玛湖凹陷低渗储层流体性质识别方法研究

曾东初，张浩，甘仁忠，杜宗和，付连明



玛湖凹陷低渗储层流体性质识别方法研究

曾东初1，张浩2，甘仁忠2，杜宗和2，付连明2

（1. 长江大学 石油工程学院，湖北 武汉 430100； 2. 新疆油田公司勘探事业部，新疆 克拉玛依 834000）

测井是储层流体性质识别的重要方法。玛湖凹陷三叠系百口泉组是特低孔低渗的砂砾岩储层，对于该类非常规储层流体性质识别，采用常规的测井资料解释方法无法满足要求。因此通过对玛湖凹陷三叠系百口泉组的储层流体性质研究，结合储层特征以及实际井组的测井和试油资料，利用异常侵入特征定性识别法和多因素流体识别法，能够较为准确的识别储层流体性质。研究结果表明，对M131井区内的11口探井统计分析，有7口井为油层，4口井为水层，利用异常侵入特征定性识别法，流体识别符合率在90%以上；采用多因素流体识别法现场测井解释符合率由原来的40%提高到86%以上，为低渗储层流体定性识别提供了新的方法。

玛湖凹陷；三叠系；百口泉组；流体性质识别；测井

近年来，随着石油勘探开发的不断发展，低孔、低渗等类型的复杂非常规油气藏在石油油气勘探中占有重要的地位[1]。一直以来，这类非常规储层流体性质的识别是测井解释的重要研究方向[2]。对于非常规油气藏来说，孔隙度较小，孔隙结构复杂，非均质性强，流体性质在测井响应上反映不太明显，出现测井解释的多解性，导致流体性质识别困难。国内外专家学者对储层流体性质的识别做了大量的研究，不断地研究新的技术方法，力求能够在复杂储层的勘探开发上取得突破。张宇晓[3]进行了核磁共振测井在低孔、低渗油气层识别中的应用研究，核磁共振测井技术在低孔、低渗储层中的应用效果比常规的流体识别方法的效果更为突出，并且为低孔低渗储层的评价开拓了新的技术路线；Darrell L. Eubanks[4]研究了利用井眼电阻率测井识别非常规油气层的油气区的方法，在美国俄亥俄州等区域应用取得较为满意的效果，为复杂储层的精确评价起到了重要的技术支撑。针对玛湖凹陷三叠系百口泉组特殊的储层流体性质，提出了新的识别储层流体性质的方法，以便更加准确地进行测井解释的精细评价。

1 储层特征

玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组储层岩性主要为砂砾岩、砂质砾岩及含砾砂岩，是油气聚集的主要岩性体。其中砾石大小不等，一般为0.5～2 cm，最大粒径为10 cm。砾石成分以凝灰岩为主，其次为泥岩和粉砂岩，砂质成分以凝灰岩为主，其次为石英和长石。填隙物主要为高岭石、水云母化泥和少量方解石。由于储层主要为砂砾岩，总体上储层物性较差。

根据邻井等几口井的岩心样品分析，百口泉组样品孔隙度变化范围为3.9%～14.25%，平均8.44%，渗透率变化范围0.011～28.8 mD，平均1.33 mD，为低孔低渗储层。其中百口泉组三段平均孔隙度9.528%，平均渗透率0.808 mD；百口泉组二段平均孔隙度7.176%，平均渗透率1.519 mD。

储层孔隙类型有粒内溶孔、粒间溶孔、剩余粒间孔和界面孔。根据岩心以及铸体薄片等岩心资料的分析，该区储层孔隙类型主要以次生孔隙为主。根据储层压汞分析资料，平均毛管半径在渗透性好的层段与渗透性呈线性关系；在物性差的层段与渗透性呈非线性关系，表明储层的孔隙结构复杂。

结合参考相关的文献资料表明[5,6]，玛湖斜坡区根据沉积构造、储层沉积特征、地层水分布情况等储层地质特征又可细分为M131井区和X89井区。如图1所示，从地层的构造产状分析，X89井区的地层倾角为6°～8°，M131井区的地层倾角为2°～3°，倾向均为南倾，M131井区比X89井区的地层倾角要缓。

图1 玛湖斜坡区三叠系百口泉组地层产状分布图

2 储层流体性质识别

储层流体性质的识别是在勘探阶段对油藏进行描述最基础的内容之一，也是测井单井评价的根本目的，其可靠程度直接影响储层评价的效果。玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组低渗砂砾岩低孔、低渗储层油水层的电阻率较为接近，而且局部水层的电阻率比油层段还要高，岩性和物性对电阻率的影响比较大，因此常规的阿尔奇公式不适用于该类储层的含油性评价。同时，影响储层流体性质的因素复杂多样，单一因素的测井解释不能准确的判定储层流体的性质。针对储层低孔、低渗、低饱和度、非均质性强、地层水横向变化大等特点，提出了异常侵入特征定性识别法和多因素流体识别法。

