苏里格气田西区盒8段储层“四性”关系研究—以苏54区块为例

叶超，黎玲，邓攀，任振华，张磊（.中国石油长庆油田分公司第四采气厂，陕西西安　700；.中国石油长庆油田工程监督处，陕西西安　7008）

苏里格气田西区盒8段储层“四性”关系研究—以苏54区块为例

叶超1，黎玲1，邓攀2，任振华1，张磊1
（1.中国石油长庆油田分公司第四采气厂，陕西西安710021；2.中国石油长庆油田工程监督处，陕西西安710018）

上古生界下石盒子组8段（简称“盒8段”）为苏里格气田西区（“苏西”）主力储层之一，孔隙结构与测井响应关系复杂，有效储层识别困难，气层非均质性强，气水关系复杂。以苏54区块为例，根据岩心资料分析、铸体薄片鉴定、毛细管压力测试、电镜扫描、测井综合解释等资料，通过研究盒8段储层“四性”（岩性、物性、电性及含气性）特征及相互关系：（1）明确了储层物性的控制因素，（2）建立了储层渗透率、孔隙度、含气饱和度解释图版，（3）定性的识别有效储层及划分储层有效厚度。

苏里格气田；储层四性；苏54区块；储层识别

苏里格气田西区（“苏西”）地势平缓，坡降8 m/km～15 m/km，由于靠近物源，岩性多样且结构成熟度与成分成熟度均较低，气水关系复杂多变，储层“低阻含气，高阻含水”情况普遍存在，物性影响及控制因素复杂。自勘探评价开始，针对苏里格西区已建立相对成熟的测井解释方法、解释模型与标准，然而随着开发程度的不断深入，实际生产情况与测井解释成果的差异性逐渐显现，气水层测井识别困难、低阻气层与气水层电性界限模糊，孔隙结构与测井响应关系复杂、有效储层控制因素复杂、含气性评价难度大，气层纵向结构复杂、非均质性强，宏观物性参数与产能关系存在不确定性等一系列问题制约着气田的进一步开发［1-7］。笔者结合前人研究成果，以苏54区块为例系统的分析了苏里格西区储层的四性特征及相互关系，苏54区块位于苏里格气田西北部，勘探评价阶段划属为苏里格西区，构造上属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡，面积1 823 km2。目前区块完钻91口井，测试求产83口，平均无阻流量12.16万m3/d。生产过程中单井日均产水达到1.2 m3，水气比高达0.63 m3/104m3～0.75 m3/104m3。因此，对储层“四性”关系的研究显得很有必要。

1　储层四性关系研究

储层四性关系指储集层岩性、物性、电性及含气性之间的关系，是地下储集岩矿物组合、物性、孔喉结构与流体类型及其相互作用状态的综合反映。四性关系中岩性是基础，物性是关键，电性是手段，含气性则是主要目的。通过分析研究地质、岩心、试气及测井等资料，建立渗透率、孔隙度与含气饱和度关系的图版，可定性划分有效储层，识别判断气水层。

1.1岩性与物性关系

岩性油气藏的特点一般为岩性控制物性，物性控制储层含气性。储层物性相同，含气饱和度随着孔隙结构的不同而略有差异，储集性能的优劣则因不同孔隙类型的影响而不同，一般情况下残余粒间孔、大溶孔（粒间溶孔）、小溶孔、高岭石晶间孔、各类微溶孔及泥质微孔储集性能依次变差。如果较大的孔隙之间有微裂缝沟通，则储集性能可大幅度改善。大体上，苏西储层孔隙空间中依照上述序列靠后的孔隙类型百分比逐渐增多，储集性能相对变差，束缚水饱和度依次升高。由于孔隙结构的差异，岩屑砂岩气层的含气饱和度明显低于石英砂岩。苏里格气田西区盒8段气藏含气饱和度（Sg）一般在40％～65％。当气藏背景条件和孔隙结构大体一致时，储层含气饱和度主要受物性的影响，与气层渗透率明显相关。

苏54区块盒8储层岩性主要为石英砂岩，储层孔隙类型主要为溶蚀孔和微孔，孔渗关系特征表现为中低孔中低渗。储层物性与岩性密切相关（见图1），一般石英含量越高，物性越好。

