珠江口盆地L油田礁灰巖孔洞縫型儲層評價

2017-12-17 17:26:04陳敏政潘石堅

石油地質與工程 2017年6期

陳敏政，戴宗，唐輝，潘石堅，李珙

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518000）

珠江口盆地L油田礁灰巖孔洞縫型儲層評價

陳敏政，戴宗，唐輝，潘石堅，李珙

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518000）

利用巖心CT掃描和GVR成像測井資料，從微觀和宏觀兩個方面，對珠江口盆地L油田礁灰巖儲層孔洞縫分布特征進行了描述，基于儲層儲集空間和物性的差異性，將其劃分為四類儲層并分別進行評價。裂縫型儲層孔隙度小于 10%，滲透率（1～50）×10–3μm2，CT掃描圖像中表現為裂縫網絡，測井成像上以成組縫特征為主；孔洞–裂縫型儲層孔隙度 10%～25%，滲透率（10～100）×10–3μm2，CT掃描圖像表現為以裂縫發育為主，成像測井上表現為孔洞局部發育；裂縫–孔洞型儲層孔隙度15%～30%，滲透率（10～50）×10–3μm2，CT掃描圖像表現為以孔洞為主，裂縫局部貫通孔洞分布，測井成像上以溶蝕縫為主；孔洞型儲層孔隙度大于25%，滲透率（10～500）×10–3μm2，CT掃描圖像表現為以發育孔洞為主，成像測井上孔洞成團塊狀或蜂窩狀分布。

珠江口盆地；L油田；孔洞縫；礁灰巖；儲層評價

生物礁灰巖是碳酸鹽巖中一種重要的儲層類型，世界上大約一半的油氣儲量蘊含在生物礁及其相關的碳酸鹽巖中[1–3]。L油田位于我國南海東部珠江口盆地東沙隆起，是我國最大的生物礁油藏。礁灰巖儲層位于新近系中新統珠江組，屬于在臺地邊緣上發育起來的生物礁地層圈閉[4]，地震剖面上有明顯的巖隆現象，屬于大型底水整裝油藏。由于受構造和成巖作用雙重控制，儲層內部孔隙普遍發育，溶洞、裂縫局部發育，非均質性極強，目前開采程度只有約10%，孔洞縫的發育是制約油田有效開發的關鍵地質因素。前人對該油藏的沉積過程、成巖演化及儲層特征都做過分析[4–5]，但針對儲層孔洞縫系統發育特征缺少研究。本文利用巖心資料、巖心CT掃描資料及GVR成像測井數據對儲層孔洞縫的分布特點進行了詳細的研究，在此基礎上進行了儲層的分類和評價。

1 儲層基礎物性參數

以X1取心井的巖心分析數據為基礎，研究礁灰巖儲層的孔隙度和滲透率分布特征。實驗樣品為162塊直徑2.5 cm的標準巖樣，在300 psi覆壓下進行測試，實驗結果如圖1所示。圖1a表明礁灰巖儲層孔隙度主要為 10%～40%，平均孔隙度 19.5%，部分樣品因溶蝕孔洞發育，孔隙度高達41.7%。圖1b表明礁灰巖儲層滲透率主要為（1～500）×10–3μm2，平均滲透率84.9×10–3μm2，滲透率的變化范圍較大，表明儲層內部的非均質性較強。這主要是由于儲層內部孔洞縫的分布情況差異較大引起的，孔洞縫系統發育的樣品滲透率可高達 790×10–3μm2。儲層物性參數的差異性主要是由儲層內部的非均質性引起，而孔洞縫的分布特征是影響儲層非均質性的最主要地質因素[6-9]。

圖1 巖心分析儲層物性分布直方圖

2 CT掃描研究儲層孔洞縫分布

近年來，在石油地質和開發領域，CT技術的應用日益增加。該技術可以在巖石不被破壞的狀態下測量和描述巖石物理參數，能有效分析儲層內部的微觀結構；對于非均質性強、儲集空間復雜的巖石，能有效研究其內部微觀孔洞縫的發育和連通情況。實驗樣品為全直徑10m2巖心，實驗設備為某醫院飛利浦螺旋CT設備，實驗條件為120 kV、341 mA的高能條件，掃描裝置的最小切片厚度為 6 mm，CT掃描照片由代表不同X射線密度單位的各種灰度組成，照片分辨率為0.1 mm。

