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靖边东南部长2储层特征及储层质量评价

2014-06-17杨莎莎赵永刚刘晓娟陈莹杨勇

断块油气田 2014年2期
关键词:区长油层孔隙

杨莎莎,赵永刚,刘晓娟,陈莹,杨勇

(1.西安石油大学地球科学与工程学院,陕西 西安710065;2.西安石油大学石油工程学院,陕西 西安710065;3.延长油田股份有限公司永宁采油厂,陕西 延安727500;4.延长油田股份有限公司直罗采油厂,陕西 延安727500)

1 地质概况

研究区位于陕西省榆林市靖边县的东南部区域,构造上位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部(见图1)。该区长2 油层组砂岩储层发育河流相沉积体系,沉积时由于整个鄂尔多斯盆地构造抬升,湖盆收缩加剧,原先的三角洲已完全冲积平原化[1]。

勘探表明,长2 储层砂体横向展布以及储层物性严格控制着油藏的分布。油田开发动态资料表明,储集条件不同,油藏开发方案和开发效果存在明显的差异。本文通过对长2 储层特征、储层质量进行研究评价,为该区及其邻区的长2 储层进一步的勘探开发提供可靠的地质依据。

图1 研究区构造位置

2 地层特征与储层微相

2.1 地层特征

长2 油层组厚度为120.0~150.0 m,自下而上分为长23、长22和长21小层,长23厚度为50.4~65.7 m,长22厚度为40.4~60.1 m,长21厚度为33.9~56.8 m。研究区构造比较简单,在西倾单斜发育一系列主要由差异压实作用形成的鼻状隆起,无断层发育。

2.2 储层微相

长2 油层组是研究区主要产油层之一,其沉积环境主要为辫状河和曲流河,结合研究区的沉积和测井响应特征,确定长2 储层微相主要发育心滩坝和点砂坝,而高能水道心滩和叠置边滩砂体为其主要的储集砂体类型。

3 长2 储层特征

3.1 岩石学特征

根据岩心观察及薄片鉴定,研究区长2 储层岩性主要为灰色中细粒长石砂岩,见少量岩屑长石砂岩(见图2)。在砂岩碎屑中,石英、长石、岩屑的平均体积分数分别占21.0%,47.0%,6.0%。岩屑以变质岩为主,喷发岩其次,沉积岩较少,云母体积分数较高,平均可达5.7%。颗粒分选总体较好,大多具有细粒—中粒结构,少量粗粒结构和细粉砂结构。颗粒以次棱角状为主,颗粒间多为点-线接触,少量凹凸接触。填隙物主要为铁方解石,体积分数达到11.0%,其次为高岭石、绿泥石、浊沸石、硅质和长石质。胶结类型以薄膜-孔隙式为主,部分为孔隙式和孔隙-加大式。

图2 靖边东南部长2 储层岩石类型

3.2 物性特征

根据大量岩心样品物性测试成果分析,研究区长2 砂岩孔隙度主要分布在9.00%~18.00%,平均孔隙度为12.58%,主区间为12.00%~15.00%,约占样品总数的28%。渗透率分布比较分散,最小值为0.01×10-3μm2,最大值可达200.30×10-3μm2,平均值为34.52×10-3μm2。研究区长2 储层主要为中—低孔、中—低渗储集层,部分地区为特低渗储集层。

3.3 孔隙类型

通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜分析,统计显示研究区长2 储层孔隙类型以原生孔隙为主,也有次生孔隙发育。其中,最主要的为残余粒间孔,约占总面孔率的81%以上,其次为长石溶孔,约占总面孔率的15%,少量岩屑溶孔,约占总面孔率的4%。孔隙形态多呈不规则状,少数呈似多边形或似三角形,孔径一般集中在0.05~0.35 mm。

3.4 孔隙结构特征

储层的孔隙结构特征直接决定着的储层储渗能力和物性下限值[2-4]。通过研究区长2 砂岩样品压汞试验,测得排驱压力0.07~0.29 MPa,中值压力0.18~2.31 MPa;最大孔喉半径相对较大,为6.14~9.95 μm,中值半径0.11~4.08 μm,毛细管压力曲线有略明显台段、略粗歪度,说明储层砂岩孔喉连通性较好,且分选性较好。孔喉分选系数2.43~3.51,变异系数0.25~0.38,也反映出这一孔隙结构特征。

4 储层质量评价

4.1 评价思路

对储层质量进行综合评价的目的是寻找油气富集区,从而提高油田的开发效益。目前,储层质量评价的方法有很多,总体上分为定性评价和定量评价2 大类。储层的定性评价在勘探阶段应用较多,由于受资料所限,往往根据孔隙度、渗透率及孔隙结构参数,对储层进行评价和分类[5]。定性评价结果是初步和大略的[6]。能够用于储层分类评价的指标涉及岩性、岩相、物性、电性、含油性、成岩作用、孔隙结构、非均质性等多项内容。储层定量评价就是在储层评价参数选取的基础上,对影响储层性质的多个因素进行综合评价,从而得到一个综合评价指标,并据此对储层进行分类[7]。也有人利用存储系数[8-10]、地层系数[11-12]和流动带指数[13-15]这3 个地质参数,对储层质量进行评价。

为了提高储层评价的准确性,本文采用多因素综合评价的方法对长2 储层进行了更为有效的评价。其评价思路是在对存储系数、地层系数以及流动带指数这3 个宏观的关键单因素分别进行评价的基础上,再结合实验分析得出的微观参数,建立储层的分类标准,对储层进行多因素综合评价,将长2 储层分为4 大类。

