伊拉克B油田白堊系Mishrif組碳酸鹽巖儲層分類

陳培元，段曉夢，郭麗娜，倪軍娥

（中海油研究總院，北京100028）

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伊拉克B油田白堊系Mishrif組碳酸鹽巖儲層分類

陳培元，段曉夢，郭麗娜，倪軍娥

（中海油研究總院，北京100028）

伊拉克B油田白堊系Mishrif組為厚層礁灘相碳酸鹽巖，受成巖作用影響儲層非均質性極強，采用常規的儲層分類方法難以準確的刻畫儲層孔隙結構之間的差異性。根據取心井實測孔隙度和滲透率資料，采用W inland R35將研究區儲層劃分為五種類型，每種類型儲層孔隙度和滲透率之間相關性較好。結合毛管壓力和相滲曲線，研究發現不同儲層類型對應的毛管壓力特征和相滲特征差異較大，充分體現了碳酸鹽巖儲層受成巖作用影響非均質性強的特征。儲層類型的劃分對于構建精細的地質模型和提高數值模擬的精度具有重要的意義。

儲層分類；Winland R35；碳酸鹽巖；伊拉克

碳酸鹽巖儲層在世界油氣田分布中占有十分重要的地位，據統計在碳酸鹽巖儲層中發現的油氣儲量已接近全球總儲量的一半，油氣產量則占全球總產量的60%以上［1］。世界重要產油氣區的儲集層都是以碳酸鹽巖儲層為主，如墨西哥環礁帶、波斯灣盆地、利比亞的錫爾特盆地、北美地臺區的密執安盆地、二疊盆地、伊利諾斯盆地、西部盆地和辛辛那提隆起以及阿爾伯達地區等［2，3］。在國內，隨著許多大中型油氣田，如塔里木盆地奧陶系油氣藏、四川盆地油氣區、鄂爾多斯盆地奧陶系油氣藏等［4-6］相繼發現和開發，對該類油氣藏開展的研究也越來越多。與碎屑巖儲層相比，碳酸鹽巖地層沉積時代久遠，經歷的成巖作用期次多、類型廣，致使其各向異性變大、非均質性變強，許多成功的應用在碎屑巖儲層中的評價方法在碳酸鹽巖儲層中卻難以適用。因此，碳酸鹽巖儲層評價成為一直以來困擾該類油氣藏勘探開發的主要技術難題之一。本文以伊拉克B油田白堊系碳酸鹽巖儲層為例，通過采用目前碳酸鹽巖油藏最常用的方法Winland R35對研究區儲層進行了分類評價，為油藏地質建模和數值模擬提供了依據。

1　地質概況

B油田位于伊拉克東南部，毗鄰伊朗邊界，南距巴士達約175 km，西北距巴格達約350 km。構造上，位于Zagros山前陸褶皺帶中部，為一NW-SE向的狹長背斜［7］。區域沉積表明，受早阿爾卑斯運動的影響，美索不達米亞地區在白堊紀時期主要以淺海碳酸鹽巖沉積為主，只有在Nahr Umr組形成了廣泛的碎屑巖沉積［8，9］。白堊系Mishrif組是研究區主要的生產層，與上覆Khasib組呈不整合接觸，與下伏Rumaila組呈整合接觸［10］，地層厚度320 m～370 m，自上而下Mishrif組可以劃分為MA1、MA2、MB1、MB2、MC1及MC2六個油組及對應的六個亞油組，其中MB21亞油組是研究區的主力產層段。區域沉積表明，Mishrif組沉積期，阿拉伯地區發生區域構造活動，形成地貌高地和低地，大部分高地成為有機體建造發育部位，其中研究區主要發育緩坡碳酸鹽巖臺地相［7］。取心井巖心及鏡下薄片統計分析表明，Mishrif組儲層段以顆粒灰巖為主，次為泥晶灰巖。

圖1　汞飽和度35%時孔喉半徑示意圖及研究區巖心孔喉分布曲線

2　Winland R35評價方法

Winland R35評價方法又稱孔喉幾何形狀法，是由Alden等提出的一種利用孔喉半徑R35來劃分和評價巖石物理流動單元的方法［11］。Winland R35方法描述了地層巖石孔喉尺寸與孔隙度和滲透率的關系，該方法不考慮地層中巖石的沉積過程，直接通過巖石孔喉結構劃分巖石類型，反映了不同巖石類型地層在目前狀態下的滲流能力［12］。Winland研究表明壓汞曲線上進汞達35%時的孔喉半徑R35大小可以反映該巖石中的流體流動和開發動態（見圖1a）。可以對樣品的壓汞曲線分析求取R35值，但是樣品的壓汞分析資料畢竟有限，不易在全區內統計，因此Winland提出利用測井曲線進行R35值的求取，Winland方程：

Martin等根據孔喉半徑R35值的分布范圍將儲層分為四種類型［13］（見圖1b）：（1）巨孔喉儲層：R35＞10μm；（2）大孔喉儲層：2.0μm＜R35≤10.0μm；（3）中孔喉儲層：0.5μm＜R35≤2.0μm；（4）微孔喉儲層：R35≤0.5μm。

孔喉的大小是控制流體流動的主要因素之一，特別是較粗孔喉對流體流動起著主導作用。因此可以利用Winland方程計算求得的孔喉半徑R35來劃分儲層類型。但是在應用Winland方程時必須要注意其使用條件，如果儲層中具有連通的溶洞和裂縫等次生孔隙時，計算得到的R35會過大，失去其真實性［13］。

