致密儲層錄井評價方法研究

駱瑞利

摘要：通過應用X射線衍射技術對三肇凹陷扶余油層致密砂巖主要巖性的礦物含量進行了測定，建立了巖性識別標準、脆性指數計算標準和礦物含量交匯圖版，形成了致密砂巖儲層巖性、脆性和物性錄井評價技術。

關鍵詞：錄井;XRD;致密儲層;評價

當前，致密油、致密氣已成為我國非常規油氣開發的重點。在致密油儲層錄井評價方法方面，國內主要利用各種錄井資料并與巖心實驗、地質及試油等資料緊密結合，在致密砂巖油的評價上，氣測錄井值常常受到生油巖高背景值的影響，儲層物性、含油性參數需要特殊的分析手段，實際產能與錄井資料也存在不匹配的情況，制約了對致密砂巖儲層的認識和評價。本文以三肇凹陷扶余油層的致密砂巖為例，開展致密儲層錄井評價方法研究。

1 地質、錄井概況

三肇凹陷為松遼盆地中央坳陷區內的二級負向構造單元，其西接大慶長垣，東側為綏棱背斜帶和朝陽溝背斜帶，北連安達凹陷，是松遼盆地北部重要的勘探領域之一，油氣資源豐富。扶余油層是松遼盆地主要的致密砂巖油藏，巖性以細砂巖和粉砂巖為主，儲層物性很差，滲透率小于1mD的儲層接近50%，孔隙度一般小于10%，具有滲透率低、流度低、豐度低等特點，準確評價難度較大。三肇凹陷扶余油層致密砂巖油錄井識別及評價的難題有：鉆井液類型多為油基泥漿，錄井資料含油顯示識別及歸位難度大;流體性質復雜，油水層解釋評價難度大;產能物性下限標準確定難，產能評價難度大。

2 儲層品質評價錄井技術

2.1 巖性評價

扶余油層致密砂巖沉積環境一般為河流相，礦物成分多樣，成分成熟度低，常見鈣質膠結砂巖、鈣泥混合膠結砂巖，相對于常規砂巖油藏，巖性復雜程度更大。

X射線衍射礦物分析技術（XRD）是近幾年發展起來的一項錄井技術。X射線衍射巖性識別技術能計算出各種礦物的相對含量，根據礦物組合來獲得測試樣品的巖性，提高巖性識別準確度。該項技術能夠較好地解決PDC鉆頭、細齒牙輪鉆頭、大斜度井、空氣鉆井等復雜鉆井條件下細碎巖屑的巖性識別及定名的難題，在建立地質剖面、水平井地質導向、分析頁巖油氣地層脆性礦物含量、確定非常規油氣井“甜點”位置等方面起到了重要作用。三肇凹陷扶余油層主要發育5種不同的巖性：鈣質粉砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，為了明確這5種不同巖石的XRD上的響應特征，在XRD分析的基礎上，進行了巖石鏡下薄片鑒定。從鏡下觀察結果來看，鈣質粉砂巖與其它4種巖石的最大區別是膠結物的不同，鈣質粉砂巖主要是鈣質膠結，且鈣質含量較為顯著，平均值達到41.5%，其XRD分析方解石礦物相衍射峰有較好的響應，從礦物學角度來看，其鈣質成分主要為方解石，因此可以用XRD分析所得方解石含量來表征巖石的含鈣情況。

鈣質粉砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，泥質成分依次增加，但主要的礦物類型沒有改變，主要為石英、長石以及粘上礦物，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看，鈣質粉砂巖與其他巖性的區別主要的就是方解石顯著，主要是由于鈣質粉砂巖中鈣質成分主要礦物為方解石，所以可以用方解石含量來判斷巖石的含鈣情況。依據不同巖性X射線衍射上響應特征研究，結合三肇凹陷扶余油層8口井4555塊樣品，建立了X射線衍射分析進行扶余油層巖性識別的標準：粘土礦物含量，砂巖<25%、泥質砂巖25%～29%、砂質泥巖29%～36%、泥巖>36%。

2.2 利用熱解數據確定含油性

（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熱解分析影響主要是S₁峰，對S₂峰基本無影響。

（2）含油砂巖油基鉆井液浸泡試驗

模擬地下溫度和遲到時間，對三肇凹陷扶余油層水基鉆井液的含油砂巖巖心進行油基鉆井液浸泡，對浸泡前后樣品分別進行熱解分析，油基鉆井液對熱解S₁影響較大，S₂值基本無影響，所以，可以直接應用S₂進行含油性評價。

（3）建立熱解含油性標準

統計三肇凹陷扶余油層25口井598層熱解分析數據，建立了不同儲集層類型的熱解含油性評價標準：Ⅰ-1類儲集層S₂大于4.0mg/g;Ⅰ-2類儲集層S₂介于2. 5～5.0mg/g;Ⅱ類儲集層S₂小于3.5mg/g;干層為無含油顯示的Ⅱ類儲集層。

2.3 儲層物性評價

孔隙度和滲透率是描述儲層初級性和滲流能力的物性參數。大慶油田對于致密油儲層的評價，首先按照孔隙度進行儲層類別的分類，將儲層分成致密油Ⅰ類、Ⅱ類和干層。對于錄井行業而言，物性評價通常采用核磁共振技術進行孔、滲的測量，但對于致密油儲層，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行物性評價。

應用8口井153個層，建立長石、粘上礦物含量交匯圖版，對儲層進行分類根據這個圖版（圖1），將儲層物性分為三類。致密Ⅰ-1類：長石含量大于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 ?長石含量與粘土礦物交匯圖版

2.4 儲層含水性評價

致密油水平井不存在含水性判別的問題，但對于致密油直井，由于直井的鉆探目的是深化對勘探區目的層油氣分布及成藏規律的認識，擴大含油規模，并為水平井鉆探提供目標層，所以需要確定目標層必須是純油層，需要進行含水性判別。對直井27口65層應用輕烴含水性法判別儲層流體性質，綜合解釋均為純油層，并利用這些井資料進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 結論

開發X射線衍射（XRD）技術，對三肇凹陷扶余油層致密砂巖主要巖性的礦物含量進行了測定，通過參數優選，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，并以粘上含量的不同建立了巖性劃分標準;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系，發現了該區扶余油層孔隙度與長石、粘上、石英含量分別呈正相關、負相關和相關性不明顯的特征，通過建立長石、粘上礦物含量交匯圖版，實現了定性判斷儲層類型。

參考文獻

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作者簡介：孟彤，1995年4月4日，女，漢，黑龍江寶清，在讀研，人工智能、環保。