基于核磁共振技術的儲層微觀特征分類評價
——以王龍莊油田阜寧組為例

周巨標

(中國石油化工股份有限公司 江蘇油田分公司 采油三廠，安徽 天長 239300)

基于核磁共振技術的儲層微觀特征分類評價
——以王龍莊油田阜寧組為例

周巨標

(中國石油化工股份有限公司 江蘇油田分公司 采油三廠，安徽 天長 239300)

摘要：儲層分類評價對于油田開發具有重要意義，而核磁共振技術在儲層評價中的應用越來越廣泛。利用核磁共振、掃描電鏡、重礦物、薄片等實驗數據，采用記點統計、離心截止值篩選、T2弛豫時間分析等方法對王龍莊油田的儲層特征進行研究，認為儲層的巖石類型以長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，原生粒間孔隙是王龍莊油田主要儲集空間。油田內部各小斷塊儲層類型差異體現了孔隙結構強非均質性的特點。結合沉積微相、物性以及核磁共振等微觀實驗，將儲層分為3類，其中阜二段三亞段灘壩砂體對應A類孔隙結構，屬物性較好的A類儲層，該類儲層是王龍莊油田的優質儲層，該認識對指導王龍莊油田的調整開發具有現實意義。

關鍵詞：阜寧組儲層；孔隙結構；核磁共振；分類評價

目前，在相控基礎上，應用鑄體薄片、掃描電鏡等微觀資料開展儲層綜合評價技術已經非常普遍[1]，但這種評價僅建立在孔隙結構和相控儲層基礎上，是一種對孔隙結構和儲層物性的靜態評價，難以分析孔隙內飽含的流體類型和各類流體的相對滲流特征[2]。核磁共振技術能夠提供豐富的儲層信息，可有效評價儲層孔隙性質、流體特征，在石油工業領域得到廣泛應用，如井下核磁共振成像測井、油水界面張力測試、錄井、孔隙度滲透率測試、吼道半徑測試等等，核磁共振可從一個巖樣中得到多個參數，同時不損害巖心，并可以重復利用，該技術在石油工業中應用具有強大優越性。

王龍莊油田阜寧組儲層發育一套砂巖與碳酸鹽巖相結合的雙巖相地層，分為13個獨立斷塊。每個斷塊各有特點，儲層性質各有不同。該油田是低滲透復雜小斷塊油藏的典型代表，內部各斷塊具有“小規模、低含油、碎斷塊、散分布”的特點[3]。但在油田開發過程中存在儲層認識不足、開發模式單一等問題[4]。因此，開展阜寧組儲層微觀孔隙結構分析和孔隙內流體滲流特征評價對油田制定和調整開發對策具有重要意義。

1油田地質概況

王龍莊油田位于安徽省天長市境內，構造上位于金湖凹陷汊澗次凹西北內斜坡的泥沛-張鋪構造帶東側(圖1)，是一系列鼻狀構造組成的斷塊群[5]。位于研究區西北、西南、東南方向的建湖隆起、張八嶺隆起、天長凸起分別為阜寧組儲層提供物源[6]，自下而上依次沉積阜一段、阜二段、阜三段以及阜四段[7]。根據物性分析，王龍莊油田儲層孔隙度為10.51%～25.26%，滲透率0.89×10-3～100.24×10-3μm2，具有中低孔、中低滲特征。天83斷塊和天89斷塊發育天然裂縫，油田多口油井受人工壓裂改造，人工裂縫較普遍。油田內部的構造、沉積、成烴等因素使得區內油氣藏差異變化較大[8]。

阜二段是王龍莊油田的主要含油層系，呈箕狀凹陷特點，主要發育砂質灘壩，分為砂壩、砂灘和濱淺湖三種微相，其中壩砂與灘砂是研究區主要儲集砂體；阜三段、阜四段發育一套三角洲前緣砂體，可進一步細分為水下分流河道、河口沙壩、席狀砂以及前三角洲等微相。

