七个泉油田储层特征与四性关系研究

成定树 纪 红 陈杰 赵东升

(1.重庆科技学院石油与天然气工程学院，重庆 401331;2.长江大学地球环境与水资源学院，武汉 430110;3.中国石油青海油田分公司，甘肃 敦煌 736202)

七个泉油田位于青海省柴达木盆地西部南区，为柴达木盆地西部坳陷区尕斯断陷亚区小红山—阿哈堤 —七个泉背斜带上的一个三级构造，七个泉油田为一南陡北缓的短轴状背斜构造，背斜轴向120°～130°，构造主体部分闭合面积 5.37 km2，闭合高度近400 m。在区域地质上，该地区主要以新生代地层为主，油田储层纵横向非均质极强，油层具有“薄、多、散、杂”等特征，油气富集规律不清，同时油藏动态研究该油田单井产量低，递减快，层间干扰严重，储量动用程度和有效水驱控制程度低。为此，本文充分利用岩芯、测井、分析化验等资料，深入研究储层的岩性、电性、物性及含油气性特征及其内在联系，建立储层参数测井解释模型，确定划分油层、油水层、水层及干层的下限参考标准。

1 储层特征

1.1 储层岩性特征

根据研究区152口井岩芯观察和薄片鉴定，得出了七个泉油田储集体以砂砾岩和粉砂岩为主，储集体岩性以粉砂岩和砂岩为主。岩石成分成熟度低(Q/(F+R)=0.78)，碎屑颗粒多为次棱角状。参照石油行业标准(1992)，用石英(Q)、长石(F)、岩屑(R)三端元法对七个泉油田的砂岩进行分类。七4－6、6－8井砂岩碎屑成分三角图见图1。

图1 七4－6、6－8井砂岩碎屑成分三角图

该区砂岩类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩。砂岩成分主要包括石英、长石、岩屑等主要碎屑成分，以及杂基、胶结物等填隙物成分。砂岩成岩作用总体较低，下第三系处于晚成岩A1期，上第三系为早成岩期;碳酸盐岩中可发育溶蚀孔隙。

砂岩储层孔隙类型有残余原生粒间孔、颗粒溶孔和粒间灰泥溶孔、微孔。孔隙类型的变化较大，物性较好时，原生粒间孔的面孔率为2.5% ～6.0%。碳酸盐岩中的溶蚀孔隙相对较发育，七6－5井1046.53 m藻泥晶灰岩的溶孔十分发育(图2至图5)。

图2 七6－5井，1051.18 m，E31，中细岩屑砂岩，分选好，泥质低，粒间原生孔隙发育

图3 七6－8井，771.85 m，E32，中粒岩屑砂岩，发育岩屑溶孔

图4 七6－5井，1046.53 m，藻泥晶灰岩，溶孔极发育

图5 七6－8井，790.55 m，，岩屑粉砂岩，粒间原生孔隙发育

从颗粒接触关系多为点 —线接触，砂岩中的主要成岩作用有机械压实作用、胶结作用和溶蚀作用。机械压实作用总体上为中—较弱。胶结作用中—较强。溶蚀作用较普遍，砂岩中的岩屑和灰泥填隙物以及碳酸盐岩(藻泥晶灰岩主为)均有不同程度的溶蚀。

2 储层物性分析

2.1 岩芯物性分析

在七个泉油田共分析了孔隙度992块、渗透率853块，得出孔隙度主要分布在9% ～25.6%之间，全油藏平均为14.4%，为低孔;渗透率分布范围为(0.01 ～793.1) ×10－3μm2，一般为(1 ～30) ×10－3μm2，全油田平均渗透率为 18.8 ×10－3μm2，根据原中石油集团公司的碎屑岩储层分类，该区砂岩主要为中孔、低渗—特低渗储层。

2.2 测井物性分析

2.2.1 测井计算孔隙度

砂岩储层骨架成分主要为石英，填隙物主要是泥质物，孔隙内充注的流体主要是水和油，岩石的声波时差正是来自于岩石骨架组分、泥质物和孔隙流体。声波在砂岩储层传播过程中，传播时间符合时间叠加原理，即储层的声波时差为各种物质成分声波时差的加权平均值。储层中储存油水2种流体时，声波时差的时间平均值为:

用具有连续取心(七芯1、七6－5和七6－29)的孔隙度与声波时差建立关系，共用了367个岩样、138层，孔隙度最大值为26.65%，最小值为6.6%，平均岩心孔隙度为16.5%。建立孔隙度计算公式如下:

相关系数:R2=0.838 样品点数:N=138

2.2.2 测井计算渗透率

为了建立合理的孔隙度 —渗透率解释模型，根据泊稷叶定律和达西公式，把多孔介质简化为一束毛管且充满黏度为μ的流体，在压差△P的作用下，通过 n根毛管长度为 L(cm)、内壁半径为 r(μm)的毛管束作层流，若流体通过岩石运动的实际长度与其直线长度之比为τ，则流量计算公式如下:

