川西坳陷新场地区须家河组四段储层特征及评价

2012-09-20杨映涛张世华林小兵

石油地质与工程 2012年3期

杨映涛，张世华，林小兵，付菊，伍玲

（1.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都 610000；2.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·成都理工大学；3.成都理工大学沉积地质研究院）

杨映涛1，张世华1，林小兵2，3，付菊1，伍玲1

上三叠统须家河组四段是川西坳陷新场地区重要的含油气层段，根据岩心分析、岩石薄片、压汞、油气测试和分析化验等资料，对新场地区须四段砂岩储层特征进行了详细的研究，结果表明：该套储层以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主，成分成熟度较低－中等，结构成熟度中等；储层物性差，属低孔低渗－特低孔特低渗极度致密储层，储层非均质性强；储层孔隙结构差，以微孔喉为主。利用储层物性和孔隙结构参数，将须四上亚段、下亚段砂岩分别评价为4类储层，其中Ⅰ、Ⅱ类储层为相对优质储层，是增储上产的首选储层。

新场地区；须四段；储层特征；储层评价

上三叠统须家河组四段是川西坳陷新场地区重要的含油气层段，其中须四上亚段主要发育曲流河三角洲前缘水下分流河道、河口坝砂体；中亚段主要为前三角洲—滨浅湖沉积，砂体不发育；下亚段以辫状河三角洲相前缘水下分流河道、河口坝砂体为主［1－3］。经过前人艰苦努力的工作，该区须四上、下亚段油气勘探取得了很大的进展，已被确定为增储上产的重要区块。截止到目前该区钻至、钻穿须四气藏的井共有47口，其中14口井测试获工业气流，均以低产井为主，这主要与须四段砂岩储层物性差、非均质性强有关，因此储层研究已成为该区油气勘探的核心问题之一［4－5］。根据岩心分析、岩石薄片、压汞、油气测试和化验等资料，对研究区须四段砂岩储层特征进行了详细研究，并对主要储层段须四上、下亚段储层进行了分类评价，为研究区下一步的油气勘探奠定了基础。

1 储层特征

1.1 储层岩石学特征

根据1040块岩心薄片鉴定资料统计结果表明，研究区须四段砂岩储层岩性以岩屑砂岩为主（占36.69%），岩屑石英砂岩、钙屑砂岩次之（分别占30.73%、26.07%），少量石英砂岩、长石砂岩。但须四各个亚段砂岩岩性又有差别，上亚段以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主；中亚段以岩屑砂岩为主，钙屑砂岩次之；下亚段以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主。

从碎屑组分来看，研究区须四段砂岩石英含量低（平均55.96%），长石含量极低（平均0.72%），岩屑含量高（平均43.32%），成分成熟度低。但须四各个亚段情况又不相同，下亚段砂岩石英含量最高（平均67.8%），岩屑含量最低（平均31.61%），成分成熟度相对最高；上亚段次之，中亚段岩屑含量高（平均79.58%），几乎是上、下亚段的2.5倍，成分成熟度极低。

从岩屑成分来看，须四段砂岩储层岩屑以沉积岩岩屑为主，少量变质岩岩屑，极少量岩浆岩岩屑；填隙物主要都以胶结物为主，平均含量8%左右，杂基含量相对较少，平均2%左右。其中上、下亚段杂基含量相对较高（平均含量2.67%和3.33%），胶结物主要为方解石，少量硅质；而中亚段杂基含量低（平均0.84%），但方解石含量高达6.8%。

1.2 岩石结构特征

研究区须四段砂岩结构成熟度中等，砂岩主要以中粒为主，细粒、中细粒次之，少量中粗粒、粗粒等；颗粒分选以好为主，中等分选次之；颗粒磨圆度中等－较差，以次棱角状为主；胶结类型以孔隙式为主，孔隙－压结式和压结式次之，少量压结－孔隙式等；但须四各个亚段相比较而言，上、下亚段砂岩结构特征相似，而中亚段与上、下亚段砂岩结构特征稍有不同。中亚段粗粒砂岩所占比例明显增多，且分选明显变差，以中等为主，但磨圆度变好，压结式胶结类型也明显变多，显示中亚段结构成熟度稍差。此外须四下亚段孔隙式胶结类型所占比例最大，压结式胶结类型所占比例最小，这也反映了下亚段砾岩对胶结作用的抑制作用。

1.3 储层物性特征

图1 新场地区须四上、下亚段储层孔－渗关系

根据研究区须四段1617块岩心物性分析资料可知，须四段储层属于低孔低渗－特低孔特低渗极度致密储层，孔隙度平均值6.21%，中值6.65%，主要分布在6%～9%；渗透率平均值0.2×10－3μm2，中值0.085×10－3μm2，主要分布在（0.08～0.16）×10－3μm2。其中上亚段储层物性整体比下亚段好，上亚段孔隙度平均值6.49%，中值6.85%，渗透率平均值0.19×10－3μm2，中值0.085×10－3μm2；下亚段孔隙度平均值5.2%，中值5.47%，渗透率平均值0.25×10－3μm2，中值0.092×10－3μm2。

从新场地区须四上、下亚段储层孔－渗关系图（图1）并结合钻井实践可知，须四上亚段除了少数裂缝样品的影响外，大部分样品孔渗关系较好，储层类型以孔隙型为主；而下亚段明显存在两类储层：孔隙型和微裂缝－孔隙型，孔隙型储层孔隙性较好，渗透性差，而微裂缝－孔隙型储层渗透性明显变好，孔隙性较差。

