蠡縣斜坡高30斷塊儲層品質及產能評價研究

趙建斌，萬金彬，李慧瑩

(中國石油集團測井有限公司油氣評價中心，陜西 西安 710077)

張峰

(中石油華北油田分公司開發部，河北 任丘 062552)

羅安銀，劉寧靜，胡燕婷

(中國石油集團測井有限公司華北事業部，河北 任丘 062552)

蠡縣斜坡高30斷塊儲層品質及產能評價研究

趙建斌，萬金彬，李慧瑩

(中國石油集團測井有限公司油氣評價中心，陜西 西安 710077)

張峰

(中石油華北油田分公司開發部，河北 任丘 062552)

羅安銀，劉寧靜，胡燕婷

(中國石油集團測井有限公司華北事業部，河北 任丘 062552)

針對高30斷塊古近系沙河街組一段下亞段巖性、孔隙結構復雜的儲層特征，直接利用核磁共振橫向弛豫時間(τ2)分布譜提取表征孔隙結構的參數，經過參數優選構建儲層品質指數，進而對儲層進行分類，形成相應軟件處理模塊，能夠連續地對儲層進行定量評價。通過試油結果統計建立了研究區儲層分類標準及對應的產液能力評價標準，準確率高達85%，應用效果明顯。最后以核磁共振測井評價結果為基礎建立了常規測井資料評價儲層品質的模型，使得儲層品質及產能評價在整個研究區得到應用。

高30斷塊；孔隙結構；儲層品質；產能評價

隨著多頻核磁測井儀器MRT的研發成功，針對研究區巖性混雜、儲集空間復雜的情況，新鉆評價井均進行了核磁共振測井作業，用來評價儲層有效性及儲層產液能力。眾所周知，核磁共振測井可以提供與巖性無關的孔隙度，是目前唯一一種可以連續反映地層孔隙結構的測井方法，而儲層的滲透能力主要取決于孔隙結構，因此，孔隙結構是儲層分類評價最直接、最有效的參數[2]，與巖石中流體的滲流能力有著密切的關系，從某種程度上控制著流體的流動速度。

因此，筆者通過總結核磁共振測井評價儲層孔隙結構的方法，提出直接利用橫向弛豫時間(τ2)分布譜提取表征孔隙結構的參數，經過參數優選構建儲層品質指數及產能指數，再以核磁共振測井評價結果為基礎，建立常規測井資料評價儲層品質的模型，使得儲層品質及產能評價能夠在整個研究區得到應用。

1 高30斷塊儲層孔隙結構特征

圖1 研究區巖石巖性及孔隙結構特征

2 核磁共振測井儲層品質及產能評價方法

核磁共振τ2分布與孔喉半徑直接相關，因此利用τ2分布構建偽毛細管壓力曲線，再利用偽毛細管壓力曲線提取表征孔隙結構的參數對儲層品質做出定量評價。前人在核磁共振τ2分布曲線與毛細管壓力曲線之間的相互轉化方面做了許多研究工作，Yakov以及運華云等[3，4]建立了線性轉化關系；趙杰等[5]通過分析認為，該種轉換與巖石的孔滲比具有對數關系；何雨丹等[6]根據試驗分析，提出了一種用冪函數及分段冪函數構造偽毛細管壓力曲線的方法；邵維志等[7]提出利用二維等面積刻度轉換系數計算偽毛細管壓力曲線方法。現今仍有不少研究人員嘗試用各種物理、數學方法來實現兩者之間的轉化，整體來看是一個由易到繁、由粗略到精確的過程，且上述方法已經形成相應的軟件模塊應用到實際核磁測井資料的處理中。

核磁共振τ2分布譜包含了豐富的數字信息，反映了巖石特定的物理意義，因此直接對核磁共振τ2分布譜的數字信息進行挖掘，提取表征巖石孔隙結構的參數顯得尤為重要。目前，核磁共振譜提取的定量描述巖石孔隙結構的參數主要有τ2截止值(τ2cutoff)、幾何平均值、算術平均值等。Zhou等[8]提出利用三孔隙度組分百分比法，即將τ2分布譜分為小孔、中孔、大孔3部分，來定量評價儲集層的孔隙結構；徐風、司兆偉等[9，10]通過三孔隙度組分百分比建立了儲層滲透率計算模型以及儲層分類標準，均得到很好的應用效果；白松濤等[11]對核磁共振τ2譜反映自身孔隙結構及流體賦存狀態信息的16項特征變量進行詳細研究，在儲層微觀孔隙結構特征、儲層滲透率及束縛水飽和度計算、儲層綜合分類等方面均具有良好的評價效果。可見，直接利用τ2分布譜提取表征巖石孔隙結構參數的方法能夠很好地描述巖石孔隙結構特征。

圖2 τ2分布譜三孔隙分量

筆者通過對核磁共振τ2分布譜反映孔隙結構特征的參數進行優選，利用τ2分布譜的峰值、三孔隙分量、幾何平均值以及分選系數構建儲層品質指數，對儲層進行評價。

1)τ2分布譜的峰值 即為極大孔隙分量對應的τ2。基于正態分布模型的假設，對于均質性儲層，巖石核磁共振τ2譜形態為單峰；對于非均質性強的儲層，通常為兩種及兩種以上主要的孔隙類型，即τ2譜呈雙峰或多峰情況。隨著孔隙半徑的增大，τ2譜峰值向右移動，且峰值處的弛豫信號強度增大，所以τ2譜峰值的位置反映了不同儲層孔隙半徑的相對大小。

