摘  要  鄂爾多斯盆地蘇里格氣田東區(qū)下二疊統(tǒng)山西組山2段、山1段及下石盒子組盒8段致密砂巖儲層具有典型的低孔、低滲特征，目前使用的儲層物性下限值可能偏高。為此，采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計法、孔隙度-滲透率交會法、最小流動孔喉半徑法、測井參數(shù)法等多種方法對該區(qū)物性下限開展了進(jìn)一步研究，并通過單層試氣成果和產(chǎn)能模擬法驗(yàn)證了新確定的下限值。結(jié)果表明：盒8段砂巖孔隙度下限值為5.0％，滲透率下限值為0.10 mD，含氣飽和度下限值為55％；山1段孔隙度下限值為4.0％，滲透率下限值為0.075 mD，含氣飽和度下限值為55％；山2段砂巖孔隙度下限值為3.5％，滲透率下限值為0.075 mD，含氣飽和度下限值為45％。重新認(rèn)識和確定儲層物性下限值，對該區(qū)油氣勘探后備儲量的精確計算具有重要意義。

關(guān)鍵詞  鄂爾多斯盆地  蘇里格氣田  東區(qū)  儲集層  物性下限值  有效孔隙度  有效滲透率  含氣飽和度  重新確定

1 儲層巖性及孔喉特征

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田東區(qū)(以下簡稱蘇東地區(qū))上古生界砂巖主要有石英砂巖、巖屑石英砂巖、巖屑砂巖3種類型。下二疊統(tǒng)下石盒子組盒8段以巖屑石英砂巖和石英砂巖為主，下二疊統(tǒng)山西組山l段、山2段以巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主。儲集層段填隙物平均含量在14．3％～l7．4％之間，主要為黏土礦物(水云母、高嶺石、綠泥石)、硅質(zhì)和碳酸鹽膠結(jié)物，部分層段含較多凝灰質(zhì)雜基。

蘇東地區(qū)盒8、山l、山2段砂巖孔隙類型以溶孔、晶間孔、粒間孔為主，其中盒8段的儲集空間主要為溶孔(雜基溶孔、巖屑溶孔等)、晶間孔、殘余粒問孔及少量微裂隙。

2確定儲層物性下限的分析方法

2．1經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計法

經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計法是以巖心分析孔隙度、滲透率資料為基礎(chǔ)，以低孔滲段累計儲滲能力丟失占總累計的5％左右為界限的一種累計頻率統(tǒng)計法，現(xiàn)已被國內(nèi)各大油田所采用^[1-6]。利用蘇東地區(qū)盒8段、山1段、山2段儲層常規(guī)物性分析資料，編制的孔隙度、滲透率頻率分布、累計頻率及累計能力丟失曲線見圖l、2?？紫抖葍饽芰?、滲透率產(chǎn)氣能力的計算公式為：

式中Q_φi為孔隙度儲集能力；Q_Ki為滲透率儲集能力；H_i為樣品長度或儲集層厚度，m；φ_i為孔隙度；K_i為滲透率，mD。

經(jīng)對蘇東地區(qū)盒8段、山1段、山2段的物性特征、巖性特征和孔隙結(jié)構(gòu)特征分析，認(rèn)為該區(qū)儲層為典型的中低孔-低孔、低滲-特低滲儲層?？紫抖葹?span lang="EN-US">5％～l5％，滲透率為0.1～1.0 mD，滲透率能力較差。按照經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計法(圖1、2)，考慮到長慶油田低孔、低滲的儲層特點(diǎn)，按照累計頻率丟失不超過總累計的20％，累計儲能、產(chǎn)能丟失不超過總累計的l0％。當(dāng)

盒8段孔隙度下限取5.0％時，累計頻率丟失約l8％，儲能丟失8．5％；當(dāng)盒8段滲透率下限取0.10 mD時，累計頻率丟失約18％、累計產(chǎn)能丟失約4％。因此，確定盒8段孔隙度下限為5.0％，滲透率下限為0.10mD；同理，可以確定山l段孔隙度下限為4.0％，滲透率下限為0．.075 mD；山2段孔隙度下限為3.5％，滲透率下限為0.075 mD。此時丟失的儲氣能力、產(chǎn)氣能力和厚度都符合盆地的地質(zhì)特點(diǎn)。