3　儲層類型劃分

通過對研究區取心井實測物性數據分析發現，研究區孔隙度和滲透率之間受成巖作用影響相關性差。采用R35方法對取心井1 928塊巖心樣品進行分析，結果（見圖2）。整體上研究區Mishrif組巖心樣品的孔喉分布在0.5μm～10.0μm，僅有少量的樣品孔喉半徑大于10μm。

圖2　研究區Mishrif組巖心孔滲分布圖

圖3　基于R35方法的孔滲分類圖

圖4　不同R35對應的儲層鏡下特征

根據Alden的劃分方案，將研究區儲層劃分為四類，每種儲層類型的孔滲擬合情況（見圖3a），從圖上可以看出每種儲層類型的擬合結果，整體上采用R35分類擬合的誤差較小，但對于大孔喉儲層（2.0μm＜R35≤10.0μm）孔滲之間相關性較差，方差僅為0.375 6。進一步通過鏡下觀察發現（見圖4），2.0μm＜R35與5.0μm＜R35的儲層盡管滲透率差異不大，但孔隙結構存在著明顯的差異，主要體現在5.0μm＜R35的儲層孔喉要顯著大于2.0μm＜R35的儲層。基于此，將2.0μm＜R35≤10.0μm的儲層進一步細分為2.0μm＜R35≤5.0μm與5.0μm＜R35≤10.0μm兩種類型，重新對兩種類型的儲層孔滲關系進行擬合，發現兩者之間的相關性明顯得到了提高（見圖3b）。

為了更好的驗證采用R35方法進行分類的可行性，用擬合的孔滲關系式計算了取心井的巖心滲透率，并與實際分析得到的滲透率數據進行了對比。從對比圖上可以看出（見圖5），采用R35預測的滲透率與實測滲透率數據沿斜率為1的直線分布，兩者的吻合率較高。

圖5　實測滲透率與R35預測滲透率交匯圖

4　儲層類型的應用

碳酸鹽巖沉積物與碎屑巖具有極大的差別，在成巖過程中極易受成巖流體和構造作用的影響，形成大量的溶蝕孔、洞和縫，導致碳酸鹽巖儲層可以在較小的范圍內展現出較大的儲層物性（孔隙度，滲透率）差異［14］，難以采用常規的碎屑巖“相控”思路進行建模。此外，碳酸鹽巖儲層孔隙結構類型復雜，使得儲存流體和供流體通過的孔隙空間結構比較復雜，從而導致碳酸鹽巖儲層滲透率的定量計算難以準確表達。

而儲層類型的劃分，可以從根本上解決以上兩個問題。在地質建模過程中，可以將不同的儲層類型定義為不同的“儲集相”。由于不同的儲層類型可以反映不同的孔隙結構特征，對應的毛管壓力曲線和相滲曲線也不盡相同（見圖6），這樣就為油藏地質建模和數值模擬提供了依據。通過模擬不同儲層類型的“儲集相”和“孔隙度”模型，根據擬合的孔滲關系式可以準確的計算滲透率，從而構建滲透率模型。這樣一方面可以提高模型的精度，另一方面可以反映碳酸鹽巖儲層的強非均質性。

圖6　不同類型儲層對應的毛管壓力曲線及相滲曲線

5　結論

（1）碳酸鹽巖儲層受成巖作用的影響具有較強的非均質性，孔滲之間相關性差，單純的根據孔隙度和滲透率難以進行儲層類型的劃分。

（2）采用Winland R35方法可以將研究區碳酸鹽巖儲層劃分為五種類型，其中不同類型的儲層對應的孔喉半徑具有明顯的差別。

（3）根據儲層類型劃分結果可以進行碳酸鹽巖“儲集相”建模，進而建立對應的滲透率模型，提高了地質建模和數值模擬的精度。

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Classification research on carbonate reservoir of the cretaceous M ishrif formation in B oilfield，Iraq

CHEN Peiyuan，DUAN Xiaomeng，GUO Lina，Ni Jun'e
（CNOOC Research Institute，Beijing 100028，China）

The cretaceous Mishrif formation of B oilfield ismainly consist of reef-shoal facies carbonate，and the reservoir heterogeneity is strong caused by the diagenesis.The conventional reservoir classification method is difficult to accurately depict the differences between reservoir pore structure.Porosity and permeability data of coring core samples are used by Winland R35method to divided reservoir types，which can be divided into five types in the study area，and each type of reservoir has good correlation between porosity and permeability.Combining with capillary pressure and relative permeability curves，it found that different reservoir with different capillary pressure and relative permeability characteristics，which can be fully embodies the carbonate reservoir heterogeneity affected by the diagenesis.The division of reservoir types has great importantmeaning to build fine geologicalmodel and improve the accuracy of numerical simulation.

reservoir classification；Winland R35；carbonate；Iraq

TE122.22

A

1673-5285（2016）07-0082-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.07.020

2016－06-14

國家科技重大專項“亞太及南美地區復雜油田開發地質關鍵技術研究”，項目編號：2011ZX05030-005。

陳培元，男（1984-），博士，研究方向為油氣田開發與地質，郵箱：chenpy4@cnooc.com.cn。