松辽盆地北部致密油储层甜点分类方法研究

2020-01-07姚东华付晨东赵杰王慧

测井技术 2019年5期

姚东华,付晨东,赵杰,王慧

(1.东北石油大学非常规油气研究院,黑龙江大庆163318;2.大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆163412;3.大庆油田有限责任公司勘探事业部,黑龙江大庆163453)

0 引言

松辽盆地北部致密油储层普遍含泥含钙,物性、渗透性差,孔隙结构复杂。孔隙结构评价是该地区致密油储层评价的核心,而产能评价又是储层定量评价的最终体现,因此,对于致密油储层,有必要在产能分析的基础上,深入研究各类储层的微观孔喉特征,建立适合研究区地质特征和油藏特点的储层品质评价标准[1-9]。此外,致密油储层一般无自然产能,只有通过大规模压裂改造才能形成工业产能,因此开展储层工程品质评价,制定合理的压裂射孔方案,也是致密油储层评价的重点研究内容之一。对于常规油,通常利用孔隙度、渗透率等测井参数(储层品质指数IRQ和地层流动带指数IFZ)对储层进行分类[14-20]。这些方法能大致划分储层类别,不能满足致密油勘探开发评价的需求。

本文首先通过试油试采资料分析,由采油强度将致密油储层甜点划分为3类;再综合考虑储层宏观、微观以及工程3个方面的测井参数,与采油强度相结合,确定孔隙度、含油饱和度、渗透率、孔喉半径均值、排驱压力、脆性指数以及破裂压力等反映储层产能的敏感参数;以此为基础,构建储层宏观品质、微观孔隙结构品质以及工程品质等3个品质因子,建立三维致密油储层甜点分类图版,最终由Fisher判别法确定了致密油储层甜点分类判别式,为致密油甜点优选、压裂施工设计提供了技术支撑。

1 采油强度求取方法及致密油甜点分类标准确定

储层每米每天的产油量即采油强度,它反映了储层的产油能力,可由采油强度大小划分储层的类别。松辽盆地北部中上部油层组普遍发育薄层和砂泥岩薄互层,试油以多层合试为主,为了评价单层的产油能力,需要对产能进行合理的劈分。为消除不同井压裂工艺不同的影响,考虑了加砂量;再与储层品质参数相结合,建立了单层产能评价指数Mi;以此为基础,对合试井产能进行劈分,求得单层采油强度Qsi

(1)

(2)

式中,Q为合试井的总产量;hi为第i层的厚度;φi为第i层的孔隙度;Ki为第i层的渗透率;Soi为第i层的含油饱和度;Vs为总加砂量。

通过对研究区储层试油试采资料进行统计分析,根据地区情况,按采油强度大小,将储层甜点划分为3类。Ⅰ-1类甜点:改造后高产,采油强度大于0.3 t/(d·m);Ⅰ-2类甜点:改造后产能明显改善,采油强度在0.03～0.3 t/(d·m);Ⅱ类甜点:改造后产能无明显改善,有待进一步研究,采油强度小于0.03 t/(d·m)。

2 致密油储层甜点分类测井表征方法

由采油强度确定储层甜点分类标准后,为了实现储层甜点分类评价的目的,需要开展储层甜点分类的测井表征方法研究。根据研究区内5口井6个单层的试油资料,全面分析了储层宏观、微观以及工程测井参数与采油强度的关系,发现采油强度与孔隙度、含油饱和度、渗透率、孔喉半径均值、排驱压力、脆性指数(实验室条件下通常由差应变实验的峰值强度τp和残余强度τr建立脆性指标,岩石脆性指数IB=(τp-τr)/τp×100,其测井计算可由矿物组分法或弹性参数法求取)和破裂压力具有较好相关性。

选取研究区内7口合压试油井,由劈分原理计算了49个层的采油强度,将各产能敏感测井参数与采油强度进行交会,即可得到不同甜点类别的各储层测井参数分类评价标准(见表1)。考虑到各产能敏感测井参数的变化区间大小不同,对产能的影响也不同,对产能敏感测井参数进行了归一化处理。再从宏观、微观以及工程3个方面,由归一化的7个敏感测井参数构建了储层宏观品质RQ1、储层微观孔隙结构品质RQ2以及储层工程品质CQ这3个品质因子

RQ1=φ×So

(3)

(4)

(5)

式中,K为空气渗透率;Dm为孔喉半径均值;pd为排驱压力;δ脆性指数;pf为破裂压力。

表1 致密油储层测井参数分类评价标准表

将3个品质因子两两交会(见图1、图2、图3),均不能很好地区分3类储层甜点,而由3个品质因子一起建立的三轴空间交会图版(见图4),则可较好地识别3类储层甜点。再采用Fisher判别法[21],建立了3类储层甜点的判别表达式

图1 储层宏观品质与微观孔隙结构品质交会图

图2 储层宏观品质与工程品质交会图

图3 储层微观孔隙结构品质与工程品质交会图

图4 三维致密油储层甜点分类图版

Y1=3.676RQ1-0.648RQ2+19.704CQ-23.801

Y2=2.158RQ1-1.006RQ2+13.349CQ-10.077

Y3=0.308RQ1-0.192RQ2+4.658CQ-1.954

(6)

式中,Y1、Y2和Y3分别为Ⅰ-1类甜点、Ⅰ-2类甜点和Ⅱ类甜点的判别式。49个样本点,判准率为45/49=91.8%。

3 微观孔隙结构参数精确求取

研究区致密油储层孔隙结构是控制致密油气藏流体分布的重要因素,其对储层的产液性质、产能大小和测井电性特征有重要影响。因此,必须开展致密油储层孔隙结构特征研究,精确求取微观孔隙结构特征参数[9-13]。该地区储层以中、小孔隙结构为主,用常规的伪毛细管压力法处理了研究区内3口井的核磁共振测井资料,计算的各微观孔隙结构参数与压汞资料相比误差较大(见表2、图5)。为了避免由核磁共振T2谱转换至伪毛细管压力时产生的误差,提出了一种直接利用核磁共振T2GM计算孔喉半径均值、排驱压力等微观孔隙结构参数的方法[见式(7)、式(8)],提高了微观孔隙结构参数测井计算精度(见图6、表2)。