巖土工程師輔導(dǎo)：儲(chǔ)蓋組合測(cè)井解釋方法研究

　　主題詞：封閉性油氣藏未封閉性油藏總孔隙度滲透率蓋層測(cè)井解釋生儲(chǔ)蓋組合

　　引言來源：

　　多年來，測(cè)井界為了提高測(cè)井解釋精度，一直非常注重儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)、巖電關(guān)系等方面的研究，儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算精度不斷提高。即使如此，在一些地區(qū)個(gè)別層位的油氣水性質(zhì)的判別上仍經(jīng)常出現(xiàn)失誤。原因是油氣聚集成藏后，如果地質(zhì)運(yùn)動(dòng)使蓋層封蓋性能變差，油氣藏就會(huì)被破壞，輕質(zhì)組分大量散失，地層水潛入，重組分滯留在孔喉之中，形成殘余油氣藏。這種油氣藏，鉆井顯示有時(shí)相當(dāng)好，巖屑錄井或鉆井取心?？擅枋鰹楹汀⒂徒?、油斑等高級(jí)別的油氣顯示，但是實(shí)際含油飽和度一般低于50%.這類儲(chǔ)集層試油結(jié)果常為水層或含油水層，與油氣顯示不相稱，與測(cè)井計(jì)算的含油飽和度指標(biāo)也不符合。為此，測(cè)井解釋不能只偏重油氣藏的儲(chǔ)層研究，蓋層封閉性能好壞，直接影響著油氣的聚集和保存。測(cè)井解釋不但要考慮儲(chǔ)層條件，也應(yīng)從油氣成藏的保存條件出發(fā)，分析油氣藏是封閉的還是開啟的，在此基礎(chǔ)上充分利用測(cè)井資料，進(jìn)行全井段、全剖面儲(chǔ)蓋組合綜合解釋。

　　泥頁巖蓋層測(cè)井評(píng)價(jià)用測(cè)井方法研究泥頁巖蓋層，主要包括總孔隙度φt、有效孔隙度φe、滲透率K、含砂量Vsd、厚度H、突破壓力Pa等參數(shù)。

　　1.厚度厚度是蓋層評(píng)價(jià)必不可少的參數(shù)之一。

　　盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，只要有幾米厚泥巖就能封閉油氣，但厚度的增加，必須能提高蓋層的質(zhì)量。

　　世界上大型油氣田無不具較厚蓋層條件為前提，如西西伯利亞、歐洲西北部盆地、北美西部盆地等。我國(guó)陜甘寧盆地中部奧陶系風(fēng)化殼大氣田，直接蓋層是石炭系本溪組的鋁土巖，厚度變化范圍為6～18m不等，平均厚度13m;輔助蓋層是石炭系太原組的泥質(zhì)巖、致密灰?guī)r及煤層，厚度為7～56m，平均厚度40.5m.

　　2.含砂量蘇聯(lián)學(xué)者K.A.阿不杜拉曼諾夫?qū)ιw層研究表明，當(dāng)深度大于1000m時(shí)，蓋層中粉砂質(zhì)的多少對(duì)封閉性能的影響十分明顯。

　　隨著粉砂組分的增長(zhǎng)，大直徑的孔隙優(yōu)勢(shì)增大，滲透率增大，突破壓力減小，封閉能力降低。當(dāng)埋藏深度超過3000m后，隨著泥巖中粉砂顆粒含量的增加，孔道直徑雖也增大，但由于壓實(shí)作用強(qiáng)烈，泥質(zhì)粉砂巖的孔隙度、滲透率降低，含砂量對(duì)封閉性能影響減弱。

　　3.總孔隙度泥巖蓋層總孔隙度反映了泥巖的壓實(shí)程度，總孔隙度越小，壓實(shí)程度越高，孔隙喉道半徑越小，泥巖孔隙毛細(xì)管力越大，滲透率越低，封閉性能越好。

　　因此，泥頁巖蓋層總孔隙度是反映蓋層封閉質(zhì)量的重要參數(shù)。圖1是實(shí)驗(yàn)室分析突破壓力與總孔隙度及有效孔隙度關(guān)系圖。從圖1中可以看到，泥頁巖總孔隙度與突破壓力呈非線性函數(shù)變化。據(jù)理論計(jì)算，對(duì)連續(xù)油氣柱不太大的油氣藏來說，只要有1MPa以上突破壓力的泥巖即可封閉油氣藏。這個(gè)量值所對(duì)應(yīng)的泥巖總孔隙度約30%，從成巖角度考慮，只要泥巖埋深達(dá)1000m左右，泥巖總孔隙度即可由70%降低到30%，具備封閉油氣藏的能力。如青海東部澀北氣藏、臺(tái)吉乃爾氣藏為第四系砂巖儲(chǔ)氣，封閉層泥巖孔隙度為28%～30%.因此，30%這個(gè)孔隙度量值可以作為泥巖蓋層封閉油氣的下限臨界值。

