徐東地區營城組一段火山巖儲層綜合定量評價

陳歡慶，胡永樂，閆 林，張 晶，童 敏

(中國石油勘探開發研究院，北京 100083)

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徐東地區營城組一段火山巖儲層綜合定量評價

陳歡慶，胡永樂，閆 林，張 晶，童 敏*

(中國石油勘探開發研究院，北京 100083)

針對火山巖儲層非均質性較強，有效評價難度大等問題，以松遼盆地徐東地區白堊系營城組一段火山巖儲層為例，運用SPSS聚類分析軟件，利用10口井60塊巖心分析測試資料、23口井206塊壓汞資料和32口井的精細測井解釋成果，對儲層進行了綜合定量評價。結果表明，研究區目的層火山巖可以劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等4類儲層，其中I類儲層最少，儲層以II類和III類(中等至差儲層)為主，有利儲層發育的部位主要位于研究區的中北部和西南部，層位主要為YC1I1小層和YC1II1小層，儲層分類評價的結果為開發方案設計提供了重要的地質依據。

聚類分析；儲層評價；成巖作用；火山巖相；火山巖儲層；營城組；徐東地區

0 引 言

隨著世界范圍內碎屑巖、碳酸鹽巖油氣勘探開發形勢日益嚴峻和油氣消費量的急劇增加，火山巖油氣藏已成為油氣勘探開發研究的熱點和難點[1-6]。儲層評價就是對儲層儲集油氣的能力進行評價，其評價結果能有效指導油田的開發[7]。前人在有關儲層評價方面做過大量研究[8-9]。總體上，目前儲層評價方法逐漸由定性向定量化發展，而考慮的因素也越來越多，由傳統的孔滲評價向多因素綜合考慮發展。要實現儲層的準確評價以及在此基礎上的有利開發區帶預測，關鍵在于將定性的地質分析和定量的儲層聚類分析分類評價有機結合。通過對火山巖儲層影響因素的地質成因分析，選擇特征儲層評價參數，運用SPSS聚類分析軟件，借助32口井的精細測井解釋成果，對研究區儲層進行了綜合定量評價和預測，為火山巖儲層有效開發提供依據。

1 地質概況

研究區構造上位于徐家圍子斷陷徐中構造帶之上[10]。火山巖儲層分布在白堊系下統的營城組一段和三段，以酸性噴發巖為主，目前是徐深氣田天然氣開發主力區塊之一，西鄰宋芳屯油田、北鄰興城開發區徐深1區塊，研究的目的層位為營城組一段[11-12]。此次研究將目的層營城組一段火山巖自上而下劃分為YC1I1、YC1I2、YC1II1、YC1II2和YC1III等5個小層。由于研究區處于開發初期，鉆井較少，鉆遇YC1III層的井極少，因此，只對YC1I1、YC1I2、YC1II1和YC1II2小層進行分析(圖1)[10]。研究區目的層孔隙度主要集中在10%以下，滲透率值主要集中在0.1×10-3μm2以下，孔、滲值都偏小[13]。只是局部受斷裂影響，取值稍大，整體上屬于低孔、低滲[13]儲層。儲層火山巖相主要為爆發相和溢流相，孔隙結構主要為原生氣孔和次生溶蝕孔隙。孔隙均質性差，不同區域和不同層位差異較大，整體上喉道連通性也較差[13]。

2 火山巖儲層發育主要影響因素分析及評價參數的選取

2.1 火山巖儲層發育主要影響因素

火山巖儲層發育的影響因素眾多，主要包括構造、火山噴發特征、火山巖性、火山巖相以及成巖作用等。研究區火山是以裂隙—中心式噴發為主，火山口大多與斷裂分布位置密切相關，靠近斷裂部位分布。圍繞著不同火山口，伴隨著與火山口距離的變化，形成類型各異的火山巖相，各類亞相之間儲層物性差異巨大。當然，巖相因素只是重要因素之一，后期成巖作用也可能對儲層性質產生影響。根據上述分析，認為各種因素中以火山巖相、成巖作用和構造作用占主導地位，而火山噴發作用和火山巖性的影響作用要相對小一些，這也為下一步儲層評價參數的選擇提供了參考依據。

圖1 松遼盆地徐東地區地層劃分特征

2.2 火山巖儲層評價參數的選擇

評價參數的選擇，是火山巖儲層評價成敗的最關鍵因素之一[14-17]。此次研究基于儲層發育主要影響因素分析成果，對儲層綜合評價的參數進行選擇，最終選擇能充分反映上述儲層影響因素的有效孔隙度、總滲透率、含氣飽和度、儲層厚度、非均質性滲透率變異系數等5項參數對研究區目的層儲層進行綜合定量評價。

3 火山巖儲層綜合定量評價

3.1 儲層評價方法的選擇

在聚類分析過程中選擇SPSS軟件提供的Q聚類，所謂對個案Q聚類是根據變量的特征進行聚類，凡是特征相近的個案，就將其歸入一類[18]。在聚類過程中，首先對上述5項變量進行標準化，從而使不同類型的變量值之間能夠進行大小比較和數學運算。該過程中，充分結合研究者的經驗[14]，采用“人機交互”方式，利用一定的檢驗原則來判定儲層聚類分析結果的合理性。如果合理，輸出分類結果，進行下一步。如果不合理，重新優化選取參數，調整不同參數在聚類分析運算中的權重，同時調整聚類分析運算方法，重新進行聚類分析，如此循環實驗，直到劃分結果與動靜態資料符合為止，最終獲得儲層分類評價的結果(表1)。