4.2 关键单因素评价

4.2.1 存储系数评价法

存储系数(φh)是一个定量评价储层储集能力的指标。存储系数越大,储层的存储能力越大。应用存储系数评价储层,可以更直观地筛选出有利油气富集区。

图3 长2 储层存储系数分布

通过对研究区长2 储层存储系数统计分析发现,在小于1.4 的范围内,分选程度较差(见图3)。以存储系数的累积频率曲线作为依据,对研究区长2 储层进行分类,根据累积频率在75%与25%处对应的存储系数将长2 储层划分为3 类(见表1)。

4.2.2 地层系数评价法

根据达西定理,地层系数(Kh)越大,油井的单井产量越高。应用地层系数对储层进行评价,可以直观地筛选出油气相对高产区。

通过对研究区长2 储层地层系数统计分析,其地层系数多数小于50,少部分大于100,其余分布比较平均(见图4)。以地层系数的累积频率曲线作为依据,对研究区储层进行分类,根据累积频率75%与25%处所对应的地层系数将长2 储层划分为3 类(见表1)。

表1 研究区长2 储层单因素评价划分标准

图4 长2 储层地层系数分布

4.2.3 流动单元分析法

流动带指数(FZI)分析法被广泛应用。其数学表达式为

式中:φZ为标准化孔隙度;K 为渗透率,10-3μm2;φ 为孔隙度。

研究表明,FZI 越大,储层越好;反之,则储层越差。本次研究应用流动带指数分析法,在地层划分的基础上,主要从平面上对长2 储层的流动单元分布规律进行研究。该储层的流动带指数集中分布在1.3~1.7(见图5)。以流动带指数的累积频率曲线为依据,研究长2 油层组储层的流动单元。

根据累积频率75%与25%所对应的流动带指数,将研究区长2 储层划分为3 类(见表1)。

4.3 综合评价

储层综合评价是在对存储系数、地层系数以及流动带指数3 个关键单因素评价的基础上,结合压汞实验分析数据和薄片鉴定结果,并借鉴前人研究成果,将研究区长2 储层分为4 大类,对各单因素评价成果的A 类储层的平面分布规律进行综合研究。

Ⅰ类储层:指结合前面的关键单因素评价成果,存储系数、地层系数、流动带指数均属于A 类,排驱压力小于0.25 MPa、中值半径大于0.325 μm、面孔率大于9.5%的储层。这类储层不仅孔渗较高,而且砂体厚度大,非均质性较弱,为研究区最好的储层。

Ⅱ类储层:指存储系数、地层系数、流动带指数3项指标中至少有2 项属于A 类,排驱压力在0.25~0.60 MPa 范围内、中值半径在0.100~0.325 μm 范围内、面孔率在5.2%~9.5%范围内的储层。这类储层为研究区较好的储层。

图5 长2 储层流动带指数分布

Ⅲ类储层:指存储系数、地层系数、流动带指数3项指标中至少有1 项属于A 类,排驱压力0.60~1.15 MPa、中值半径0.050~0.100 μm、面孔率2.0%~5.2%的储层。这类储层为研究区相对较差的储层。

Ⅳ类储层:指存储系数、地层系数、流动带指数3项指标中没有1 项属于A 类,且排驱压力大于1.15 MPa、中值半径小于0.050 μm、面孔率小于2.0%的储层。这类储层为研究区的差储层。

根据上述分类标准和评价方法,以及前面所述的储层岩石学特征、储层物性特征、孔隙结构特征,绘制了长2 储层分类评价平面图(见图6),4 类储层的分布均受控于沉积相,Ⅰ类、Ⅱ类储层一般分布于砂体厚度较大,连续性较好的河道中心相带,Ⅲ类储层一般分布于河道侧翼部位,Ⅳ类储层分布在砂体沉积较薄,靠近泛滥平原的区域。

由图6可以看出,研究区长2 储层以Ⅲ类储层为主,其次为Ⅳ类储层,Ⅱ类和Ⅰ类储层分布较少。其中,Ⅰ类储层呈团块状分布于JT9 井区、JT296 井区和J12551-02 井区,单个面积均较小,占总有效储层面积的1.47%; Ⅱ类储层呈片状分布于JT82、JT8、JT28 和JT297 井区,占总有效储层面积的14.45%,其中,JT297井区的面积最大;Ⅲ类储层呈大面积连片展布,占总有效储层面积的48.46%;Ⅳ类储层呈镶边状分布在Ⅲ类储层边缘,占总有效储层面积的35.62%。

通过计算测井解释得到的油层厚度并绘制平面图后,与储层分类评价图叠合(见图6)。可以看出,油层厚度在10~15 m 范围的井都分布在Ⅱ类储层里,油层厚度大于15 m 的井大部分分布在Ⅰ类储层里。由此可见,用本文的储层分类评价标准对靖边东南部地区长2 油层组进行储层分类,具有一定的准确性。

图6 长2 储层油层厚度与储层分类评价叠合

5 结论

1)对研究区长2 储层进行宏观与微观因素结合的综合评价,总体上把储层分为4 类。该油层组以Ⅲ类储层为主,其次为Ⅳ类储层,Ⅱ类和Ⅰ类储层面积较小。经验证,综合评价的结果与测井解释结果基本吻合。

2)储层综合评价方案,体现了储层的储集能力、生产能力、岩石物理特征与微观孔隙结构的统一,测井解释与储层物性的统一,为储层地质学与油藏工程的结合提供了一个很好的平台。

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