　　泥頁巖蓋層總孔隙度的計(jì)算，其關(guān)鍵參數(shù)是干粘土的中子、密度測(cè)量值。測(cè)井計(jì)算處理可依據(jù)單井資料的中子-密度頻率交會(huì)圖，取得該井干粘土的中子、密度測(cè)井值，然后利用圖2計(jì)算泥頁巖蓋層的總孔隙度。取得泥巖總孔隙度后，再計(jì)算泥巖的突破壓力。

　　4.有效孔隙度討論泥巖總孔隙度同突破壓力的關(guān)系，是把蓋層看成均一化的理想蓋層為前提。

　　實(shí)際上，在大范圍內(nèi)泥巖的巖性、結(jié)構(gòu)和孔隙并不是單一的，在各種成巖作用和構(gòu)造作用下，還常產(chǎn)生次生孔隙和微裂縫，它在某一局部范圍內(nèi)或某一深度段可能存在各種形式的微滲漏空間。

　　對(duì)比圖1中有效孔隙度、總孔隙度與突破壓力關(guān)系曲線，兩者有相似的變化規(guī)律，但曲率、兩個(gè)端點(diǎn)的漸變穩(wěn)定值有所差別。有效孔隙度與突破壓力關(guān)系曲線變化曲率比總孔隙度與突破壓力關(guān)系曲線變化曲率大的多，說明有效孔隙度比總孔隙度對(duì)突破壓力的制約作用強(qiáng)，換言之，即有效孔隙度比總孔隙度對(duì)蓋層封蓋性能的影響大。兩圖中的端點(diǎn)漸變穩(wěn)定值：總孔隙為30%時(shí)突破壓力趨于極小穩(wěn)定值，而有效孔隙度為22%左右時(shí)突破壓力即趨于極小穩(wěn)定值;總孔隙度為5%左右時(shí)，突破壓力趨于極大穩(wěn)定值，而有效孔隙度為0.5%左右時(shí)，突破壓力才趨于極大穩(wěn)定值。有效孔隙度在0～6%之間變化時(shí)，對(duì)突破壓力的影響最為顯著，是影響蓋層質(zhì)量的敏感區(qū)間;而總孔隙度在這個(gè)區(qū)間變化時(shí)，對(duì)蓋層質(zhì)量影響不大。有效孔隙度在大于6%的范圍內(nèi)，孔隙度的變化對(duì)突破壓力的影響最為顯著，是影響蓋層質(zhì)量發(fā)生變化的關(guān)鍵區(qū)間段。

　　5.滲透率滲透率對(duì)泥頁巖蓋層封蓋性能的影響很大，值得注意的是，當(dāng)泥頁巖存在裂縫時(shí)，滲透率將會(huì)失去均質(zhì)地層孔滲關(guān)系，使?jié)B透率急劇增大，使蓋層失去封閉油氣的能力，即使是少量連通裂縫，也常造成油氣田的巨大破壞。

　　特別是，垂直滲透率比水平滲透率對(duì)泥頁巖蓋層封閉質(zhì)量的影響更大。研究滲透率對(duì)泥巖封蓋性能影響時(shí)，特別要注重對(duì)高角度裂縫的研究。

　　有效蓋層的識(shí)別及蓋層等級(jí)劃分有效蓋層是指能夠封閉油氣的直接蓋層。它可以是泥巖，也可以是巖性致密的泥質(zhì)砂巖或砂巖，關(guān)鍵是蓋層突破壓力的大校當(dāng)泥巖存在裂縫時(shí)，會(huì)大大降低其對(duì)油氣的封閉作用，但也并非只要存在裂縫，就一定完全喪失其封閉能力，它有一個(gè)從量變到質(zhì)變的過程。當(dāng)泥巖裂縫比較稀少，裂縫寬度微小，裂縫連通性比較差的情況下，地層仍可具有一定的突破壓力。如果巖層突破壓力大于足使油氣通過它發(fā)生滲漏的壓力時(shí)，該巖層就能對(duì)油氣起封隔作用成為蓋層，這樣的泥巖蓋層稱為“有效蓋層”。當(dāng)裂縫比較發(fā)育，且連通性比較高的情況下，巖層的突破壓力大大降低，油氣就可進(jìn)入此巖層，并在其中滲濾，散失在大地中。這樣的泥巖不能封閉油氣藏，稱之為“假蓋層”。

　　大量實(shí)際資料證明，當(dāng)蓋層的φe≤6%和K≤0.08×10-3μm2時(shí)，蓋層為有效蓋層，可以起到封閉油氣的作用。另外，建議采用Pa≥0.5MPa，且H≥2m做為有效蓋層的下限值。

　　由于各種參數(shù)對(duì)蓋層封堵性的貢獻(xiàn)不同，在有效蓋層的下限值確定之后，按著不同參數(shù)對(duì)蓋層質(zhì)量影響程度，對(duì)這些測(cè)井參數(shù)賦予不同的權(quán)值。

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