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孔洞型储层有效性评价新方法

中国页岩气网讯：孔洞型储层是碳酸盐岩主要的储层类型，目前对有效性的定量评价大多依据孔隙度的大小，经过“十一五”技术攻关研究，中国石油勘探与生产分公司专家在2009年出版的《碳酸盐岩油气藏测井评价技术及应用》一书中采用m值结合相对连通孔隙度评价有效性，同时不少测井工作者引入测井新技术(电成像、声成像等)定性分析有效性，在实际的生产中均取得了较好的应用效果。近年来随着塔里木盆地塔中、轮古地区勘探程度的不断提高，仅依靠单一的孔隙度难以描述储层的有效性，暴露出诸多不足，经常出现储层有效性判断错误的现象：孔隙同样发育的孔洞型储层酸化压裂后有些可以形成工业储层，而有些根本达不到工业产能，甚至出现干层，这主要是由于对储层的认识不够系统全面、对储层孔隙结构的认识还不清楚。

本文从储层宏观特征和微观孔隙结构特征入手，结合压汞实验、试油资料提出一种新储层有效性定量评价方法。

一、孔洞型储层产能影响因素分析

1、孔隙结构

孔洞型储层储集空间以次生的溶蚀孔洞为主，另外还包括一些粒内孔、粒间孔、晶间孔和少量微孔隙，该类储层一般是由原生孔隙溶蚀改造而成，孔隙为主要储集空间，喉道为主要渗滤通道。孔隙结构的研究评价大多采用压汞实验完成。

表1 孔洞型储层日产量与压汞实验参数、平均有效孔隙度统计

图1 压汞实验孔隙结构特征参数与产能关系

通过对塔里木盆地X地区7口井、7个井段50块岩样的压汞实验数据与对应井段的试油成果数据统计(表1)发现：形成工业油流的井段与非工业油流的井段相比，排驱压力小、平均孔喉半径大，二者与储层产能(产能统计中：10 000 m3气折合1m3油，下同)有很好的相关性，而孔隙度与储层产能关系不大。为此定义参数P H综合反映微观孔隙结构，描述孔隙结构特征与储层产能相互关系(图1)，其数学表达式：

式(1)中：P为孔隙结构特征参数，Um/MPa;r为平均孔喉半径，“m;P·I为排驱压力，MPa 为了便于实际生产应用，压汞实验确定的孔隙结构特征参数Ps用测井资料直接计算的相关参数来表征。通过研究发现，测井计算的储层段平均有效孔隙度与孔隙结构特征参数的关系密切，且具有很好的相关关系(图2)，因此一定程度上可以表征储层微观孔隙结构。

图2 测井计算平均有效孔隙度与压汞实验孔隙结构特征参数关系

图3  测井计算平均有效孔隙度与产能关系

另外，通过研究发现平均有效孔隙度与储层产能也具有很好的相关关系(图3)，进一步认为采用平均有效孔隙度评价微观孔隙结构特征参数、产能是合理的。其中，平均有效孔隙度的数学表达式为：

式(2)中：Pro为平均孔隙度，%;φi为有效孔隙度，%;Rlev为采样间隔(通常为0.125)，m;N为φi >孔隙度下限的采样点数，无量纲。

2、储层厚度

实际资料分析中，经常遇到很多孔洞型储层，从物性资料和测井资料来看，储层均发育良好，并且录井显示也有油气，但是试油过程中均达不到工业产能，有些层段甚至会出现干层。

表2 孔洞型储层日产量与测井计算累计有效子L隙厚度、平均有效孔隙度统计

图4 测井计算累计有效孔隙厚度与产能关系

针对此类情况，通过对塔里木盆地X地区15口井、18个孔洞型储层的试油层段(储层信息统计见表2)进行综合研究分析认为：孔洞型储层的储集能力除了与孔隙结构等参数有很大的关系外，还与储层的累计有效孔隙厚度有关(图4，干层未统计)。也就是说，虽然某些储集层段的物性参数很好，但是如果储层达不到一定发育规模，储层的累计有效孔隙厚度达不到一定值时，该储层就有可能得不到很好的产量。

表2中累计有效孔隙厚度的数学表达式为：

式(3)中：PorF为累计有效孔隙厚度，m;φi为有效孔隙度，%;Rlev为采样间隔(通常为0.125)，m。

二、有效性评价方法

通过上述储层产能影响因素的分析，明确了塔里木盆地X地区孔洞型储层产能主要受控于孔隙结构特征与储层发育规模。在此认识的基础上，利用上述统计资料建立了塔里木盆地X地区孔洞型储层有效性识别图板(图5)，图中X轴为累计有效孔隙厚度，Y轴为平均有效孔隙度，气泡大小代表产量的高低，参数依据上述公式计算。

表3 孔洞型储层有效性与储层厚度和储层平均有效孔隙度的关系

图5  孔洞型储层有效性识别图版

中国石油塔里木油田公司储层分类标准为：I类储层，不用酸化压裂，就可获得工业产能;Ⅱ类储层，经现在工艺技术改造后能获得工业产能的储层;Ⅲ类储层，经现在工艺技术改造后，能产出少量油气，但达不到工业产能的储层;干层，经现在工艺技术改造后，仅产出微量油气，甚至无液体;工业产能，井深大于4 000m时，日产油大于lOm3。从图5中可以看出，受孔洞型储层本身连通条件的制约，一般达不到I类储层，大孔孔洞型储层一般是Ⅱ类储层，小孔孔洞型储层多为Ⅲ类储层或干层。

从图5可以看出：当储层的平均有效孔隙度小于4%，累计有效孔隙厚度达到1m以上时，储层才能达到工业产能;而当平均有效孔隙度大于4%时，储层成为有效储层的门槛则可以降低。孔洞型储层有效性与储层厚度和储层平均有效孔隙度的关系可以参照表3，有效性判断模版参照图5。

三、应用效果

依据本文评价方法，对塔里木盆地塔中、轮古地区11口新钻探井19个试油层段进行储层有效性(等级)评价。表4为11口新钻探井19个试油层段有效性识别结果与试油结论对比，18个层判断正确，符合率为18/19=94.7%，提高了识别成功率。

表4 储层有效性识别结果与试油结论对比

图6 XZ721井测井处理成果

例如图6为XZ721井5025～5080m井段测井处理成果图，FMI成像测井清晰可见，储层为典型的小孔孔洞型储层。5031～5074m井段测井计算平均孔隙度为2. 7%，根据目前塔里木油田公司孔洞型储层评价标准(I类储层：平均孔隙度>5%;Ⅱ类储层：1.8%<平均孔隙度≤5%;Ⅲ类储层：平均孔隙度≤1.8%)识别为Ⅱ类储层。本文研究测井计算平均有效孔隙度为3. 1%、累计有效孔隙厚度为0. 73m，根据孔洞型储层有效性判别图版(图5)判定为Ⅲ类储层。该井在5 030～5 070m井段试油，日产油8. 17m3，日产水0. 2m3，气焰高0.2～2m，未达到工业产能，评定为Ⅲ类储层，与本文测井综合评价结果相符。

结论：

(1)微观孔隙结构和储层厚度同时控制储层产能，文中论述的方法技术很好地克服了以往仅靠孔隙度评价的不足，不仅考虑了微观孔隙结构因素，而且包含储层纵向发育规模的影响，很大程度上提高了测井解释成功率。

(2)通过多口新钻探井有效性评价的实际应用，其储层等级解释符合率为94. 7%，方法应用效果显著，展示出良好的应用前景。

责编：王亭亭

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