2．2  孔隙度-滲透率交會法

根據(jù)蘇東地區(qū)巖心分析成果作出孔隙度-滲透率交會圖(圖3)，曲線呈3個線段：第一線段滲透率隨孔隙度迅速增加而增加甚少，該段孔隙主要為無效孔隙；第二線段滲透率隨孔隙度增加而明顯增加，此段孔隙是有一定滲透能力的有效孔隙；第三線段為孔隙度增加甚少而滲透率急劇增加，此段巖石滲流能力較強(qiáng)并趨于穩(wěn)定。確定第一、第二線段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為儲集層與非儲集層的物性界限，即盒8段孔隙度下限為5.O％，山1段孔隙度下限為4.0％，山2段孔隙度下限為3.5%。

根據(jù)孔隙度-滲透率交會圖可得：當(dāng)盒8段φ=5.0％時，對應(yīng)的滲透率下限為0.10 mD；山l段φ=4.0％時，對應(yīng)的滲透率下限為0.07 mD；山2段φ=3．5％時，對應(yīng)的滲透率下限為0．08 mD。

2．3最小流動孔喉半徑法

通過蘇東地區(qū)壓汞資料分析認(rèn)為，壓汞汞驅(qū)替巖樣中潤濕相的過程與地下氣相驅(qū)替地層水的過程是相似的^[7]。當(dāng)試驗(yàn)壓力轉(zhuǎn)化為喉道半徑后，可得到每塊巖樣的含汞(氣)飽和度與喉道半徑之間的相關(guān)關(guān)系(表1)；再根據(jù)該樣品實(shí)測的孔隙度、滲透率值，可得到孔隙度、滲透率、喉道半徑、含汞(氣)飽和度4者的關(guān)系圖(圖4)。

根據(jù)蘇東地區(qū)儲層物性，擁有70％以上可供油氣通過的喉道及其所控制的孔隙空間體積為基質(zhì)產(chǎn)氣提供條件，這時所對應(yīng)的孔喉半徑值作為最小流動孔喉半徑^[7]。根據(jù)蘇東地區(qū)氣藏樣品壓汞資料分析(表1)，可得出以下結(jié)論：盒8段、山1段最小流動孔喉半徑定為0.05µm，山2段最小流動孔喉半徑定為0．02 µm。

由圖4可得，當(dāng)飽和度一定時，孔隙度隨最小流動孔喉半徑的增大而增大；當(dāng)最小流動孔喉半徑一定時，孔隙度隨含氣飽和度的增大而增大。盒8、山l段最小流動孔喉半徑為0.05µm，山2段最小流動孔喉半徑為0.02µm，根據(jù)物性和孔喉結(jié)構(gòu)相關(guān)關(guān)系圖(圖4)，用最小流動孔喉半徑來確定儲層孔隙度，進(jìn)而確定滲透率、含氣飽和度下限值：盒8、山l段孔隙度下限取值為5.0％，滲透率下限取值為0.10 mD，含氣飽和度下限為55.0％；山2段孔隙度下限為3.5％，滲透率下限為0.075 mD，含氣飽和度下限為45.0％。

2．4測井參數(shù)法確定物性下限

有效厚度的測井參數(shù)下限主要根據(jù)產(chǎn)層與非產(chǎn)層所顯示的測井參數(shù)特征確定。蘇東地區(qū)上古生界砂巖目前未測試到真正的干層，根據(jù)探區(qū)的儲層特點(diǎn)及試氣產(chǎn)量的分布特征，在保證儲能及產(chǎn)能丟失符合規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，以單層試氣產(chǎn)量大于500 m³／d作為氣層下限。做出聲波時差與深側(cè)向電阻率的交會圖，并利用測井解釋參數(shù)作孔隙度與含水飽和度、泥質(zhì)含量與密度交會圖，從而得到蘇東地區(qū)氣層有效厚度下限(表2)。

盒8段所確定氣層下限值為：△t≥208µs／m，R_t≥15Ω·m，泥質(zhì)含量不大于20％，Ω≥5．0％，K=0.1mD，S_g≥55％。山1段所確定的氣層限值為：△t≥216µs／m，R_t≥20Ω·m，泥質(zhì)含量不大于l9％，φ≥5．0％，K≥0.1 mD，S_g≥45％。山2段所確定的氣層限值為：△t≥192µs／m，R_t≥30Ω·m，泥質(zhì)含量不大于15％，φ≥3.5％，K≥O.1 mD，S_g≥45％。