2.1 异常侵入特征定性识别法

在泥浆侵人深度适中的情况下，通过分析双侧向测井的深、浅电阻率差异，可以进行油、水层的判别。受泥浆侵入的影响，地层电阻率的横向变化分为两种类型：一是增阻侵入，这种现象一般出现在水层；二是减阻侵入，一般出现在地层水矿化度不是很高的油层[7]。

该区储层的地层水电阻率大于泥浆电阻率，泥浆侵入表现为减阻侵入的特征，自然电位表现为正异常。由于储层的渗透性差，泥浆径向侵入深度浅，同时，由于受井眼应力的改变，储层中的油或水向井筒附近运移，由于受储层物性的影响，很少部分进入泥浆，大部分油或水在井筒附近聚集。

如图2所示，为油层的井段，储层近井眼附近的含油饱和度比地层原始状态下的油层饱和度要高，在双侧向上表现为深电阻率小于浅电阻率，泥浆侵入特征表现为增阻侵入，与正常侵入特征刚好相反，形成了异常侵入特征。从曲线可以看出，在3 048～3 056 m段，泥浆侵入特征明显，证明此层段主要为油层位。为水层的井段，通过该区的岩石物理实验结果表明，水层的润湿性强，使泥浆滤液侵入深度比油层深，导致储层近井眼附近的矿化度比原状地层水的矿化度低，在双侧向上表现为深电阻率大于浅电阻率，泥浆侵入特征表现为减阻侵入，为正常侵入特征。环玛湖北斜坡三叠系百口泉组在测井过程中出现了双侧向侵入特征与常规的相反的异常侵入特征，油层在双侧向上表现为深电阻率≤浅电阻率，即浅电阻率与深电阻率比值≥1，利用这种异常侵入特征，定性识别储层中的流体性质。

图2 M15井油层井段泥浆侵入特征关系图

异常侵入特征定性识别油水层的快速识别方法，提高了电阻率测井资料对油水层的识别能力。通过对低渗砂砾岩中的泥浆异常侵入特征的现象，分析研究这种异常特征形成的机理，确定了储层中不同流体在双侧向深浅电阻率形状特征，该方法应用于油田勘探评价，提高了对油水层的识别能力，在实际应用中取得了较好的效果。

2.2 多因素流体识别法

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组低渗砂砾岩储层具有类型复杂多样、非均质性强的特点，导致测井响应解释结果具有多解性，从而无法准确判断储层流体性质。探索多因素流体性质识别方法，要充分挖掘储层敏感性参数，通过数学关系放大储层的测井评价参数，综合利用核磁共振孔隙度、渗透率、饱和度等数据，创建油层有效厚度、储层流体综合指数、储层物性指数等参数，建立多因素流体识别方法。

2.1.1 油层有效厚度的确定

对于非常规油藏，不能以单层为单元建立评价标准，以单层为标准对于厚层来说，可能实用，对于低孔低渗砂砾岩储层由多个较薄油层组成的油组，薄层可能是含油层，由多个薄层组成的油组就变成了油层。油层的产能是由储层的孔隙度和渗透率决定的，油层厚度往往被忽略。低渗砂砾岩共有的特性是含油饱和度低，本区最低含油饱和度为30%，因此，油层有效厚度也是决定产能高低的主要因素，油水层识别必须考虑到储层物性及层厚因素，必须以油组为单元进行评价。

利用常规油层识别图版建立的环玛湖北斜坡百口泉组有效厚度标准，对区域内的各井进行有效厚度划分，确定试油层段的油层有效厚度，进而与试油结论建立交会图。从图3上可以看出，储层日产油量与储层有效厚度存在一定的正比关系，有效厚度越大，日产油量越高；同时可以看出，达到工业标准的油层有效厚度存在明显的下限为6 m。

图3 有效厚度与日产油量关系图版

2.1.2 物性指数与综合流体指数的确定

由于核磁孔隙度及渗透率无法判定储层流体性质，为了判定储层流体性质，特引入可动水体积指数及储层物性指数。可动水体积指数数学表达式如下：

SWFI=2(S w-S wb)（1）

式中：SWFI——可动水体积指数，无量纲；

S——核磁计算含水饱和度，小数；

S——核磁计算束缚水饱和度，小数。

物性指数的数学表达式如下：

式中：——物性指数，无量纲；

核磁渗透率，mD；

——核磁有效孔隙度，%。

储层可动水体积指数和物性指数与储层产液情况的关系如图4所示，在图上可有效区分油层区、水层区及非产能区。

图4 可动水体积指数与物性指数交会图

为了更为准确的判定储层流体性质，通过数据分析，引入核磁束缚水饱和度参数，在甜点指数[8]基础上，构建储层综合流体指数O，其数学方程如下：

式中：O——综合流体指数，无量纲；

——有效厚度，m；

——核磁有效孔隙度，%；

——核磁渗透率，mD；

S——核磁计算含水饱和度，小数；

S——核磁计算束缚水饱和度，小数。

通过研究分析，如图5所示选取储层综合流体指数与储层物性指数制作图版，并建立储层流体性质判别标准。

图5 综合流体指数与物性指数交会图

通过图5可以知道，综合流体指数大于80，物性指数大于0.55的储层，为高产油层；综合流体指数介于10～80之间，物性指数介于0.35～0.55之间的储层为压裂产能油层；综合流体指数介于2～10之间，物性指数介于0.23～0.35之间的储层为含油水层；综合指数小于2，物性指数小于0.23的储层为含油层或干层。该图版能有效识别流体性质，消除了该区低渗砂砾岩非均质性和流体测井响应特征不明显等不利因素，弥补了常规评价方法的不足，从而提高了流体性质识别符合率。综合上述实验方法，形成了如表1所示是环玛湖北斜坡区百口泉组储层流体识别标准。

