鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层测井地质评价

收稿日期:2003-06-06 作者简介:吴春萍(1974-),女,工程师,1996年毕业于长春地质学院,硕士研究生在读,目前主要从事测井地质分析工作。电话:0371-*******。

文章编号:1006-6535(2004)01-0009-03

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层

测井地质评价

吴春萍

(中国地质大学,湖北　武汉　430074)

摘要:根据鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩沉积成岩组分和结构上的差异,对储层孔隙结构、物性、含气性和电性的控制作用,按岩性分类建立了上古生界储层的测井解释参数和有效厚度识别方法,避免了岩石骨架等参数的差异对测井响应造成的影响,提高了解释精度。关键词:致密砂岩储层;测井评价;有效厚度识别;上古生界;鄂尔多斯盆地中图分类号:TE12212 文献标识码:A

1　概　况

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部,区域上是一平缓

的大单斜,倾角不足1°,断裂和局部构造不发育。勘探结果表明,上古生界储层在该区广泛发育,且储层受沉积相带及岩性的控制,总体上属低孔、低渗致密砂岩储层。以湖相三角洲平原分流河道砂体和河道砂体为主,主要发育石英砂岩和岩屑砂岩。样品分析表明,石英含量为40%～85%,最高可达95%;岩屑含量为5%～40%,最高可达50%。砂岩孔隙度为013%～1319%,平均为618%;渗透率为01001×10-3～31897×10-3μm 2,平均为0151

×10-3μm 3。这些致密砂岩的矿物成分和结构变化大,物性和孔隙结构特征各异,测试产气量相差悬殊,因此利用测井资料识别出岩性差异并定量评价其含气性,是储层评价的重要工作之一。

由于致密砂岩储层物性差,含油气饱和度低,测井响应中来自天然气的成分较少,且储层在埋藏过程中经历了很强的成岩变化,影响储层参数的地质因素复杂[1],再加上储层非均质性很强,因此很难建立可广泛适用的测井解释模型。为克服以上困难,需要通过测井与地质、试气资料进行综合分析,以达到储层综合评价的目的。

2　储层四性关系

鄂尔多斯盆地北部上古生界主要发育有石英

砂岩和岩屑砂岩,两种不同岩性的储层因沉积成岩作用不同在电性上表现出差异。以塔巴庙地区山西组为例,储层电性特征基本可分为两大类,一类为“三低一高”,即低自然伽马、低声波时差、低补偿中子和高电阻率;另一类为较高自然伽马、高声波时差、高补偿中子和较低电阻率。根据每口井的岩心描述、薄片鉴定的岩石矿物成分及压汞资料的孔隙结构分析,储层电性的差异主要是源于岩性的差异,前者是石英砂岩类储层的电性特征,包括中-粗粒石英砂岩、砂砾岩和以石英岩屑为主的含泥中粗粒岩屑砂砾岩;后者是非石英岩岩屑的中粗粒岩屑砂岩、岩屑砂砾岩的电性特征。在补偿密度-中子测井交会图上,石英砂岩和岩屑砂岩明显位于不同的区带(图1)。因此,利用测井资料可有效地区分这两类砂岩储层。其电性特征对比见图2。以深感应电阻率、声波时差、补偿密度、补偿中子孔隙度和自然伽马组成的六维向量为特征参数,得到石英砂岩类储层的电性特征为100,210,2153,515,25;岩屑砂岩储层的电性特征为35,230,2156,15,55。

