基于压汞资料R35的定量储层分类评价与特征研究——以X气田E15层为例

程超，鹿克锋，何贤科，廖恒杰 薛皓，潘威，徐博 （中海石油 （中国）有限公司上海分公司，上海200030）

储层分类与评价是储层研究的一项重要内容，从微观孔隙结构特征出发并综合物性参数对其进行分析是该项研究的一种重要手段[1～3]。前人提出了众多基于储层微观孔隙结构特征来进行分类与评价的方法，归纳起来主要有2种，即专家划分法和聚类法。前者受主观人为因数的影响较大，后者必须建立在大量的基础资料分析之上[4～6]。X气田储层非均质性强，具相同孔隙度的储层，由于孔隙结构的不同，渗透率呈现出较大差异，应用常规孔隙度、渗透率参数进行储层分类与评价难以得到满意的效果。笔者在压汞曲线、常规物性、薄片鉴定和扫描电镜等分析化验资料研究的基础上，采用进汞饱和度35%时所对应的孔喉半径 （R35），结合渗透率（K）、孔隙度（φ）等数据，建立了X气田定量储层分类与评价图版，便于直观地、高效地把握各储层的优劣。

1 R35储层分类与评价图版编制

1.1 R35孔喉半径、导压系数的含义

在岩心毛细管压力测试中，35%进汞饱和度 （即35%的累积孔隙体积）所对应的孔喉半径即为R35。R35越大，说明相应的进汞压力越小，岩心物性越好。

导压系数[7]（η）是表示弹性液体在弹性多孔介质中不稳定渗流时压力传递快慢的一个参数，单位为cm2/s，其物理意义为单位时间内压力传过的地层面积。其公式为。式中：K为岩石渗透率，mD；φ为岩石孔隙度，%；Ct为油藏总的压缩系数，MPa－1；μ为流体黏度，mPa·s。储层的物性越好，η越大，故R35与η之间存在一定关系。同一含油气区，μ与Ct变化不大，R35与K/φ（RK－φ）之间存在某种联系。

1.2 R35与RK－φ 间的关系拟合

H.D.Winland[8，9]通过对科罗拉多州Spindle油田的300块砂岩和碳酸盐岩样品分析，拟合出R35与RK－φ之间的一个经验公式，其表达式为对北美洲多个盆地2500多个砂岩和碳酸盐岩样品分析，拟合出另外一个经验公式，其表达式为：H.D.Winland公式中拥有1个线性参数和2个指数参数，R.Aguilera公式中拥有1个线性参数和1个指数参数。通过分析X气田岩心压汞资料中99个R35与RK－φ有效数据，笔者最终选用R.Aguilera公式来拟合X气田R35与RK－φ关系的线性参数和指数参数。

从X气田4口主要取心井R35与RK－φ的拟合结果 （图1）可以看出，其相关系数都在0.9以上，呈现出较好的幂函数关系。对X气田全部取心井R35与RK－φ进行拟合，可以得到图2所示的拟合关系，相关系数接近0.8。经分析，造成相关系数降低的主要原因是4口井取心层E17层中E17c小层属于特低孔－特低渗储层，R35与RK－φ数据存在相对较大压汞测试仪器系统读值误差所致。通过上述研究，X气田R35与RK－φ之间的经验公式为

图1 X气田4口取心井的R35与RK－φ关系拟合图

1.3 R35定量储层分类与评价图版

以X气田R35与RK－φ关系的经验公式制图，并将X气田常规岩心分析获得的977个K、φ数据进行投点，可以得到X气田的R35定量储层分类与评价图版 （图3）。在该图版上可以通过φ、K范围快速、清楚地查明X气田各储层的R35孔喉半径，从而尽快了解各储层物性的优劣。

2 储层非均质性微观分析及评价

E15层是X气田一套低渗储层，砂体厚度85～120m，为三角洲前缘水下分流河道沉积。按照沉积旋回、隔夹层分布及气水关系可细分成E15a、E15b、E15c、E15d共4个小层，其中2井、4井和6井在E15a取心。6井单采E15a小层，投产后无自然产能，后经加砂压裂改造后无阻流量3.5×104m3/d；2井合采E9、E15a、E15b和E15c等4个层位，投产后有自然产能，经劈分E15a、E15b和E15c无阻流量分别为6.6×104、9.4×104、5.6×104m3/d。E15a小层在2井、4井和6井上储层R35、K 和φ等参数的分布范围见表1，2井在E15a小层上R35孔喉半径在1～4.3μm，远高于6井，故有自然产能。下面从微观方面对E15的储层差异寻求原因。