表1 环玛湖北斜坡区百口泉组储层流体识别标准

3 应用效果

玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组在测井过程中出现异常侵入特征，油层在双侧向上表现为浅电阻率与深电阻率比值不小于1，利用这种异常侵入特征，用于定性识别储层中的流体性质。通过对M131井区内的11口探井统计分析，有7口井为油层，4口井为水层，流体识别符合率在90%以上，应用效果显著，为低渗储层中的流体定性识别提供了新的方法。采用多因素流体识别法有效解决了复杂储层流体评价难题，玛湖凹陷百口泉组M152井测井解释符合率从40%左右提高到86%以上，弥补了常规评价方法的不足，从而提高了流体识别符合率。

4 结 论

（1）储层由于自身的一些特点，导致测井资料受多种因素的影响，要以岩心、地质情况以及油井动态资料为基础，综合利用多种测井资料对储层流体性质进行分析。

（2）储层流体性质识别的准确性与储层评价的效果紧密相关。对于低孔、低渗的储层，利用异常侵入特征定性识别法和多因素流体识别法在玛湖凹陷三叠系百口泉组储层的应用中取得了非常明显的效果，该成果应用于油田勘探评价，提高了对油水层的识别能力，为低渗储层中的流体定性识别提供了新的方法。

（3）异常侵入特征定性识别法只适用于储层渗透率小于3 mD的致密储层中的油层识别。对于气层来说，气层的弹性系数大，滑脱效应明显，钻开储层中的气体很快进入泥浆中，不能在井筒附近聚集，不能有效识别储层中的气层。对于致密储层中的油水同层和水层需参考中子和自然电位综合识别。

［1］黄鑫，董秀成，肖春跃，等. 非常规油气勘探开发现状及发展前景[J]. 天然气与石油，2012，30（6）：38-41.

［2］陈洪斌. 测井识别储层流体性质的方法研究及应用[J]. 天然气勘探与开发, 2003，26（3）：36-42.

［3］张宇晓. 核磁共振测井在低孔低渗油气层识别中的应用[J]. 新疆地质，2004，22（3）：315-318.

［4］Darrell L. Eubanks. Application of resistivity borehole image analysis in unconventional gas reservoir field development [J]. SPWLA 49th Annual Logging Symposium, 2008：25-28.

［5］匡立春，唐勇，雷德文，等. 准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组扇控面积岩性油藏勘探实践[J]. 中国石油勘探，2014，19（6）：14-23.

［6］张浩，甘仁忠，王国斌，等. 准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组多因素流体识别技术及应用[J]. 中国石油勘探，2015，20 (1)：55-62.

［7］林纯增，张舫. 泥浆侵入特性的测井应用[J]. 测井技术，2002，26 (4)：341-346.

［8］许多年，尹路，瞿建华，等. 低渗透砂砾岩“甜点”储层预测方法及应用-以准噶尔盆地玛湖凹陷北斜坡区三叠系百口泉组为例[J]. 天然气地球科学，2015，26（增刊1）：154-161.

Study on the Identification Method of Fluid Property of Low Permeability Reservoir in Mahu Depression

1,2,2,2,2

（1. College of Petroleum Engineering ,Yangtze University, Hubei Wuhan 430100, China；2. Xinjiang Oilfield Company, Xinjiang Karamay 834000, China）

Logging is an important method to identify reservoir fluid properties. Triassic Baikou formation in Mahu depression is low porosity and low permeability sandstone reservoir. For the identification of fluid properties of unconventional reservoirs, conventional logging data interpretation can’t meet the requirements. In this paper, reservoir fluid properties in the block were studied. Combined with the reservoir characteristics and well logging and oil testing data, the reservoir fluid properties were accurately identified by the method of qualitative identification and multi-factor fluid identification. The results showed that, among 11 wells in M131 well area, there were 7 oil wells and 4 water wells; by using the abnormal intrusion feature qualitative identification method, fluid identification coincidence rate was more than 90%; The coincidence rate of field log interpretation was increased from 40% to over 86% by using multi-factor fluid identification method, which could provide a new method for qualitative fluid property identification of low permeability reservoirs.

Mahu depression；Triassic；Baikou formation；fluid property identification；logging

TE122

A

1004-0935（2017）09-0876-04

中国石油新疆油田公司油气勘探科技专项“多因素流体识别技术及提高油气解释符合率方法研究”，项目编号：XJKT-76。

2017-06-28

曾东初（1990-），男，湖北省黄冈市人，长江大学石油与天然气工程专业硕士研究生，研究方向：钻井工艺与技术。