EZRA地區復雜巖性儲層油水識別方法

傅強

(中國石油集團測井有限公司生產測井中心，陜西 西安 710200)

EZRA地區復雜巖性儲層油水識別方法

傅強

(中國石油集團測井有限公司生產測井中心，陜西 西安 710200)

EZRA地區儲層沉積環境較復雜，儲層膠結物種類及含量差異明顯，主要有硅質膠結、泥質膠結和凝灰質膠結3種。受膠結類型影響，導致研究區儲層孔隙度差異大，孔隙結構復雜，油水層劃分困難。首先借助薄片資料分析了不同膠結物類型儲層的微觀孔隙結構特征；再利用三孔隙測井資料建立了巖性劃分方法；最后在巖性分類基礎上，通過電阻率歸一化方法，建立了適用于研究區的油水層劃分方法。

硅質膠結；凝灰質膠結；泥質膠結；復雜巖性；油水層識別

膠結物的種類和含量對于儲層成巖作用有著明顯影響。填充于孔隙中的膠結物降低了儲層孔隙度并堵塞了部分喉道，具有破壞性成巖作用；發生于成巖早期的膠結物增強了巖石的抗壓能力，具有保持性成巖作用；易發生溶蝕作用的膠結物增大巖石的次生孔隙，有增強性成巖作用[1]。上述現象導致不同膠結類型儲層孔隙度及孔隙結構差異較大，導電路徑復雜，難以直接根據電阻率測井值高低進行油水層劃分。交會圖巖性識別方法是復雜巖性測井評價中的一個重要方法，該方法被廣泛應用于火山巖測井評價中[2～5]。

EZRA地區儲層沉積環境較復雜，儲層膠結物種類及含量差異明顯，導致儲層孔隙度差異大、孔隙結構復雜，油水層劃分困難。為此，筆者沿用交會圖法測井評價思路，從薄片資料入手，首先分析了研究區的主要膠結物類型和含量，據此將儲層分為了凝灰質砂巖儲層、泥質砂巖儲層、普通砂巖(硅質膠結為主)儲層、沉凝灰巖和泥巖儲層；分別分析了各類儲層中的不同膠結物成分，及對儲層孔隙度和微觀孔隙結構，即導電路徑的影響；再通過三孔隙度測井資料，利用交會圖法建立圖版進行儲層巖性劃分；最后在巖性劃分的基礎上，建立了研究區的油水層劃分方法。

1 儲層特征分析

依據儲層凝灰質和泥質含量，將研究區儲層分成5類：凝灰質體積分數大于70%為沉凝灰巖儲層，凝灰質體積分數20%～50%為凝灰質砂巖儲層；泥質體積分數大于50%為泥巖儲層，泥質體積分數20%～50%為泥質砂巖儲層；凝灰質體積分數小于20%且泥質體積分數小于20%的為普通砂巖儲層(研究區普通砂巖以硅質膠結為主，故統稱為“硅質砂巖”)。不同類型的膠結物以不同方式填充于地層中，對巖石成巖作用產生了不同影響，使得各類儲層在儲層特征和測井響應特征上產生明顯差異。

從儲層發育演化關系來說，砂巖儲層成巖作用可以分為加強性成巖作用、破壞性成巖作用和保持性成巖作用。通過對研究區599～2999m井段中的53塊(其中凝灰質砂巖18塊，泥質砂巖20塊，硅質砂巖15塊)單偏光藍色鑄體薄片資料的觀察，來判斷不同儲層類型中哪種成巖作用占主導，進而分析不同類型膠結物在成巖過程中對巖石導電路徑的影響。

凝灰質砂巖儲層典型藍色鑄體薄片如圖1(a)所示，凝灰質在薄片中呈黃綠色多孔狀(圖中箭頭所指)，凝灰質膠結物多填充于孔隙和喉道中或大量包裹于顆粒外，降低了儲層的儲集能力和導電能力，以破壞性成巖作用為主。即便部分凝灰質膠結物在溶蝕作用下生成次生孔隙，對儲集性能有利，但同時其溶蝕產物發生的異地膠結作用卻明顯降低了儲層的滲流和導電能力。該類儲層孔隙度為5%～14%，滲透率在0.1mD以內，電阻率較高在22.1～176.3Ω·m之間，且因凝灰質膠結堵塞導電孔道，導致水層高電阻率響應，成為研究區用電阻率測井方法識別油氣層的最大干擾因素。

泥質砂巖儲層典型藍色鑄體薄片如圖1(b)所示，泥質膠結物在薄片中呈淡綠色(圖中箭頭所指)，部分填充于孔隙中，對儲層儲集性和滲流性有一定破壞作用；部分膠結于巖石顆粒之間起支撐作用，一定程度上保護儲集層孔隙，起保持性成巖作用。泥質膠結物具有一定的附加導電性，對儲層導電能力的影響要小于凝灰質膠結物。該類儲層孔隙度為7%～15%，滲透率為0.1～10mD，電阻率在15～80.7Ω·m之間。

