準噶爾盆地腹部A區塊低孔低滲砂巖儲層飽和度計算方法

馬良平，何進，潘敏

(中石化勝利石油工程有限公司測井公司，山東 東營 257061)

郭玉慶，劉越

(中國石油長城鉆探工程有限公司測井技術研究院，北京 102206)

段銀鹿

(中國石油測井有限公司生產測井中心，陜西 西安 710201)

準噶爾盆地腹部A區塊低孔低滲砂巖儲層飽和度計算方法

馬良平，何進，潘敏

(中石化勝利石油工程有限公司測井公司，山東 東營 257061)

郭玉慶，劉越

(中國石油長城鉆探工程有限公司測井技術研究院，北京 102206)

段銀鹿

(中國石油測井有限公司生產測井中心，陜西 西安 710201)

通過對準噶爾盆地腹部A區塊3個地區巖電參數的影響因素分析發現，膠結指數(m)與孔隙度(φ)的相關性最好；泥質對m的影響分三段式，泥質較小時呈正相關，隨著泥質逐漸增多，m趨于平穩，當泥質體積分數(φ(sh))較高時呈負相關關系。含水飽和度模型因地區而異：沙窩地地區適合a(巖性系數)=1，m=f(φ,φ(sh))關系式；莫西莊地區適合F(地層因素)-φ多項式關系；征沙村地區由于與各因素相關性均不高，適合采用巖電試驗擬合參數來計算含水飽和度。

孔隙度；膠結指數；含水飽和度；泥質含量

準噶爾盆地A區塊位于準噶爾盆地腹部中央坳陷帶，儲層埋藏深、物性差、電性變化大，油、氣、水層在測井曲線上的響應特征不明顯，儲層結構復雜；其次，巖電試驗分析資料少，且未進行系統研究分析及應用效果評價，儲層骨架及巖電參數a、b(巖性系數)、m(膠結指數)、n(飽和度指數)的選取比較混亂[1～4]。另外，以往未考慮地層水礦化度、孔隙結構及泥質含量等不同因素對巖電參數的影響，在一定程度上增加了儲層飽和度計算結果的不確定性[5～7]。

1 巖電試驗分析

1.1 巖電試驗方法

計算含水飽和度是測井解釋中最重要的任務之一，而巖電參數的準確度直接影響著計算儲層含水飽和度的精確程度。首先，通過巖電試驗利用阿爾奇公式來確定a、b、m、n各參數值。

(1)

(2)

式中：F為地層因素，1；ρ0、ρw、ρt分別為飽含水巖石電阻率、地層水電阻率及含油地層電阻率，Ω·m；φ為巖石有效孔隙度，1；I為電阻率增大指數，1；Sw為含水飽和度，1。

通過巖電試驗數據建立F-φ和I-Sw的關系，在雙對數條件下進行擬合即可得到a、b、m、n各參數，然后通過式(1)、(2)導出含水飽和度計算公式：

(3)

在計算儲層的含水飽和度時，某一層位的a、b、m、n通常取固定值，而事實上在很多地區的同一層位，即使是孔隙度完全相同的巖心，飽和度也會存在一定的差異，低孔、低滲地層尤其明顯。因此，弄清a、b、m、n的控制因素，靈活運用阿爾奇公式建立更合適的計算模型對于準確計算含水飽和度和正確評價油氣層具有重要意義。

1.2 巖電參數影響因素

1.2.1 地層水礦化度對巖電參數的影響

首先，在不考慮巖心孔隙結構、泥質含量因素影響的條件下，對A區塊3個地區5口井146塊樣品巖電數據分地區進行了綜合擬合統計，結果見表1。

表1 A區塊巖電擬合參數

模擬不同儲層溫度和地層水礦化度進行試驗，并根據地層水礦化度和試驗溫度換算該條件下的ρw。從表1綜合試驗擬合結果可以看出，b比較穩定，說明2種地層水礦化度的過渡對b的影響甚微，對a、m、n略有影響，且礦化度增大a有減小趨勢，m、n有增大趨勢。

1.2.2 孔、滲及孔隙結構對m的影響

由表1可以看出，a往往不等于1，甚至于遠偏離于1，最大達2.5875，m則均小于2。與阿爾奇公式中的a=1，m=2的理論值有一定差別，主要是研究區儲層孔隙結構的復雜性、地層的低孔-低滲性、微孔率增大及微裂縫等因素影響的結果。