具體的檢驗和判定原則主要包括：①儲層分類評價的結果要與構造作用、火山巖相分析和成巖作用等地質成因分析的認識相一致，充分體現這些儲層成因控制因素；②不同類型儲層的判別樣本數要達到一定的比例，這個比例由研究者根據以往儲層分類評價研究工作的經驗以及從事火山巖儲層地質研究工作的認識確定，避免儲層分類的結果受少數奇異值的影響，發生錯誤；③SPSS聚類分析軟件給出的所有樣本的正判率要大于85%；④儲層分類結果要與目前氣田動態生產實踐結果相一致(例如分類結果與目前生產實踐一致等)。

表1 松遼盆地徐東地區營城組一段火山巖儲層評價參數

3.2 儲層評價的結果

選用SPSS統計分析軟件，利用32口井的精細測井解釋成果的總滲透率變異系數，與儲層厚度、有效孔隙度、總滲透率和含氣飽和度一起綜合權衡，將研究區目的層劃分為好、中、差和非儲層4種類型，分別對應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ類，對聚類分析結果進行判別分析，正判率達到89.3%，說明儲層綜合定量評價結果是可信的。將不同井各小層評價結果標注在平面上，主要參考構造圖、火山巖相平面圖和儲層層內非均質性圖等的發育趨勢，最終繪制了不同小層的儲層平面展布特征(圖2)。

由圖2可知：YC1Ⅰ1小層(圖2a)為主力層位，4類儲層都有發育，I類儲層最少，其余3類儲層分布面積相差不大，其中I類儲層主要發育在研究區的中北部XS28、XS21-1和XS23井區附近區域，Ⅱ類和Ⅲ類儲層在研究區廣泛發育；YC1Ⅰ2小層(圖2b)主要發育Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ類儲層，各類儲層分布面積大體相當；YC1Ⅱ1小層(圖2c)中4類儲層都有，其中Ⅰ類和Ⅱ類儲層面積最小，而Ⅲ類和Ⅳ類儲層分布范圍最大；YC1Ⅱ2小層(圖2d)發育Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ類儲層，其中以Ⅲ和Ⅳ類儲層為主。總體上，Ⅰ類儲層發育的范圍較小，層位也有限。平面上只在XS28、XS23、XS213和XS14-1井附近出現，層位上只在YC1Ⅰ1和YC1Ⅱ1小層中出現。Ⅱ類儲層在YC1Ⅰ1和YC1Ⅰ2小層中比較發育，在YC1Ⅱ1和YC1Ⅱ2小層中局部分布。Ⅲ類和Ⅳ類儲層在研究區目的層各小層當中廣泛發育，總體上，研究區目的層儲層性質較差，以中等和差儲層為主。從層位上看， YC1Ⅰ1和YC1Ⅱ1小層中都局部發育Ⅰ類儲層，這2個小層分別為研究區主力層和次主力層，非主力層YC1Ⅰ2和YC1Ⅱ2小層中以Ⅱ類或更差的儲層類型為主。從發育的區域上看，Ⅰ類和Ⅱ類儲層主要集中在XS27、XS213、XS231、XS23、XS14-1和XS27等井附近的區域，而這些井目前初步開發效果較好，而其余區域的井目的層多為干層或水層，這也表明儲層評價的結果與氣田生產實踐基本吻合。

圖2 松遼盆地徐東地區營城組一段火山巖儲層綜合評價

4 結 論

(1) 松遼盆地徐東地區營城組一段火山巖儲層總體上低孔、低滲，孔隙均質性差，不同區域和不同層位差異較大，整體上喉道連通性也較差。儲層性質的影響因素眾多，以構造作用、火山巖相特征和成巖作用占主導地位。

(2) 將研究區儲層目的層劃分為好、中、差和非儲層4種類型。儲層分類評價結果的合理性判別原則主要包括評價結果是否與地質成因分析的認識相一致，不同類型儲層的判別樣本數要達到一定的比例，儲層分類結果要與目前氣田動態生產實踐結果相一致等。

(3) 孔隙度、滲透率、含油飽和度、儲層厚度、非均質性等5項參數綜合定量評價結果表明，研究區目的層儲層性質總體較差，Ⅰ儲層類最少，以Ⅱ類和Ⅲ類(中等和差儲層)為主。儲層發育比較有利的區域主要位于研究區的中北部和西南部，層位主要為YC1Ⅰ1和YC1Ⅱ1小層。儲層分類評價的結果與生產實踐能較好的吻合。

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編輯 孟凡勤

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.005

20150726：改回日期：20151119

國家科技重大專項“CO2驅油與埋存關鍵技術”(2011ZX05016-006)

陳歡慶(1979-)，男，高級工程師，2006年畢業于西北大學石油及天然氣地質專業，2009年畢業于中國石油大學(北京)礦物學、巖石學、礦床學專業，獲博士學位，現從事儲層地質學研究工作。

TE122

A

1006-6535(2016)01-0021-04

* 參加此項研究的還有王擁軍。