第11卷第1期2004年2月 特种油气藏S pecial Oil and G as Reserv oirs

V ol 111N o 11

Feb 12004

图1　山西组补偿中子-密度交会图

F ig.1　C om pensated neutron -density cross plot of Shanxi

formation

图2　石英砂岩与岩屑砂岩电性特征对比

Fig.2　C omparis on of electrical properties of

quartzose and lithic sandstone

在储层的成岩作用和孔隙演化过程中,石英砂岩的硬组分含量高,抗压实能力强,主要发育石英次生加大和高岭石的重结晶;储集空间以剩余粒间孔、高岭石晶间孔和溶蚀孔组合为特征。岩屑砂岩的软组分含量高,压实作用强烈,不稳定的岩屑组分溶解或蚀变后,孔隙度和渗透率急剧下降;孔隙空间以高岭石晶间孔和微裂缝为特征[2]。图3为样品分析的两类砂岩孔渗关系,可见石英砂岩孔隙度与渗透率在半对数坐标上呈线性正相关,而岩屑砂岩则为抛物线型,且孔隙度越高,渗透率差异越明显。

3　储层参数解释

孔隙度、渗透率和含气饱和度的定量求取是测

井储层评价的基本环节。由于致密砂岩有许多不同于常规储层的测井响应特点,且储层地质情况复杂,所以根据上古生界岩性的不同,分别建立解释

公式[3]。采用岩心刻度测井方法,使岩心物性分析

参数与测井数据在纵向上匹配较好,

然后回归出解释公式

。

图3　山西组石英砂岩(a )和岩屑砂岩(b )孔-渗关系比较Fig.3　C omparis on of porosity -permeability of quartzose

(a )and lithic sandstone (b )in Shanxi formation

石英砂岩的孔隙度解释公式为:Φd =11015-42110ρb r =01898

(1)

式中:Φd 为密度孔隙度,%;ρb 为补偿密度值,g/cm 3

。

碎屑砂岩储层采用声波曲线求取,解释公式为:

Φs =011458Δt -251736 r =0192

(2)

式中:Φs 为声波孔隙度,%;Δt 为声波时差值,μs/m 。

同样,渗透率解释也针对不同岩性采用不同的公式求取。

石英砂岩渗透率解释公式为:

ln K =32120-13153ρb r =01795(3)式中:K 为渗透率,10-3μm 2。

岩屑砂岩公式为:

01 特种油气藏 第11卷

ln K =01087

Δt -01401β-16138 r =01776(4)

式中:β为自然伽马相对值。

图4为测井解释孔隙度和渗透率的检验图,孔

隙度的平均绝对误差小于015%,渗透率的解释精度在同一数量级,满足储层评价要求

。

图4　测井解释孔隙度与渗透率检验图

Fig.4　

Check chart of log interpreted porosity and permeability

含水饱和度的测井解释采用传统的阿尔奇公式,a 、b 、m 、n 各参数采用岩电实验结果值,石英

砂岩参数值a =110557,b =110665,m =116748,n =212148;岩屑砂岩a =110532,b =110805,m =117552,n =117239。根据本区密闭取心分析资料,平均误差小于10%,可见测井解释精度较高。

4　有效厚度下限

气层有效厚度是指在现代工艺条件下,在工业气井内具有产气能力的储层厚度。有效厚度的下限值包括物性下限和电性下限。致密砂岩储层由于物性差,有生产能力的低孔隙度储层与无效的层段之间的电性响应很小[4],因此根据上述四性关系的研究,充分考虑不同岩性储层由于岩性的差异对测井曲线造成的影响,对不同岩性分别建立物性和电性下限标

准,所以解释结论与试气结论有较高的符合率。物性下限的确定是建立在大量物性分析资料基础之上的。运用作孔隙度、渗透率分布频率直方图并绘制累积频率曲线和累积储、渗能力曲线的方法,同时结合孔隙度与渗透率关系可确定孔隙度和渗透率下限。

石英砂岩渗透率下限取011×10-3μm 2,相应的孔隙度下限是3%。对渗透率下限来说,丢失渗

透能力118%,对于孔隙度下限则丢失储集能力512%。同样得出岩屑砂岩的渗透率下限为011×

10-3μm 2,孔隙度下限为4%。根据试气资料确定的产层与非产层,参考物性下限的取值,读取相应的电性参数作交会图,可求得不同岩性储层的测井参数下限。表1为上古生界致密砂岩储层有效厚度的物性和电性下限值。