圖1　王龍莊油田位置圖

2儲層巖石學特征

通過對王龍莊油田天X33-1、天X33-3以及天X33-4等30余口井的阜二段、阜三段砂巖進行巖石薄片鑒定(表1)，砂巖中雜基含量較高，約1%～8%，雜砂巖約8%。砂巖類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖，部分為長石石英砂巖(圖2(a))。碎屑中石英含量46.8%～75%，平均64.03%；長石含量15%～38%，平均28.35%；巖屑含量2%～22%，平均5.06%，主要為噴出巖、石英巖以及沉積巖的巖屑(圖2(b),2(c))。

表1　王龍莊油田薄片鑒定分析表

圖2　王龍莊地區阜二段、阜三段砂巖類型三角圖

3微觀孔隙類型與孔隙結構

3.1儲層孔隙類型

原生孔隙形成于沉積過程中碎屑骨架顆粒之間[9]，根據鏡下觀察及沉積成巖作用分析，發現該類孔隙最為普遍，是研究區的主要貯油孔隙。圖3(a)儲層粒間孔隙發育，少量方解石膠結。個別層段儲層孔隙分布不均勻，仍以原生粒間孔為主(圖3(b))；圖3(c)大孔隙發育；圖3(d)長石溶蝕粒內溶孔可見；中型粒內孔發育(圖3(e))；粒間孔隙一般被高嶺石充填(圖3(f))。

次生孔隙主要包括粒間溶孔和粒內溶孔兩種類型[10](圖4)，該類孔隙以中細孔為主。骨架顆粒的溶蝕包括顆粒部分溶蝕和完全溶蝕。粒內溶孔由顆粒內部組分溶解而成的，常見長石、巖屑和云母碎屑顆粒溶孔，大部分粒內溶孔充填粘土礦物以及雜基，因此對于儲層物性的改善不明顯。

3.2儲層孔隙結構

3.2.1鑄體薄片的孔隙結構

通過對天X33-2井、天79-6井、秦3-1井等18塊樣品的鑄體薄片孔隙結構圖像分析，面孔率1.66%～11.67%，平均5.64%；比表面0.46～1.12 μm-1，平均0.925 μm-1；孔隙半徑23.18～48.85 μm，平均32.49 μm；均質系數0.48～0.67，中值0.61；孔喉配位數1.65～3.15，平均2.382；孔喉比5.38～8.93，平均6.83。分選系數5.79～35.35，平均26.905(表2)。說明研究區孔隙結構分布不均勻，孔隙結構具有強非均質性。

(a)天X33-1井，1 942.4 m；(b)天79-6井，1 498.2 m；(c)秦3井，2 165.3 m；(d)天79-6井，1 479.4 m

3.2.2核磁共振技術的孔隙結構

核磁共振是原子核和磁場之間的相互作用，核磁共振中極其重要的一個物理量是弛豫，弛豫是磁化矢量在受到射頻場的激發下發生核磁共振時偏離平衡態后又恢復到平衡態的過程[11]。這項技術的特別之處在于，不僅可測量含氫流體充填的孔隙體積，還允許用馳豫率測量值推導出孔隙大小，可將孔隙度分解成不同分量，不同弛豫時間對應著不同儲層孔隙大小(圖5)。

表2　王龍莊油田阜寧組孔隙結構表

圖5　核磁共振測井解釋模型

多孔介質中流體的流動，不僅受孔喉結構特征的影響，還與其表面性質有關。一般來講，存在于孔隙介質孔道中的流體由于受到固液界面作用的影響較小，流動規律接近常規流體，稱為可動流體[12]。因此，通過核磁共振，既可以反映儲層內流體動用的難易程度，又可以反映孔隙結構。因此，將研究區孔隙結構分為三類：A類孔隙結構，弛豫時間60 ms左右的孔隙，是研究區最好的一類儲層；B類孔隙結構稍差；C類孔隙結構最差(表3)。三類孔隙結構在天83-1井阜二段中均有發育，其中阜二段二亞段孔隙結構較好，阜二段三亞段較差，發育B、C類孔隙結構(圖6)。