2)τ2分布譜三孔隙分量 是利用2個τ2cutoff(τ2cutoff1，τ2cutoff2)將τ2分布譜分為3個部分：S1代表了小尺寸孔隙組分在總孔隙度中的百分含量；S2代表中等孔隙組分在總孔隙度中的百分含量；S3代表大孔隙組分在總孔隙度中的百分含量。S1、S2、S3的相對變化反映了儲層孔隙類型的占優情況，當孔隙度一定時，中、大尺寸的孔隙組分越多，說明儲層以中、大孔為主，其孔隙結構越好。S1、S2、S3具有較強的地區經驗特性，需要通過壓汞資料進行刻度，筆者采用前人試驗研究結果[10]，以25、125ms為界限計算S1、S2、S3(圖2)。

3)τ2分布譜的幾何平均值 反映巖石τ2分布的中心值。若τ2分布是對稱峰，一般對應峰值的位置。研究發現其與壓汞參數具有很好的對應關系[12]，是評價巖石孔隙結構的一個重要參數。計算公式如下：

(1)

式中：τ2gm為τ2譜的幾何平均值，ms；τ2i為τ2分量，ms；φi為τ2i對應的孔隙分量，1；φnmr為利用核磁共振測井計算的儲層孔隙度，1。

4)τ2分布譜的分選系數 反映孔隙大小的均勻程度。對于孔隙系統來說，孔隙大小越均勻，說明分選性越好，計算的分選系數越小。分選系數的擬合公式為：

(2)

綜上所述，τ2分布譜的峰值、三孔隙分量、幾何平均值以及分選系數在反映巖石孔隙結構特征方面均具有明確的數學與物理意義，可擬合構建儲層品質指數：

(3)

式中：Irq為儲層品質指數，1；τ2_peak為τ2分布譜的峰值所對應的τ2，即孔隙分量為最大時所對應的τ2，ms。

儲層的孔隙結構決定著儲層的滲流能力，而儲層品質直接影響著儲層的產液能力。萬金彬等[13]通過孔隙度和滲透率組合的儲層品質因子，在南堡油田低孔、低滲儲層開展產能預測；蘇俊磊等[12]通過建立核磁共振τ2gm與儲層分類綜合評價指數的關系對儲層產能進行評價，基于儲層品質的產能預測取得了很好的應用效果。為此，筆者在Irq的基礎上，結合試油測試資料，建立了研究區的儲層分類標準，對儲層產液能力做出了較為準確的評價。

3 實際應用

圖3為應用儲層品質評價處理模塊對高30斷塊高30-XX井的核磁共振測井數據處理分析圖。從計算評價結果來看，28號儲層的有效孔隙度(φe)為22%，滲透率(K)為0.82mD，Irq為1.6，產能評價結果為Ⅳ類儲層，而第123號儲層的φe為13.4%，K為12.3mD，Irq為29.8，產能評價結果為Ⅰ類儲層。試油結論顯示，28號層日產油0.17m3、水0.27m3，而123號層日產油18.3m3。表明儲層品質的好壞決定了儲層產能的高低，而與儲層有效孔隙度的大小關系不大。通過對多口井進行處理分析，所構建的Irq對儲層產能分類評價的準確率高達85%以上，應用效果較好。

表1 研究區儲層品質分類標準

表2 試油層位儲層品質及產能評價統計表

在實際生產中，并不是每一口井都進行了核磁共振測井作業，筆者通過核磁共振測井儲層品質的評價結果，建立了利用常規測井資料評價儲層品質的方法。通過儲層品質指數與常規測井曲線進行敏感性分析發現，儲層的Irq與陣列感應電阻率、ρ、qAPI具有較好的相關性(圖4)，建立了利用常規測井資料評價儲層品質的擬合公式：

(4)

式中：A、B為待定系數。通過規劃求解得到研究區的A=-3.07，B=19.93。

圖3 高30-XX井儲層品質及產能評價圖

圖4 儲層品質指數與常規測井曲線敏感性分析圖

圖5 研究區的Irq展布圖

4 結論

1)核磁共振τ2分布譜自身蘊含著豐富的巖石物理信息，通過直接對譜特征參數的計算，同樣能夠很好地描述巖石的孔隙結構特征。τ2譜峰值、孔隙分量(S1、S2、S3)、τ2gm以及σ在表征巖石孔隙結構方面具有很好的代表性，且具有明確的物理意義。

[1]楊劍萍，李亞，陳瑤，等.冀中坳陷蠡縣斜坡沙一下亞段碳酸鹽巖灘壩沉積特征[J].西安石油大學學報(自然科學版)，2014，29(6)：21～22.

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[編輯] 龔丹

2016-04-27

中國石油天然氣集團公司重大科技專項(2014E-3504-2)。

趙建斌(1984-)，男，碩士，工程師，主要從事測井解釋及綜合評價，zhaojb123@cnpc.com.cn。

P631.84

A

1673-1409(2017)15-0024-05

[引著格式]趙建斌，萬金彬，李慧瑩，等.蠡縣斜坡高30斷塊儲層品質及產能評價研究[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(15):24～28.