图2 X气田压汞资料R35与RK－φ关系拟合图

图3 X气田R35定量储层分类与评价图版

2.1 碎屑组分特征和碎屑结构特征

2井、4井、6井在E15a小层的岩性基本一致，均为岩屑长石砂岩或长石岩屑砂岩。石英体积分数 （φ（Q））62%～74%；长石体积分数 （φ（F））11%～19%，主要为斜长石和钾长石；岩屑体积分数 （φ （R））14%～20%，以火成岩屑和变质岩屑为主，沉积岩屑次之。2井石英含量稍低，4井岩屑含量稍高，6井长石含量稍高 （图4）。填隙物体积分数在6%～14.5%左右，胶结物以方解石，白云石为主，其次为硅质，铁质胶结局部发育，不见或少见高岭石胶结。

结合薄片及粒度资料分析 （表2），E15a小层砂岩多属细砂岩及中砂岩，分选中等－好；磨圆以次棱角－次圆状为主；胶结类型以接触胶结为主，其次为压嵌－接触胶结；颗粒以线接触或点－线接触为主，压实作用较强。

表1 E15a小层2井、4井、6井储层参数对比表

2.2 储集砂岩的成岩作用特征

成岩作用类型主要有压实、压溶、胶结、交代、溶蚀和重结晶作用等[12]。X气田E15层主要的成岩作用有压实 （压溶）、胶结和溶蚀作用。笔者通过岩石薄片和扫描电镜鉴定，对E15层2井、4井、6井的成岩作用特征进行了对比研究。

2.2.1 压实 （压溶）作用

E15层埋深3300～3700m，碎屑颗粒为点－线接触、线接触、凹凸－线接触 （图5（a）），见云母或塑性颗粒挤压变形 （图5（b）），孔隙较小，孔喉较窄。压实作用所排出的水为孔隙水的主要来源，为其他成岩后生作用发生提供主要营力。

图4 E15a小层2井、4井、6井砂岩成分分类三角图

表2 E15a小层2井、4井、6井碎屑结构特征

2.2.2 胶结作用

E15层胶结物以方解石 （图5（c））、白云石为主，其次为硅质 （图5（d）），铁质胶结局部发育，不见或少见高岭石胶结。碳酸盐胶结主要呈粒间胶结、交代或次生孔隙内充填物 （图5（d））等形式出现。

图5 E15a小层储层成岩作用显微特征

利用D.W.Houseknecht负胶结物投点图版[13～15]，对E15层2井、4井和6井的压实作用和胶结作用进行定量研究发现，3口井压实作用和胶结作用使砂岩的原始φ减少27%～31%左右 （图6）。其中2井原始孔隙度减少的主因是压实作用，次因是胶结作用；4井原始φ的减少主要是压实作用；6井的压实作用、胶结作用导致原始φ减少的比例相当。

2.2.3 溶蚀作用

作为E15层主要的建设性成岩作用，溶蚀作用形成的次生孔隙改善了储层物性，常见的次生孔隙有长石、岩屑等易溶颗粒的次生粒间孔、粒内孔。但3口取心井的溶蚀情况不同，2井和4井长石、岩屑的次生溶蚀粒间孔、粒内孔 （图5（e））鲜被后期胶结物充填，均不同程度得到保存。而6井的次生溶蚀孔隙，均被后期胶结物再次充填 （图5（f）），导致其R35喉道半径较小。

E15层岩石结构致密，孔渗性差，溶蚀作用产生的次生孔隙后期能否有效保存或充填与否，是控制储层物性好坏的主要因素。从图7所示的2井、4井和6井的压汞孔隙结构特征图上可以看出，6井的孔喉偏小，2井和4井的孔喉偏大，该特征也正好体现在R35定量储层分类与评价图版上。

图6 E15a小层负胶结物投点图

图7 E15a小层2井、4井、6井孔隙结构特征图

3 结论与认识

1）基于压汞资料R35的定量储层分类与评价图版，能直观、高效地表征X气田储层物性优劣，对于类似储层评价具有一定的借鉴意义。

2）E15储层岩石结构致密，孔渗性差，压实作用和胶结作用致使各井原始孔隙度减少量相当，溶蚀作用产生的次生孔隙能否有效保存或被充填与否，是影响储层物性的主要因素。

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