图1　苏54区块盒8段储层物性分析频率直方图

1.2岩性与电性关系

在大段测井剖面上，自然伽马（GR）曲线与其它曲线之间具有良好的相关性，大套砂岩的自然电位（SP）负异常特征也比较明显，表明岩性是影响储层电性特征的最主要因素。实际应用中，伽马可以较好地反应储层岩性和泥质含量，当伽马值100 API时，岩性一般为砂岩；当伽马值在100 API～150 API时，岩性一般为泥质砂岩与砂质泥岩；对于纯泥岩地层，伽马值一般大于150 API，且泥岩越纯伽马值越高，测井密度（DEN）表现出高值，一般在2.65 g/cm3～2.72 g/cm3，补偿中子（CNL）一般大于15％，表现为中高值，声波时差（AC）中等，在225 μs/m～250 μs/m。

苏里格气田西部上古生界砂岩储集层“四性”关系复杂，多物源、多类型沉积造成不同层系砂岩岩性差别比较大，同时在区域上储层岩性有明显的东西分带的特征差异，这种岩性差异造成了测井响应的背景差异：苏西地区盒8段石英砂岩测井响应表现为“三低一高”的特征，即：低自然伽玛（GR＜50 API）、低补偿中子（CNL＜10％）、中低声波时差（AC=210 μs/m～240 μs/m）和中高电阻（Rt=20 Ω·m～120 Ω·m）。

岩石组分中石英矿物（含石英岩）、硅质胶结物、粘土矿物含量对电性参数影响较为敏感（见表1）。一般石英砂岩光电吸收截面指数（Pe）在1.8 b/e～2.2 b/e，岩屑石英砂岩Pe值为2.2 b/e～2.6 b/e，岩屑砂岩Pe值大于2.4 b/e。石英和硅质胶结物含量的增加会使声波时差明显降低，电阻率（Rt）增大。当硅质胶结物含量超过8％时，深侧向电阻率一般大于50 Ω·m，声波时差一般小于220 μs/m。

通过统计分析取心井测井参数及各参数之间的关系，可以发现孔隙度（por）与声波时差、密度、补偿中子之间存在较好的相关性，分别达到91.5％、82.6％、65.1％，而在实际测井过程中，由于密度值受井径影响较大，因此选取相关性最高的孔隙度建立孔隙度解释模型。选取苏54区块30口井测井参数，建立盒8段的孔隙度解释模型（见图2），得出盒8段孔隙度计算公式：por=0.149 1×Δt-25.303，相关性达到91.5％。

1.3物性与电性关系

常规测井中的三孔隙度组合是综合反映储集层物性最理想的曲线。密度和声波时差较好反映了储集层孔隙度与渗透率的变化趋势。随着储层孔隙度增大，渗透性增强，声波时差值增大，密度值减小，地层电阻率呈降低趋势。同时深、浅侧向电阻率，自然电位对渗透层也有良好反映。苏54区块盒8段渗透性较好层段，地层电阻率一般小于40.0 Ω·m，深、浅侧向电阻率正差异，自然电位明显负异常。

对于纯石英砂岩储层，密度受骨架背景值影响小，具有较高的纵向分辨率，解释的有效孔隙度精度较高。但密度测井受井径影响较大，且对井间刻度要求较高，容易造成较大系统误差；相对而言，声波时差曲线稳定，总体可很好反映储层孔隙度变化，缺点是受硅质胶结的影响，储集层段岩石骨架时差的变化与含气性对其均有影响，依据岩电归位后取芯物性分析与声波时差可建立较好的经验关系式。

1.3.1渗透率解释模型通过测井参数与岩电分析参数相互之间的相关性分析，分析渗透率与声波时差值、密度及孔隙度的相关性最高（见表2），因此，可以利用这三个测井参数建立渗透率解释计算模型。通过多元回归的方法建立了苏54区块盒8段的渗透率解释模型（见图3），模型计算精度达到了相关要求。