硅質膠結砂巖儲層典型藍色鑄體薄片如圖1(c)所示，硅質膠結物在薄片中多出現于石英顆粒邊緣呈“臟線”狀(圖中箭頭所指)，呈點接觸或漂浮狀于顆粒間，研究區硅質膠結作用主要發生在成巖早期[6]，增強了巖石的抗壓能力，對儲層主要起保持性成巖作用。該類儲層孔隙度為10%～20%，滲透率為0.1～100mD，電阻率在15.8～75.7Ω·m之間，略低于泥質砂巖儲層。

圖1 研究區不同類型儲層典型單偏光藍色鑄體薄片圖

2 儲層評價

凝灰質砂巖儲層、泥質砂巖儲層和硅質砂巖儲層受膠結物種類及膠結方式差異影響，在儲層物性和測井響應上都有著明顯差異。要合理評價儲層特征，首先要進行有效的巖性識別和劃分。

三孔隙度測井交會圖法是一種有效的巖性劃分方法。以不同膠結物為主的3類儲層在三孔隙測井響應上存在明顯差異。相同孔隙度下泥質砂巖儲層的聲波時差要明顯高于凝灰質砂巖儲層和硅質砂巖儲層；而凝灰質膠結物和泥質膠結物在孔隙中不僅起支撐作用，更多以填充物的形式存在，導致其儲層密度比硅質砂巖高(硅質膠結物在EZRA地區以支撐作用為主)。圖2中數據點為薄片數據對應深度點的三孔隙度測井響應交會圖，可以看出：補償中子孔隙度與密度交會圖可以較好地區分出硅質砂巖，對凝灰質砂巖和泥質砂巖無法區分；聲波時差與補償中子孔隙度交會圖可以較好地識別出3類儲層。

圖2 不同類型儲層三孔隙測井響應交會圖

3 歸一化油水分析

受不同膠結種類、膠結方式及其對導電孔隙結構的影響，在EZRA地區電阻率與孔隙度的簡單交會不能反映儲層的含油性。由圖3(a)可見油層和水層在相同孔隙度條件下電阻率響應混雜在一起，無法區分。

由薄片分析資料可知，不同膠結類型儲層的電阻率響應值的分布范圍不同，硅質砂巖和泥質砂巖儲層的電阻率范圍近似(約為15～80Ω·m)，而凝灰質砂巖儲層的電阻率范圍為20～175Ω·m。故采用歸一化電阻率校正方法得到電阻率相對值，用于劃分油水層，其計算公式為：

(1)

式中：ρ為電阻率相對值，1；ρt為實際測井電阻率值，Ω·m；ρtmax為電阻率最大值，硅質砂巖和泥質砂巖儲層取80Ω·m，凝灰質砂巖儲層取175Ω·m；ρtmin為電阻率最小值，硅質砂巖和泥質砂巖儲層取15Ω·m，凝灰質砂巖儲層取20Ω·m。

圖3(b)為采用上述校正方法校正后的電阻率相對值，可見校正后的油水層有了較明確的界限。依據該圖可以較為明確地劃分EZRA地區的油水層。

圖3 電阻率歸一化前(a)、后(b)油水層劃分圖版

將圖3(b)所示的油水層劃分圖版應用于研究區6個未參與建模的井的油水層識別中，結果如表1所示，該方法在EZRA地區的油水層識別中符合率達83.3%。

表1 電阻率歸一化后的油水層識別符合率

4 結語

EZRA地區巖石膠結類型多樣，并在成巖過程中對巖石孔隙度和孔隙結構產生了不同影響，導致研究區不同膠結類型儲層的孔隙度和導電能力差異較大。部分水層受膠結類型影響，孔隙結構復雜，使得相同孔隙度條件下的電阻率高于油層電阻率，油水層劃分困難。筆者依據薄片資料，從微觀孔隙結構上分析了不同膠結類型儲層的孔隙度和孔隙結構特征，并由此分析膠結類型對儲層導電能力的影響；再結合測井資料，按照交會圖法建立圖版，對3類不同膠結類型儲層進行了有效識別和劃分；最后在巖性識別的基礎上，通過電阻率歸一化方法，建立了適用于EZRA地區的油水層劃分方法。

[1]黃思靜，黃培培，王慶東，等.膠結作用在深埋藏砂巖孔隙保存中的意義[J]. 巖性油氣藏，2007，19(3)：8～13.

[2]范宜仁，黃隆基.交會圖技術在火山巖巖性與裂縫識別中的應用[J].測井技術，1999，23(1)：53～6.

[3]趙建，高福紅. 測井資料交會圖法在火山巖巖性識別中的應用[J]. 世界地質，2003，22(2)：136～40.

[4]陶宏根，程日輝，趙小青，等. 海拉爾盆地火山碎屑巖的測井響應與應用[J]. 地球物理學報，2011，54(2)：534～44.

[5]張憲國，張濤，林承焰，等. 塔南凹陷復雜巖性低滲透儲層測井巖性識別[J]. 西南石油大學學報 (自然科學版)，2015，37(1)：85～90.

[6]武文慧，黃思靜，陳洪德，等.鄂爾多斯盆地上古生界碎屑巖硅質膠結物形成機制及其對儲集層的影響[J].古地理學報，2011，13(2)：193～200.

[編輯] 龔丹

2016-07-21

傅強(1968-)，男，工程師，長期從事石油測井資料采集工作，1410699526@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2017)7-0037-03

[引著格式]傅強.EZRA地區復雜巖性儲層油水識別方法[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(7):37～39.