致密儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法研究

駱瑞利

摘要：通過(guò)應(yīng)用X射線衍射技術(shù)對(duì)三肇凹陷扶余油層致密砂巖主要巖性的礦物含量進(jìn)行了測(cè)定，建立了巖性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)、脆性指數(shù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和礦物含量交匯圖版，形成了致密砂巖儲(chǔ)層巖性、脆性和物性錄井評(píng)價(jià)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：錄井;XRD;致密儲(chǔ)層;評(píng)價(jià)

當(dāng)前，致密油、致密氣已成為我國(guó)非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。在致密油儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法方面，國(guó)內(nèi)主要利用各種錄井資料并與巖心實(shí)驗(yàn)、地質(zhì)及試油等資料緊密結(jié)合，在致密砂巖油的評(píng)價(jià)上，氣測(cè)錄井值常常受到生油巖高背景值的影響，儲(chǔ)層物性、含油性參數(shù)需要特殊的分析手段，實(shí)際產(chǎn)能與錄井資料也存在不匹配的情況，制約了對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)。本文以三肇凹陷扶余油層的致密砂巖為例，開(kāi)展致密儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法研究。

1 地質(zhì)、錄井概況

三肇凹陷為松遼盆地中央坳陷區(qū)內(nèi)的二級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，其西接大慶長(zhǎng)垣，東側(cè)為綏棱背斜帶和朝陽(yáng)溝背斜帶，北連安達(dá)凹陷，是松遼盆地北部重要的勘探領(lǐng)域之一，油氣資源豐富。扶余油層是松遼盆地主要的致密砂巖油藏，巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，儲(chǔ)層物性很差，滲透率小于1mD的儲(chǔ)層接近50%，孔隙度一般小于10%，具有滲透率低、流度低、豐度低等特點(diǎn)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)難度較大。三肇凹陷扶余油層致密砂巖油錄井識(shí)別及評(píng)價(jià)的難題有：鉆井液類型多為油基泥漿，錄井資料含油顯示識(shí)別及歸位難度大;流體性質(zhì)復(fù)雜，油水層解釋評(píng)價(jià)難度大;產(chǎn)能物性下限標(biāo)準(zhǔn)確定難，產(chǎn)能評(píng)價(jià)難度大。

2 儲(chǔ)層品質(zhì)評(píng)價(jià)錄井技術(shù)

2.1 巖性評(píng)價(jià)

扶余油層致密砂巖沉積環(huán)境一般為河流相，礦物成分多樣，成分成熟度低，常見(jiàn)鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖、鈣泥混合膠結(jié)砂巖，相對(duì)于常規(guī)砂巖油藏，巖性復(fù)雜程度更大。

X射線衍射礦物分析技術(shù)（XRD）是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)錄井技術(shù)。X射線衍射巖性識(shí)別技術(shù)能計(jì)算出各種礦物的相對(duì)含量，根據(jù)礦物組合來(lái)獲得測(cè)試樣品的巖性，提高巖性識(shí)別準(zhǔn)確度。該項(xiàng)技術(shù)能夠較好地解決PDC鉆頭、細(xì)齒牙輪鉆頭、大斜度井、空氣鉆井等復(fù)雜鉆井條件下細(xì)碎巖屑的巖性識(shí)別及定名的難題，在建立地質(zhì)剖面、水平井地質(zhì)導(dǎo)向、分析頁(yè)巖油氣地層脆性礦物含量、確定非常規(guī)油氣井“甜點(diǎn)”位置等方面起到了重要作用。三肇凹陷扶余油層主要發(fā)育5種不同的巖性：鈣質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，為了明確這5種不同巖石的XRD上的響應(yīng)特征，在XRD分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了巖石鏡下薄片鑒定。從鏡下觀察結(jié)果來(lái)看，鈣質(zhì)粉砂巖與其它4種巖石的最大區(qū)別是膠結(jié)物的不同，鈣質(zhì)粉砂巖主要是鈣質(zhì)膠結(jié)，且鈣質(zhì)含量較為顯著，平均值達(dá)到41.5%，其XRD分析方解石礦物相衍射峰有較好的響應(yīng)，從礦物學(xué)角度來(lái)看，其鈣質(zhì)成分主要為方解石，因此可以用XRD分析所得方解石含量來(lái)表征巖石的含鈣情況。

鈣質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，泥質(zhì)成分依次增加，但主要的礦物類型沒(méi)有改變，主要為石英、長(zhǎng)石以及粘上礦物，各礦物成分含量變化分別為：石英平均含量21.2%、37.5%、36.3%、34.5%、32.3%，長(zhǎng)石的含量22.7%、51.4%、46%、36.5%、27.3%，粘上含量8.7%、10.1%、17.8%、29%、38.3%，方解石含量47.5%、1 %、0%、1 %、2%，從上各礦物的平均含量的變化情況來(lái)看，鈣質(zhì)粉砂巖與其他巖性的區(qū)別主要的就是方解石顯著，主要是由于鈣質(zhì)粉砂巖中鈣質(zhì)成分主要礦物為方解石，所以可以用方解石含量來(lái)判斷巖石的含鈣情況。依據(jù)不同巖性X射線衍射上響應(yīng)特征研究，結(jié)合三肇凹陷扶余油層8口井4555塊樣品，建立了X射線衍射分析進(jìn)行扶余油層巖性識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)：粘土礦物含量，砂巖<25%、泥質(zhì)砂巖25%～29%、砂質(zhì)泥巖29%～36%、泥巖>36%。