表1　苏里格气田苏54区块砂岩储层常规物性统计表

图2　苏54区块盒8段孔隙度计算模型及验证图

盒 8：lg（k）=-0.004×AC+0.074 2×Φ-3.550 8× DEN+8.659 9，相关性为85.3％。

图3　苏54区块盒8段分析渗透率与计算渗透率验证图

表2　苏54区块测井参数与岩电分析参数相关性分析表

1.3.2含气饱和度解释模型含气饱和度求取采用阿尔奇公式：

式中：Sw-含水饱和度，％；Φ-孔隙度，％；Rt-储层电阻率，Ω·m；Rw-地层水电阻率，Ω·m；a、b-与岩性有关的系数；m-胶结系数；n-饱和度指数。

地层水分析资料是确定原始地层水电阻率最有效的方法。测井解释一般认为在长度较短的井段内地层水矿化度和电阻率基本保持不变，采用相同地层水电阻率进行解释。苏54区块盒8段砂岩储层岩电关系图（见图4）。岩电参数根据实验分析数据拟合求得，其中：a=1.0，b=0.97，m=1.86，n=1.95，Rw=0.06 Ω·m。

1.4含气性与电性关系

天然气含氢指数低并存在“挖掘”效应，与相同岩性及储集性条件的水层相比，储层含气可引起补偿中子、密度测井值的降低和声波时差值增大。所以在孔隙度刻度下，岩性较纯的气层，中子～密度视孔隙度或中子～声波视孔隙度可呈明显的镜像特征。含气性较好的储层电阻率较高（30 Ω·m～110 Ω·m），补偿中子5.0％～12.0％，声波时差220 μs/m～250 μs/m，密度小于2.45 g/cm3，Pe小于2.2 b/e，自然伽玛小于40 API，自然电位负异常明显。对渗透性强、含气性好的地层，在钻井泥浆滤液的侵入下会产生由井壁向地层深部电阻率逐渐增高的侵入剖面。因此，含气性好的储层，深、浅电阻率值一般表现为正差异。此外，在渗透性好的气层段，由于天然气粘度小，易压缩，泥浆滤液很快侵入地层，容易形成泥饼，出现井径缩径现象。此外，由于天然气压缩系数大，中高渗储层在钻井过程中容易形成较深的泥浆滤液侵入，使近井带地层的电阻率降低，此类储层渗透率一般大于3 mD。

2　结论

（1）苏里格气田西区盒8段储层非均质性强，岩性以石英砂岩及岩屑质石英砂岩为主，孔隙度主要分布在6％～10％，渗透率在0.1 mD～1.0 mD，二者呈现出正相关性，整体表现为低孔低渗的特征。

（2）通过研究孔隙度与声波时差之间的相关性，可以建立储层孔隙度解释模型，利用物性与电性的相关性，可以建立储层渗透率解释模型与含气饱和度解释模型。

（3）通过综合分析测井密度、补偿中子、电阻率、声波时差、自然伽马及光电吸收截面指数值之间的关系，可定性的识别有效储层。

图4　苏54区块盒8段砂岩储层岩电关系图

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Study of Sulige gas field west of He 8 reservoir"four"relationship —Taking Su 54 block as an example

YE Chao1，LI Ling1，DENG Pan2，REN Zhenhua1，ZHANG Lei1
（1.Gas Production Plant 4 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.Engineering Supervision Departmen of Changqing Oilfield，Xi'an Shanxi 710018，China）

The upper paleozoic Shihezi group of 8 section（He8）is one of the main reservoirs of Sulige gas field of west，the porosity structure and logging response relationship is complex，the effective reservoir recognition difficulties，reservoir heterogeneity，complex gas water relations.To Sue 54 block as an example，based on core data analysis，the casting thin sections identification，capillary pressure test and scanning electron microscopy（sem），the comprehensive interpretation of logging data，by studying the box of 8 period of reservoir"four" （the lithology，physical property，electric property and hydrocarbon content）characteristics and mutual relations，（1）clear the control factors of reservoir physical properties，（2）set up the reservoir permeability，porosity，gas saturation interpretation chart，（3）the qualitative identification of effective reservoir and reservoir effective thicknes.

Sulige gas field；reservoir of four property；Su54 block；reservoir identification

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.007

TE122.3

A

1673-5285（2015）01-0026-05

2014－10-27

2014－12-11

叶超，男（1987－），汉族，陕西蒲城人，助理工程师，2010年毕业于西安石油大学资源勘查工程专业，工学学士，从事天然气地质开发及储层研究工作，邮箱：yechao_cq@petrochina.com.cn。