渗透率解释模型是根据岩心分析结果建立，按砾岩和砂岩分别建立关系。砾岩采用七芯1井的取心资料，97块样品、97层。回归关系式如下:

砂岩的采用七芯1井的取心资料，203块样品、203层。回归关系式如下:

3 含油性分析

3.1 计算公式选取

由于七个泉油田储层属于孔隙型储层，储层泥质含量相对较低，可利用传统的阿尔奇公式计算含油饱和度，其计算参数由测井资料和岩电实验参数确定:

式中:So— 含油饱和度，小数;Φ—储层有效孔隙度，小数;Rw—地层水电阻率，Ω·m;Rt—感应电阻率，Ω·m;m、a—分别为岩石胶结指数、比例系数;n、b—分别为饱和度指数、系数。

3.2 地层水电阻率Rw的确定

(1)地层水矿化度

根据34口井115个分析样品分析，得出平均矿化度为160721 mg/L，确定为CaCl2水型。

(2)地层水电阻率

根据地层水总矿化度及各离子的浓度，可将其换算为等效氯化钠矿化度，然后用下式计算地层水在井下条件下的电阻率:

式中:Pw—24℃时地层水等效氯化钠矿化度，mg/L;Rwn—地层水电阻率，Ω·m。

再利用下式计算出任何温度下的地层水电阻率Rw:

可得地层水电阻率计算公式为:

相关系数R=0.8595

式中:D—深度，m。

3.3 胶结指数的确定

(1)胶结指数m、a值的确定

根据七6－29井33块岩电实验和岩电实验参数，测量饱和岩样100%含水时的电阻率(Ro)和饱和液的电阻率(Rw)，按下式计算岩样的地层因素F:F=Ro/Rw

根据阿尔奇公式:F=a/Φm将各饱和岩样的F和Φ值，在双对数坐标中经最小二乘法回归得到a和m值，分别按砂岩和砾岩求取a和m值。

砂岩的图版参数为:F=1.2112Φ 1.75

m=1.75，a=1.2112;样点数:N=22;相关系数:R=0.91

砾岩图版参数为:F=1.2112Φ 1.78

m=1.78，a=1.2112;样点数:N=11;相关系数:R=0.95

(2)胶结指数n、系数b值的确定

岩电实验是采用油驱水实验，记录驱替过程中岩样的出水量(Vo)和相应电阻率(Rt)。按下式计算岩样的含水饱和度和电阻率增大率:

根据阿尔奇公式:I=b/Swn

n=1.857，b=1.0154;样点数:N=33;相关系数:R=0.98。

4 储层四性关系分析

4.1 岩性与电性的关系

本次研究选取七6－29井岩性资料，绘制出岩性—电性关系图，得出砾岩电阻率一般略高于砂岩，而且其孔隙度比砂岩要低。在电性上砂砾岩声波时差一般小于 280 μ·sm，电阻率 ＞10.0 Ω·m，密度(多数)＞2.3 gcm3;砂岩声波时差主要分布在280 ～310 μ·sm 之间，电阻率在 7.0 ～10 Ω·m 之间，密度分布在2.3～2.5 gcm3之间。

4.2 岩性与含油性的关系

根据含油岩芯分析，油斑以上含油级别主要是粉砂岩，说明岩性越好含油级别越高，不含油岩石集中在泥质粉砂岩与泥岩岩性上。

4.3 物性与含油性的关系

4.4 含油性与电性的关系

含油性与电性关系密切，主要体现在电阻率上，而与声波时差的关系较差，时差大于235 μ·sm以上的才有含油点，对于砾岩，感应电阻率低于5 Ω·m的无含油点，对于砂岩和粉砂岩，含油性较好的感应电阻率在3.0 Ω·m以上。

5 结语

(1)七个泉油田油藏储层以砂砾岩、粉砂岩为主，碎屑颗粒多为次棱角状。成分成熟度和结构成熟度均较低，碎屑成分中以石英、长石、岩屑为主，有少量藻泥晶灰岩发育且以溶蚀孔隙为主，填隙物主要为杂基，胶结物，分选差，砂岩储层孔隙类型有残余原生粒间孔、颗粒溶孔和粒间灰泥溶孔、微孔。残余原生粒间孔、颗粒溶孔是造成储层低孔、低渗的主要原因，加之含油性不高导致每米试油产能较低。

(2)七个泉油田油藏储层油层总体表现为高电阻率特征，但由于储层水为高矿化度地层水，因此有些油层电阻率曲线表现为与围岩相同或略高于围岩电阻率的特征;岩性对电性的影响有时要大于含油性的影响，高电阻率不一定就为高含油饱和度。

(3)四性下限解释标定。

岩性:下限为粉砂岩;

含油性:含油产状为油浸夹油斑以上;

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