圖1 沙窩地地區m與φ、K及的關系

圖2 A區塊m與φ(sh)關系

1.2.3 孔、滲及孔隙結構對n、b的影響

1.2.4 泥質含量對m的影響

泥質對巖石導電性的影響取決于泥質體積分數(φ(sh))及其分布形式，利用對泥質反映靈敏的去鈾伽馬測井計算φ(sh)，減小了高鈾對儲集層φ(sh)的影響。

通過建立m與φ(sh)的關系發現，當φ(sh)較低時，泥質主要以分散形式存在于孔隙及喉道之中，使巖石的孔隙空間減小，孔隙喉道變得迂回曲折甚至堵塞，從而使巖石的導電性變差，此時m增大；當φ(sh)較高時，一部分泥質能夠形成連續分布，構成導電通路，使巖石的導電性變好，相當于并聯了一個電阻，此時m減小。從圖2可以看出，沙窩地地區m與φ(sh)的相關性最好；征沙村地區m基本處于1.4～1.6之間，而沙窩地和莫西莊地區m主要處于1.6～1.9之間，明顯高于征沙村地區。由于征沙村地區的巖性細，以粉砂顆粒為主，孔隙度小，孔隙迂曲度大，滲透性明顯低于其他2個地區，造成征沙村地區m降低，電阻率減小。

2 地層水電阻率的選取

表2 不同方法求取ρw對比表

在儲層Sw的計算中，ρw是影響Sw計算精確度的最重要因素之一，鑒于研究區儲層結構的復雜性，分別采用視電阻率法和利用地層水分析資料換算地層水電阻率法求取各地區典型井的ρw。如表2所示，上述2種方法計算的ρw基本相近，在一定程度上保證了Sw的計算精度。

3 計算模型的建立

圖3 沙窩地地區擬合公式計算的Sw與巖電試驗計算的Sw對比

3.1 沙窩地地區

以沙1井為例，首先將m與φ及無鈾伽馬計算的φ(sh)進行二元關系擬合，建立新的m計算模型。當a=1時，m1=f(φ,φ(sh))，擬合公式為：

圖4 莫西莊地區F與φ關系圖

圖5 莫西莊地區擬合公式計算的Sw與巖電試驗計算的Sw對比

3.2 莫西莊地區

通過對莫西莊地區巖電試驗數據(圖4)分析發現，φ小于10%的巖心數據點明顯偏離冪數擬合線，數據點整體呈彎弧形，符合多項式擬合曲線特征；通過對F與φ進行多項式擬合，相關性好于冪數的擬合結果。擬合公式為：

F=3030.7φ2-1237.5φ+146.15

R2=0.8729

(5)

3.3 征沙村地區

4 應用效果分析

分別取3個地區的沙2井、莊104井、征1井為例，利用巖電試驗參數和擬合公式分別計算Sw，并與巖心測量的Sw進行比對，對應性較好，誤差基本保持在10%以內，其中莊104井為密閉取心，取得了較好的驗證效果(圖6)。說明所建立的Sw計算模型精度較高，有利于研究區油、氣、水層的正確評價。

圖6 A區塊擬合公式計算Sw、巖電試驗計算Sw與巖心測量Sw對比圖

5 結論

1)通過對準噶爾盆地腹部A區塊3個地區巖電參數的影響因素分析發現，m與φ的相關性最好，φ(sh)對m的影響分三段式，φ(sh)較小時呈正相關，隨著φ(sh)逐漸增多，m趨于平穩，當φ(sh)較高時呈負相關關系。

2)Sw模型因地區而異：沙窩地地區適合a=1，m=f(φ,φ(sh))關系式；莫西莊地區適合F-φ多項式關系；征沙村地區由于巖電參數與各因素相關性不是很高，適合采用巖電試驗擬合參數值來計算Sw。

3)建議進一步加強儲層條件下的巖電試驗，并研究巖電參數與儲層參數的多變量關系，提高計算飽和度的精度。

[1]李先鵬.膠結指數的控制因素及評價方法[J].巖性油氣藏，2008，20(4)：105～108.

[2]張振城，孫建孟，馬建海，等.阿爾奇公式中a，m值對飽和度計算結果的影響[J].石油大學學報(自然科學版)，2004，28(6)：29～36.

[3]伍澤云，王曉光，王浩.低孔低滲儲層中確定Archie參數m與a的改進方法[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2009，31(3)：76～79.

[4]李秋實，周榮安，張金功，等.阿爾奇公式與儲層結構的關系[J].石油與天然氣地質，2002，23(4)：364～367.

[5]殷艷玲.巖電參數影響因素分析[J].測井技術，2007，31(6)：511～515.

[6]趙軍，劉興禮，李進福，等.巖電參數在不同溫度、壓力及礦化度時的實驗關系研究[J].測井技術，2004，28(4)：269～272.

[7]韓雙，潘保芝.孔隙度膠結指數m的確定方法及影響因素[J].油氣地球物理，2010，8(1)：43～47.

[編輯] 龔丹

2016-07-15

馬良平(1972-)，男，工程師，長期從事油氣田開發與開采技術工作，631015789@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2017)15-0029-05

[引著格式]馬良平，何進，潘敏，等.準噶爾盆地腹部A區塊低孔低滲砂巖儲層飽和度計算方法[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(15):29～33.