2.2 利用熱解數(shù)據(jù)確定含油性

（1）油基鉆井液分析

選取柴油、油基鉆井液及含油砂巖樣品分別進(jìn)行熱解分析，從分析譜圖看，油基鉆井液主要成分是柴油，柴油的熱解峰主要是S₁峰，S₂峰很小，所以，理論上油基鉆井液對(duì)熱解分析影響主要是S₁峰，對(duì)S₂峰基本無(wú)影響。

（2）含油砂巖油基鉆井液浸泡試驗(yàn)

模擬地下溫度和遲到時(shí)間，對(duì)三肇凹陷扶余油層水基鉆井液的含油砂巖巖心進(jìn)行油基鉆井液浸泡，對(duì)浸泡前后樣品分別進(jìn)行熱解分析，油基鉆井液對(duì)熱解S₁影響較大，S₂值基本無(wú)影響，所以，可以直接應(yīng)用S₂進(jìn)行含油性評(píng)價(jià)。

（3）建立熱解含油性標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)計(jì)三肇凹陷扶余油層25口井598層熱解分析數(shù)據(jù)，建立了不同儲(chǔ)集層類型的熱解含油性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ-1類儲(chǔ)集層S₂大于4.0mg/g;Ⅰ-2類儲(chǔ)集層S₂介于2. 5～5.0mg/g;Ⅱ類儲(chǔ)集層S₂小于3.5mg/g;干層為無(wú)含油顯示的Ⅱ類儲(chǔ)集層。

2.3 儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)

孔隙度和滲透率是描述儲(chǔ)層初級(jí)性和滲流能力的物性參數(shù)。大慶油田對(duì)于致密油儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)，首先按照孔隙度進(jìn)行儲(chǔ)層類別的分類，將儲(chǔ)層分成致密油Ⅰ類、Ⅱ類和干層。對(duì)于錄井行業(yè)而言，物性評(píng)價(jià)通常采用核磁共振技術(shù)進(jìn)行孔、滲的測(cè)量，但對(duì)于致密油儲(chǔ)層，不取心，巖屑成粉末狀，該方法不再適用，所以我們采用礦物成分交匯圖版法進(jìn)行物性評(píng)價(jià)。

應(yīng)用8口井153個(gè)層，建立長(zhǎng)石、粘上礦物含量交匯圖版，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行分類根據(jù)這個(gè)圖版（圖1），將儲(chǔ)層物性分為三類。致密Ⅰ-1類：長(zhǎng)石含量大于38%，粘上礦物含量小于15%，反映孔隙度大于11%。致密Ⅰ-2類：長(zhǎng)石含量30～38%，粘上礦物含量12～20%，反映孔隙度介于8～11%。致密Ⅱ類：長(zhǎng)石含量小于30%，粘上礦物含量大于20%，反映孔隙度小于8%。

圖1 ?長(zhǎng)石含量與粘土礦物交匯圖版

2.4 儲(chǔ)層含水性評(píng)價(jià)

致密油水平井不存在含水性判別的問(wèn)題，但對(duì)于致密油直井，由于直井的鉆探目的是深化對(duì)勘探區(qū)目的層油氣分布及成藏規(guī)律的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大含油規(guī)模，并為水平井鉆探提供目標(biāo)層，所以需要確定目標(biāo)層必須是純油層，需要進(jìn)行含水性判別。對(duì)直井27口65層應(yīng)用輕烴含水性法判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)，綜合解釋均為純油層，并利用這些井資料進(jìn)一步完善了輕烴判別解釋圖，包括：生物降解程度判別圖版、Ⅰ類降解含水性判別圖、Ⅱ類降解含水性判別圖版、Ⅲ類降解含水性判別圖版。

3 結(jié)論

開(kāi)發(fā)X射線衍射（XRD）技術(shù)，對(duì)三肇凹陷扶余油層致密砂巖主要巖性的礦物含量進(jìn)行了測(cè)定，通過(guò)參數(shù)優(yōu)選，選擇了粘上礦物及方解石含量作為判別不同巖性特征參數(shù)，并以粘上含量的不同建立了巖性劃分標(biāo)準(zhǔn);研究了三肇凹陷扶余油層致密砂巖礦物組成含量與孔隙度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了該區(qū)扶余油層孔隙度與長(zhǎng)石、粘上、石英含量分別呈正相關(guān)、負(fù)相關(guān)和相關(guān)性不明顯的特征，通過(guò)建立長(zhǎng)石、粘上礦物含量交匯圖版，實(shí)現(xiàn)了定性判斷儲(chǔ)層類型。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孟彤，1995年4月4日，女，漢，黑龍江寶清，在讀研，人工智能、環(huán)保。