4儲層分類評價

根據儲層識別標準中的指標規定將研究區儲層分為三類(表4)。其中，以儲層的物性、沉積微相以及孔隙結構為影響儲層分類的主要標準。

圖6　王龍莊油田天83-1井儲層核磁共振圖

表4　王龍莊油田儲層分類表

由表4儲層分類標準可知，儲層的分類受多種因素影響，并非僅受單一因素控制，在對儲層進行分類時，除了考慮儲層的孔隙度、滲透率等物性因素外，還要綜合考慮多種因素。按照以上標準，對王龍莊油田阜寧組不同儲層的展布情況進行研究，秦3-1井阜二段二亞段發育一套三角洲前緣砂體，阜二段三亞段為灘壩砂體(圖7(a))，其中三角洲前緣砂體較厚，發育B類儲層(圖7(b))，而濱淺湖灘壩相砂體較薄，砂泥互層頻繁，發育C類儲層(圖7(c))，王龍莊油田很少發育A類儲層，總體發育B類或C類儲層。

5結論

1)原生粒間孔與次生溶蝕孔是研究區的主要貯油孔隙。具有孔隙結構分布不均勻，孔隙結構具有強非均質性的特點。粒內溶孔充填粘土礦物，對儲層的改造能力較小。

2)根據核磁共振結果，將研究區儲層的孔隙結構主要分為三類；A類孔隙結構流體主要集中在弛豫時間為60 ms左右的孔隙中，是研究區最好的一類儲層；B類孔隙結構為研究區B類儲層；C類孔隙結構最差，流體主要集中在微細孔隙中，儲層的滲流能力弱。

3)根據儲層識別標準中的幾項指標將研究區儲層分為三類，儲層物性、沉積微相和孔隙結構是主要影響因素。

圖7　王龍莊油田阜寧組儲層分類評價

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(責任編輯：高麗華)

Reservoir Characteristics and Classification Evaluation Based on NMR Technology:An Example of Funing Formation in Wanglongzhuang Oilfield

ZHOU Jubiao

(The Third Oil Production Plant of Jiangsu Oilfield Company, SINOPEC, Tianchang, Anhui 239300, China)

Abstract:Nuclear magnetic resonance (NMR) technology is finding wider and wider application in reservoir classification evaluation, which is of great significance for oilfield development. Based on experimental data of NMR, scanning electron microscopy, heavy mineral, and thin section, this paper studied the reservoir characteristics of Wanglongzhuang oilfield by using methods of point statistics, offcenter cutoff value screening and T2 relaxation time analysis. It has been found that with Feldspar sandstone and lithic feldspar sandstone as the main rock types, intergranular pore serves as the main reservoir space in Wanglongzhuang oilfield. The reservoir type differences of small fault block indicate the pore structure and strong heterogeneity in the oilfield. Combined with microscopic experiments of sedimentary microfacies, physical properties and nuclear magnetic resonance, the reservoir can be divided into three categories. Among them, the formation beach bar sand body, corresponding to the better pore structure of class A, belongs to class A reservoir with better physical property. This type of reservoir is the high quality reservoir of Wanglongzhuang oilfield. The result has practical significance to the development adjustment of Wanglongzhuang oilfield.

Key words:Funing formation; pore structure; NMR; classification evaluation

收稿日期：2016-01-04

作者簡介：周巨標(1967—)，男，廣東新興人，高級工程師，主要從事油田開發及油田信息化技術管理、標準化及質量管理體系管理工作.E-mail:zhoujb.jsyt@sinopec.com

中圖分類號：TE122

文獻標志碼：A

文章編號：1672-3767(2016)02-0008-08