表1　物性与电性下限

T ab.1　Cutoff values of petrophysical and electrical properties

岩性物性下限

孔隙度

/%

渗透率/10-3μm 2

电性及解释参数下限

声波时差/(μs/m )

电阻率/(Ω?m )

补偿密度/(g/cm 3)

泥质含量

/%

含水饱和度

/%

石英砂岩

≥310

≥011≥198≥40

≤2155

≤12

≤50

岩屑砂岩

≥410≥011

≥209

≥30≤2156≤15≤50

上古生界致密砂岩夹层(指钙质、硅质、泥质等

充填胶结的含铁方解石岩屑砂砾岩、含泥岩屑砂岩等)砂岩颗粒排列杂乱、分选差,薄片下仅见少量微孔和微裂缝,压汞排驱压力可达014～312MPa 。致密夹层显示为高电阻率、高密度、低时差、低补偿中子和低自然伽马。泥质夹层则显示为低电阻率、高密度、高时差、高补偿中子和高自然伽马,且井眼常

扩径。

(下转第17页)1

1第1期 吴春萍:鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层测井地质评价

212、203、103等井,对应砂体岩性相同、物性相似,但R d值明显降低,仅有014～015Ω?m,高部位井R d值为017～018Ω?m,表现出构造高部位含油、低部位是水的特点。

1998年9月29日对该井-1787114～-1797144m 井段(8m/2层)进行试油,获日产70～80m3的自喷高产商业油流,从而首次发现了神泉油田第三系上油藏,增加探明储量118×104t。随后又相继发现了神泉第三系中油藏、雁木西油田第三系中油藏等。新层系的突破,实现了“查圈闭”与“查录测井”的完美结合,不仅增储上产,拓宽找油领域,而且预示着老井复查良好的发展前景。

4　结　论

(1)老井复查作为滚动勘探开发增储上产的一种主要手段,方便快捷、经济有效。

(2)“三查”是老井复查的核心,实现“三查”的相互结合,是未来老井复查的发展方向。

吐哈油田分公司勘探开发研究院副院长孙玉凯同志对本文的编写提出了许多宝贵的意见,在此表示感谢!

参考文献:

[1]丁次乾1矿场地球物理[M]1东营:石油大学出版社,

19921

[2]卞应时,等1大港油田中浅层低阻油气层成因分析[J]1

特种油气藏,2002,9(5):26～291

编辑　常汉章

(上接第11页)

5　结　论

(1)研究表明,岩性对鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层的微观孔隙结构、物性和含气性具有重要的影响,并导致储层电性上的明显分异;储层发育的控制因素分析表明,高产气井以物性相对较好的石英质砂岩储层发育为特征。

(2)可将上古生界储层分为岩屑砂岩和石英砂岩两大类,以测井为手段识别岩性,分岩性建立参数解释图版,可以避免由于骨架差异对测井曲线造成的影响,提高测井解释的符合率。

(3)储层的微观孔隙结构对其原始含气性的产气能力有重要影响,因此物性下限的取值应将宏观孔、渗参数与孔隙结构的研究结合起来。

参考文献:

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[2]曾文冲1油气藏储集层测井评价技术[M]1北京:石油

工业出版社,19911

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[4]H one M E1G eostatistics and petroleum geology[M]1Van Nas2

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编辑　常汉章

(上接第13页)主要湖侵泥岩发育的位置;优先钻探骨干断层控制形成的圈闭及弧弯断层内部曲率较大部位;注意不同断块目的层段可以存在明显差异,避免简单地将某一断块的目的层段推而广之,造成勘探中的误区。

参考文献:

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编辑　常汉章

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第1期 荆文波等:“三查”在台北凹陷滚动勘探开发中的应用