利津油田利95-利98井区沙四段砂砾岩储层有效性研究及预测

2016-12-17王跃刚

长江大学学报(自科版) 2016年35期

关键词：井区砂砾物性

王跃刚

(中石化胜利油田分公司滨南采油厂，山东滨州 455002)

利津油田利95-利98井区沙四段砂砾岩储层有效性研究及预测

王跃刚

(中石化胜利油田分公司滨南采油厂，山东滨州 455002)

利95-利98井区沙河街组四段砂砾岩储层主要为多期叠合的近岸水下扇-浊积扇沉积复合体，岩性复杂多样，分选差，物性变化大，整体表现为低孔、低渗储层，勘探开发难度大。对砂砾岩储层有效性及有效储层预测的研究，首先要利用经验统计法和正逆累积法综合确定有效储层的物性下限，其中渗透率下限为0.878mD，不分岩性时孔隙度下限为8.0%(砾岩+砾状砂岩组合孔隙度下限为6.0%，砂岩+含砾砂岩组合孔隙度下限为10%)；然后通过储层电性分析，落实油层、油水同层、干层的电性界限。考虑到实际操作的可行性，通过地震正演模拟分析，优选出均方根振幅进行孔隙度预测，最终在各期次砂砾岩体的孔隙度预测平面图基础上，勾绘出有效储层分布范围。

砂砾岩；有效储层；储层预测；利津油田；沙河街组四段

砂砾岩体是指断陷盆地陡坡带由水上或水下快速堆积的冲积扇、浊积扇、扇三角洲、近岸水下扇等不同沉积类型砂岩和砾岩构成的似块状地质岩体，既可以是单个扇体，也可以是相互交织叠置的扇群。21世纪初，砂砾岩油气藏勘探在渤海湾盆地等东部断陷盆地中取得了重大突破，如渤海湾盆地中砂砾岩扇体油气藏探明储量达6×107t以上[1，2]。近年来，国内外在砂砾岩的油气成藏、储层成因、储层预测等方面的研究成果大量涌现，但对其沉积期次划分、内部结构识别、有效储层发育规律的研究仍较为有限[3]，需要进一步深入探讨。笔者主要针对利津油田利95-利98井区沙河街组四段(Es4)砂砾岩储层有效性开展研究，并提供预测方法。

1 研究区地质概况

济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部，由东营、惠民、沾化和车镇4个主要凹陷和若干分割凹陷的凸起组成。东营凹陷是渤海湾裂谷系内大型宽缓的中、新生代张扭型半地堑伸展盆地，呈NEE走向，面积5700km2，西以青城凸起、林樊家构造为界与惠民凹陷毗邻，北以滨县凸起、陈家庄凸起为界与沾化凹陷为邻，南与鲁西隆起、广饶凸起呈超覆关系，东与青东凹陷联通[3～5]。研究区为利95-利98井区，位于利津油田南部(图1)，面积约60km2，主力含油层系为Es4砂砾岩体。

2 储层沉积特征

2.1 岩性特征

图1 研究区区域位置概况图

根据研究区747块岩心资料的分析表明，Es4岩性为细砾岩、含砾砂岩、细砂岩、砾岩、粗砂岩、泥质砂岩、灰质砂岩、白云质砂岩等。碎屑组分以石英、长石为主，其中石英体积分数为20%～37%(平均29.1%)，长石体积分数为18%～35%(平均25.9%)，岩屑体积分数为12%～22%(平均17%)，颗粒分选中-差。

2.2 沉积特征

研究区在Es4～沙河街组三段下亚段沉积时期，存在来自陈家庄凸起、滨县凸起的双重物源，碎屑物质供给充足。在该时期，受古地形影响，郑南斜坡带上发育了3个较大的供给水道，并相应地形成了多期叠合的近岸水下扇-浊积扇沉积复合体(图2)，扇体向南延伸到利89-利98井区一线，从而在区内沉积了一套较为发育的砂砾岩扇体[6]。

从纵向上分析，利95-利98井区砂砾岩体为进积-退积相互叠置形成。砂砾岩体的沉积受断阶状构造影响，可容纳空间时大时小。当沉积充填速度大于可容纳空间增加速度时，则表现为进积；当沉积充填速度小于可容纳空间增加速度时，则表现为退积[7]。当发生进积时，沉积相带相对宽缓，相变较慢，储层物性整体较好，且容易发生滑塌；当发生退积时，沉积相带变窄，物性变差。