1.4 孔隙结构特征

新场地区须四段砂岩储层孔隙结构整体较差，样品排驱压力和中值压力值较高，最大孔喉半径和喉道中值半径普遍小于1 m，表明储层喉道属微喉；样品孔隙均值系数值较大，亦表明储层孔喉半径小；样品分选系数值较大，歪度值较小，偏细歪度，表明孔喉分选较差，且以微孔喉为主，但总的来说须四下亚段孔隙结构要稍优于上亚段（表1），这也验证了须四下亚段砾岩对胶结、压实作用等破坏性成岩作用有一定的抑制，导致孔隙结构较好。

表1 新场地区须四上、下亚段砂岩储层孔隙结构参数

2 储层评价

2.1 储集下限

有效储集层物性下限研究是储层分类与评价的基础，求取储集层物性下限值的方法很多，如测试法、经验统计法、含油产状法、最小流动孔喉半径法、钻井液侵入法等［6］，但这些方法均有一定的局限性和适用范围。针对研究区须四段储层岩心物性分析资料和压汞资料较多，本次采用经验统计法和最小流动孔喉半径法分别求取须四上、下亚段储层物性下限值。

2.1.1 须四上亚段

（1）经验统计法。本次利用新场地区须四上、下亚段常规物性分析资料，分别编制须四上、下亚段孔隙度、渗透率频率分布、累积频率以及累积能力丢失曲线，来确定储层物性下限值。从须四上亚段储层孔隙度、渗透率累计能力丢失曲线来看（图2、图3）：当渗透率为0.045×10－3μm2，储层累积产气能力丢失5.6%，样品丢失率为28.6%。根据孔渗关系可知孔隙度下限值为6.34%（图1），相应储气能力丢失19.3%，孔隙度样品丢失率29.9%，可见在产气能力丢失不高的情况下，储气能力丢失也不多，因此可取孔隙度6.34%、渗透率0.045×10－3μm2作为新场地区须四上亚段有效储层物性下限值。

图2 新场地区须四上亚段储层孔隙度累计能力丢失曲线

图3 新场地区须四上亚段储层渗透率累计能力丢失曲线

（2）最小流动孔喉半径法。最小流动孔喉半径既能储集油气又是油气渗流的最小孔隙通道，确定了储层的最小流动孔喉半径后，就可根据孔喉半径与常规物性参数的关系确定储层的物性下限［6］。通过新场地区须四上亚段毛管压力资料求出平均毛管压力曲线，再计算不同吼道半径区间的储层渗透能力及累计渗透能力，当累积渗透率贡献值达到99.99%以上，所对应的孔喉半径即为最小流动孔喉半径，通过计算最小流动孔喉半径约为0.035μm。由渗透率与中值半径关系可知渗透率下限值为0.072×10－3μm2（图4），综合经验统计法所求渗透率下限，取渗透率下限值为0.05×10－3μm2。

综上所述，最终确定新场地区须四上亚段储层储集下限为：孔隙度≥6%，渗透率≥0.05×10－3μm2。

2.1.2 须四下亚段

图4 新场地区须四上段储层渗透率与中值半径关系

须四下亚段分孔隙型和微裂缝－孔隙型两类储层，分别对这两类储层确定储集下限。根据经验统计法可知（图5、图6），孔隙度2.97%和6.79%、渗透率0.05×10－3μm2可作为新场地区须四下亚段两类储层的有效储层物性下限值。

图5 新场地区须四下亚段砂岩储层孔隙度累计能力丢失曲线

图6 新场地区须四下亚段砂岩储层渗透率累计能力丢失曲线

根据最小流动孔喉半径法计算最小流动孔喉半径约为0.038μm，由渗透率与中值半径关系可知渗透率下限值为0.045×10－3μm2（图7），综合经验统计法所求渗透率下限，取渗透率下限值为0.05× 10－3μm2。

综合经验统计法和最小流动孔喉半径法计算结果，最终确定新场地区须四下亚段储层储集下限为：

孔隙型：孔隙度≥6.5%，渗透率≥0.05×10－3μm2；

微裂缝－孔隙型：孔隙度≥3%，渗透率≥0.05 ×10－3μm2。

图7 新场地区须四下亚段储层渗透率与中值半径关系

2.2 储层分类

通过分析研究区储层物性与孔隙结构参数之间的关系可知，储层物性与排驱压力和分选系数的关系较好，根据孔隙度与渗透率、渗透率与中值半径、孔隙度与排驱压力、孔隙度与分选系数的关系［7－10］，最终结合储层物性参数和孔隙结构参数将须四上、下亚段储层各分为四类，具体分类标准见表2和表3。

表2 新场地区须四上亚段储层分类评价

表3 新场地区须四下亚段储层分类评价

3 结论

（1）新场地区须四段砂岩储层成分成熟度较低－中等，结构成熟度中等；储层物性差，属典型低孔低渗－特低孔特低渗极度致密储层；储层孔隙结构差，储层类型主要为孔隙型和微裂缝－孔隙型。

（2）利用岩心、压汞等资料，选用经验统计法和最小流动孔喉半径法分别求取须四上、亚段孔隙型和微裂缝－孔隙型储层储集下限，其中上亚段储层储集下限为：孔隙度6%，渗透率0.05×10－3μm2；下亚段孔隙型储层储集下限为：孔隙型6.5%，渗透率0.05×10－3μm2；下亚段微裂缝－孔隙型储层储集下限为：孔隙度3%，渗透率0.05×10－3μm2。

（3）根据砂岩储层物性和孔隙结构参数将研究区须四上、下亚段砂岩分别评价为4类储层，其中Ⅰ、Ⅱ类储层为相对优质储层，是增储上产的首选储层。

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编辑：吴官生