑越??；而平均孔喉比越大，特別是當滲透率小于0.1mD時，喉道半徑急劇減小，而孔喉比急劇增大，由此造成儲層開發難度顯著增大；而當滲透率大于0.1mD時，平均喉道半徑均在1μm(細喉道級別)以上，而最大喉道半徑均在2μm(中喉道級別)以上，開發難度適中。

表1　恒速壓汞測試結果

圖3　滲透率與平均喉道半徑、主流喉道半徑、最大喉道半徑、分選系數關系圖

對不同滲透率巖心對應的喉道半徑、孔道半徑(圖4)分析發現，不同滲透率的巖心，孔道半徑分布差異不大。而喉道半徑差異較大。滲透率越低，喉道半徑分布越集中于低值區且展布范圍窄，曲線峰值高；隨滲透率增大，展布范圍向高值區擴展，但曲線峰值降低。由此可見，巖樣的滲流能力主要受喉道半徑的制約[3～8]。

圖4　不同滲透率巖心對應喉道半徑(a)及孔道半徑(b)頻率圖

3可動流體飽和度研究

對特低、超低儲層而言，只以孔隙度、滲透率來判斷儲層物性的好壞存在很大欠缺，而可動流體百分數[3]是一個優于孔隙度、滲透率表征特低滲透儲層物性的參數。運用核磁共振技術結合離心法[4～7]研究儲層可動流體飽和度及標定儲層巖石弛豫時間τ2的截止值(τ2，cutoff)，準確計算可動流體飽和度，從而更為快速有效地評價特低、超低儲層。

3.1可動流體τ2，cutoff標定

弛豫時間譜代表了巖石孔徑的分布情況，當巖石孔徑小到某一程度后，孔隙中流體因受毛細管力束縛無法流動。因此，當孔隙流體的弛豫時間大于某一弛豫時間時，流體為可動流體，反之為束縛流體，該弛豫時間界限即稱為可動流體τ2，cutoff[8～12]。確定τ2，cutoff的方法：根據脫去可動水后的巖心τ2譜，計算累積τ2信號量，再在全飽和水巖心的τ2譜上找一點，使其左邊的累積τ2信號量與脫去可動水后總累積τ2信號量相等，該點對應的τ2即為τ2，cutoff。

3.2可動流體飽和度分析

τ2圖譜是核磁共振測試所得的最為直觀的結果之一[13]，其對不同的孔隙結構類型具有不同的響應，反映在圖譜上即為存在不同的峰數和峰值。從測試結果來看，W區的核磁圖譜以單峰和雙峰形態為主，表明研究區儲層中存在2種或更多種的孔隙結構類型。從整體規律來看，隨著巖心滲透率的降低，τ2譜的高峰值逐漸向左(低值區)移動，表明隨著滲透率的降低，可動流體部分越來越少。

如圖5、6所示，當滲透率小于0.1mD時，核磁圖譜主要以單峰形式出現，流體主要以束縛流體為主，平均可動流體飽和度為23.68%，開發潛力較小；當滲透率增大時，圖譜曲線在τ2較大的區間有所抬升，并有形成雙峰曲線的趨勢。當滲透率大于0.1mD時，核磁圖譜主要以雙峰形式出現，右鋒逐漸升高；在滲透率達到一定程度后，右鋒幅值高于左鋒幅值，流體中可動流體部分隨滲透率增加逐漸增多，平均可動流體飽和度為55.56%，具有較大開發潛力。

圖5　滲透率低于0.1mD巖心核磁圖譜　　　　　　　　　圖6　滲透率高于0.1mD巖心核磁圖譜

3.3可動流體在巖心中的賦存特征

流體在巖心中分為可動流體和束縛流體，可動部分和束縛部分主要依靠喉道半徑所控制，結合離心標定技術，在某一離心力下能夠被分離出來的流體稱之為可動流體，留在巖心內部不能夠被分離的稱之為束縛流體。巖心流體在通過不同離心力分離后，能夠得到分布在巖心各孔隙空間的流體與可動流體。巖心可動流體分布特征：滲透率較小時，可動流體主要分布在納米孔隙空間，隨著滲透率增加，亞微米級孔隙空間可動流體顯著增加，滲透率進一步增加，微米級孔隙空間可動流體逐漸占主導地位。

不同喉道半徑控制的流體比例如表2所示，可以看出，在滲透率小于0.1mD時，84.23%的流體分布在小于0.1μm喉道所控制的空間內，屬于束縛流體，很難動用，該儲層很難開發；滲透率區間為0.1～1.0mD的巖樣，有47.06%的流體屬于束縛流體，43.35%的流體賦存在0.1～1.0μm的喉道所控制的區間內，9.59%的流體賦存在大于1.0μm的喉道所控制的區間內，該類儲層有一定的開發潛力；滲透率大于1.0mD的巖樣，有42.67%的流體難以動用，33.02%的流體賦存在0.1～1.0μm的喉道所控制的區間內，24.31%的流體賦存在大于1.0μm的喉道所控制的區間內，該類儲層較易動用，具有較大的開發潛力。

表2　巖心中不同喉道半徑控制的流體比例統計表

4結論

1)W區長9油層組儲層巖心主要為淺灰色細粉砂巖，熒光顯示巖心滲透率區間為0.001～0.015mD，孔隙度為2.0%～8.0%；油跡顯示巖心滲透率區間為0.032～3.997mD，孔隙度為5.3%～15.5%。

2)不同滲透率的巖心，孔道半徑分布差異不大，而喉道半徑差異較大，滲透率越低，喉道半徑分布越集中于低值區且展布范圍窄，曲線峰值高，隨滲透率增大，展布范圍向高值區擴展，但曲線峰值降低。

3)滲透率低于0.1mD巖心核磁圖譜主要為單峰結構，平均可動流體飽和度為23.68%，流體主要受到納米級和亞微米級喉道所控制，開發難度極大；滲透率高于0.1mD巖心核磁圖譜主要為雙峰結構，平均可動流體飽和度為55.56%，可動流體主要賦存在亞微米和微米孔隙中，開發相對比較容易，有較好的開發潛力。

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[編輯]龔丹

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)5-0031-05

[中圖分類號]P631.84

[作者簡介]王艷(1982-)，女，碩士，工程師，從事油氣田開發與開采技術工作，272763681@qq.com。

[收稿日期]2015-05-26

[引著格式]王艷，李偉峰，石彬，等.W區長9油層組儲層孔隙結構與可動流體飽和度研究[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(5):31～35.