樣品為X1井全直徑巖心，共有8段完整的全巖心用于CT掃描，為了便于研究，分別編號1～8，每段巖心有對應的巖心切面照片，切面照片按巖心號和掃描順序編號，如1–1、1–2、2–1等。選取典型的1號巖心和4號巖心用于分析儲層內部孔洞縫的分布情況。圖2a為1號巖心表面照片，從外部結構上觀察，該段巖心較為完整，局部有一些裂縫發育，圖2b～圖2d為該段巖心的CT掃描切面照片，從巖心切面上可以觀察到內部發育的裂縫和溶蝕孔洞。分別對巖心CT掃描切面進行分析：圖2b基本上全部為裂縫，有少量的溶蝕孔，面孔率為8.2%，裂縫相互交織發育成裂縫網絡，可以作為有效的儲集空間和主要的滲流通道；圖2c以溶蝕孔為主，有少量裂縫，面孔率為2.1%，溶蝕孔孤立發育，互不聯通，難以形成流體有效滲流的通道；圖2d為溶蝕孔洞與裂縫相伴生，面孔率為 25.2%，溶蝕孔洞與裂縫互相交織聯通，是儲層的主要儲集空間和滲流通道。

基于對儲層孔洞縫特征的描述，按照儲層儲集空間的差異性，將該礁灰巖儲層分為裂縫型儲層、孔洞–裂縫型儲層、裂縫–孔洞型儲層、孔洞型儲層四類（圖3）。以裂縫條數和孔洞個數為計數對象，對本次實驗的8段完整全巖心的所有CT掃描切面進行了孔洞縫的定量統計，計算得到了每段巖心中裂縫和孔洞的所占比例（圖4），按照統計結果，1號、3號巖心屬于裂縫型儲層；2號巖心屬于裂縫–孔洞型儲層；5號、6號巖心屬于孔洞–裂縫型儲層；4號巖心屬于孔洞型儲層。

圖2 巖心CT掃描

圖3 基于儲集空間的儲層分類

圖4 巖心孔洞縫統計結果

3 GVR成像測井研究儲層孔洞縫分布

GVR成像測井是schlumberger公司的隨鉆側向電阻率成像測井技術，最大探測深度為123 cm，具有較高的分辨率，利用其成像圖像能進行多項地質研究，如井旁構造分析、裂縫定性與定量分析、溶蝕孔洞定量計算等。由于成像測井要求孔洞縫的尺度較大才能探測識別，因此該技術主要研究宏觀孔洞縫的分布情況。

根據裂縫在GVR成像測井圖上的特征（圖5），可將其分為三種：溶蝕縫、成組縫、孤立縫。溶蝕縫在GVR圖像上表現為裂縫面不規則，沿裂縫面有溶蝕現象；溶蝕縫受大氣淡水淋濾作用而形成，屬于成巖成因，裂縫角度從低到高均有分布。成組縫在GVR圖像上表現為成組出現，裂縫產狀相似，以高角度為主。孤立縫在 GVR圖像上以孤立形式出現，分布規律不明顯。溶蝕孔洞在GVR圖像上表現為暗黑色斑點或斑塊，以沿裂縫溶蝕為主，也存在串珠狀溶蝕。

圖5 裂縫在GVR圖像上特征

對4口井GVR測井解釋結果進行了統計。本次利用schumacher公司Borview軟件對裂縫進行了定量計算（表1），從計算結果來看，單井裂縫的發育程度存在較大差異，X2井裂縫發育程度最強，裂縫密度達到5.0條/m，而X4井裂縫發育程度較差，裂縫密度為 1.8條/m，表明裂縫在平面上發育的非均質性較強。

表1 孔洞縫參數統計

4 儲層綜合分析

基于CT掃描技術對儲層的分類結果，結合GVR成像對孔洞縫特征的研究，對每類儲層的物性、孔洞縫分布特征進行綜合闡述（圖6）。

裂縫型儲層孔隙度一般小于10%，滲透率（1～50）×10–3μm2，CT掃描圖像表現為裂縫網絡，GVR成像上以成組縫特征為主；孔洞–裂縫型儲層孔隙度一般為10%～25%，滲透率（10～100）×10–3μm2，CT掃描表現為裂縫發育為主，局部有孔洞，GVR成像上表現為孔洞局部發育；裂縫–孔洞型儲層孔隙度一般為 15%～30%，滲透率（10～50）×10–3μm2，CT掃描圖像表現為以孔洞為主，裂縫局部貫通孔洞分布，GVR成像上以溶蝕縫為主，孔洞沿裂縫溶蝕分布；孔洞型儲層孔隙度一般大于25%，滲透率（10～500）×10–3μm2，CT掃描圖像表現為以發育孔洞為主，GVR成像上孔洞成團塊狀或蜂窩狀分布。