图2 利95-利98井区Es4的3砂组沉积相图

2.3 物性特征

该区砂砾岩储层普遍埋藏深，多位于2000～3200m。通过岩心分析化验表明，区内Es4储层物性差别较大，孔隙度为0.1%～25%，集中分布于6%～12%，渗透率为0.1～2837mD之间，集中分布于0.5～40mD，整体表现为低孔、低渗储层。

岩性对储层物性影响较大，含砾砂岩物性最好，孔隙度和渗透率均较高；粉砂岩、细砂岩孔隙度较大，但渗透率差；细砾岩、砾状砂岩孔隙度较小，但渗透率较好；砾岩分选最差，孔隙度小，渗透率也较小，仅优于粉砂岩和细砂岩。通过对不同岩性的孔渗关系进行分析，该区粉砂岩、细砂岩、粗砂岩的孔隙度与渗透率之间的相关性较好，呈明显的正相关关系。但砾岩、细砾岩、含砾砂岩的孔隙度与渗透率相关性较差。因此，在储层物性分析的过程中要充分考虑储层岩性的影响，分岩性建立物性评价模型。

3 储层有效性下限研究

储层有效性的物性下限是指孔隙度、渗透率的截止值，该研究主要利用经验统计法和正、逆累积法综合确定有效储层的物性下限。

图3 利95-利98井区储层渗透率与孔隙度交会图

3.1 经验统计法

该方法主要根据物性下限值以下损失的油层比例来确定。对于中低渗透油田，将全油田的油层损失比例低于5%作为物性下限。根据区内岩心分析数据可知渗透率下限为0.878mD，再结合孔隙度与渗透率关系图(图3)，可以获得相应的孔隙度下限约为8%，但两者相关性较差，仅为0.37。利95-利98井区Es4岩性复杂，不同的岩性其物性下限也不同，故分为砾岩+砾状砂岩组合和砂岩+含砾砂岩组合进行分析。砾岩+砾状砂岩组合孔渗相关系数为0.676，孔隙度下限为6.1%；砂岩+含砾砂岩组合孔渗相关系数为0.749，孔隙度下限为10.4%。

3.2 正、逆累积法

根据试油、试采经验，利95-利98井区油层含油性下限定为岩心油斑，以油斑及其以上的样品为有效样品，油斑以下的样品为非有效样品，绘制了孔隙度正、逆累积分布图，从图中可以直观地看出，砾岩+砾状砂岩组合孔隙度下限为6.0%(图4(a))，砂岩+含砾砂岩组合孔隙度下限为10%(图4(b))，而不分岩性时孔隙度下限为8.0%。

图4 利95-利98井区孔隙度正、逆累积分布图

综上，通过2种方法所确定的物性下限基本一致，因而最终确定渗透率下限为0.878mD；不分岩性时孔隙度下限为8.0%，砾岩+砾状砂岩组合孔隙度下限为6.0%，砂岩+含砾砂岩组合孔隙度下限为10%。

4 有效储层定量预测

通过上述分析，确定了研究区有效储层的物性下限，结合地震资料提取的参数，对储层物性进行定量预测。

4.1 储层有效性预测技术思路

根据砂砾岩储层的沉积特点，考虑到实际操作的可行性，通过预测储层孔隙度平面分布，进而预测有效储层分布。具体技术思路为：在砂砾岩体期次划分的基础上，进行精细合成记录标定以确定地震与井的对应关系；从井资料出发统计各期次砂砾岩体的孔隙度，同时依托地震数据体提取各个期次岩体的多种地震属性；利用地震属性物理意义和相关性回归分析确定可预测储层孔隙度的地震属性类型和个数；建立地震属性与孔隙度之间的函数关系，从而获得各个期次砂砾岩储层的孔隙度平面预测结果，勾绘出有效储层的发育范围[8～10]。

4.2 有效储层平面预测

通过地震正演模拟分析，3类地震属性中振幅类属性对砂砾岩体反映最为稳定，其中又以均方根振幅属性对砂砾岩体各相带变化的响应最为明显。扇中部分均方根振幅响应最强，而扇根和扇端部分的均方根振幅响应则相对较弱，这与砂砾岩体孔隙度分布特点是一致的。依据砂砾岩体的这一特点，通过岩心试验孔隙度与均方根振幅属性进行相关性分析，拟合出孔隙度与均方根振幅之间的相关性，从而获得各期次砂砾岩体的孔隙度平面分布图(图5、6)。