3儲層物性下限的驗(yàn)證

3．1  生產(chǎn)資料法驗(yàn)證儲層物性下限

一口氣井在其他條件不變的情況下，氣井生產(chǎn)時的滲透率為：

式中Q_g為氣井產(chǎn)量，10⁴ m³／d；p_e為地層壓力，MPa；p_w為氣井生產(chǎn)時井底流壓，MPa；T為氣層溫度，K；µ_g為氣體的地下黏度，mPa·s；Z為氣體的偏差系數(shù)；h為有效厚度，m；r_e為泄流半徑，m；r_w為井眼半徑，m；K為氣層滲透率，mD。這里討論的是氣體流動的最小滲透率值，故可以將井看作為完善井，即設(shè)S和Dq_g等于0。

根據(jù)單層試氣井試氣資料，在產(chǎn)能一定的情況下，就可以計算出蘇東地區(qū)主力氣層段產(chǎn)工業(yè)氣的滲透率下限(表3)。根據(jù)目前蘇東地區(qū)天然氣儲量規(guī)范，2 000～3 000 m井深的天然氣井達(dá)到工業(yè)氣流的標(biāo)準(zhǔn)為0.3×10⁴ m³／a。當(dāng)采用生產(chǎn)壓差為5 MPa開采時，盒8段產(chǎn)層產(chǎn)氣的滲透率下限為0.120 mD，山l段產(chǎn)層產(chǎn)氣的滲透率下限為0.085 mD，山2段產(chǎn)層產(chǎn)氣的滲透率下限為0.097 mD，這和前述方法得到的結(jié)果基本符合。

3．2產(chǎn)能模擬法驗(yàn)證儲層物性下限

產(chǎn)能模擬法是利用蘇東35-57井儲層巖心，在地層壓力溫度條件下，沿水平方向建立不同的生產(chǎn)壓差，獲得單向滲流條件下的氣相滲流速度，再轉(zhuǎn)換成徑向滲流條件下的單井產(chǎn)能^[8-10]。設(shè)實(shí)驗(yàn)室?guī)r心氣體流速為Q_R，巖心滲流面積為A，單井日產(chǎn)氣量為Q，有效厚度內(nèi)氣體滲流面積為2πrh，D為試驗(yàn)巖心的直徑。則可得：

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，氣層的有效厚度取10 m。

本次研究根據(jù)產(chǎn)能模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：隨著生產(chǎn)壓差的逐漸增大，產(chǎn)能模擬實(shí)驗(yàn)得到的單井日產(chǎn)量逐漸增加。儲層孔隙度、滲透率等物性越好的氣層，單井日產(chǎn)量越高，兩者之間呈正相關(guān)關(guān)系。因此，根據(jù)室內(nèi)產(chǎn)能模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以確定，在目前蘇東地區(qū)天然氣井常用生產(chǎn)壓差6 MPa條件下，氣層孔隙度大于5％、滲透率大于0.10 mD時，則氣井單井產(chǎn)量可以達(dá)到蘇東地區(qū)工業(yè)氣流0.3 X 10⁴ m³／d的標(biāo)準(zhǔn)。

4  結(jié)論

1)根據(jù)以上幾種方法，綜合對比選取了蘇東地區(qū)盒8段砂巖孔隙度下限為5.0％，滲透率下限為0.10mD，含氣飽和度下限為55％。山1段孔隙度下限為4.0％，滲透率下限為0．075 mD，含氣飽和度下限為55％。山2段砂巖孔隙度下限為3.5％，滲透率下限為0.075 mD，含氣飽和度下限為45％。

2)利用單層試氣井生產(chǎn)資料和產(chǎn)能模擬法驗(yàn)證了蘇東地區(qū)氣層物性下限：孔隙度下限為5％，滲透率下限為0.1 mD，這與理論分析結(jié)果相符合。

3)確定的物性下限真正反映了儲集層的特征，并得到了試氣試采資料證實(shí)。該參數(shù)的選取對后期的開發(fā)生產(chǎn)、試氣測試具有較好的指導(dǎo)性作用。

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本文作者：黎菁  趙峰劉鵬

作者單位：中國石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院  西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院中國石油西南油氣田公司川西北氣礦