致密砂岩储层评价研究现状

致密砂岩储层评价研究现状

致密砂岩油气藏作为一种特殊非常规油气藏，已受到石油工业界的高度关注。目前致密砂岩储层的评价主要是在地层层组划分的基础上，依据测井解释、岩心物性分析、X-衍射分析、显微薄片鉴定等分析和实验资料，结合产能情况，对储层岩性、储层的物性下限、脆性、厚度和分布范围等多个方面进行评价。

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0引言

致密砂岩油气藏作为一种特殊非常规油气藏，已受到石油工业界的高度关注。自20世纪80年代以来多位石油地质专家提出了深盆气（Masters，1979）、盆地中心气（Rose，1986）和连续型油气藏（Schmoker，1995）等新概念，就是针对非常规储层用新的思维以及创新的技术方法[1～3]。中国致密储层天然气的分布十分广泛勘探潜力巨大，形成了以四川盆地须家河组、鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系为代表的致密砂岩大气区[4]。

目前致密砂岩储层的评价主要是在地层层组划分的基础上，依据测井解释、岩心物性分析、X-衍射分析、显微薄片鉴定等分析和实验资料，结合产能情况，对储层岩性、储层的物性下限、脆性、厚度和分布范围等多个方面进行评价。

1岩性评价

岩性评价是致密砂岩储层评价的重要组成部分之一，且较常规储层评价的要求更高。致密砂岩储层储集空间小，测井信息中所包含的孔隙部分贡献相对较低，因此，为了求准测井孔隙度，要求更加精细的岩性组分以保障骨架参数的准确性。此外，岩性评价能够十分有助于致密砂岩储层的压裂设计，如可根据岩性类别及其组分确定出的脆性指数以及黏土矿物类型及其各种黏土相对含量，均是压裂设计着重考虑的因素。

常规测井评价岩性的方法主要为：以自然伽马测井计算泥质含量，以密度、中子和声波孔隙度测井确定岩性骨架类别及其比例大小。如果有自然伽马能谱测井资料，可进一步确定出黏土类型。最后以岩性实验分析（如X衍射）刻度测井计算结果。近年来，斯伦贝谢公司研发的新一代地球化学元素测井技术-元素俘获谱测井（ECS）已在我国推广应用，丰富了测井岩性评价的内容，提升了岩性组分的计算精度[5～7] [14]（如图1）。

2有效储层物性下限评价

有效储层物性下限是指储集层能够成为有效储层应具有的最低物性。有效储层是指在现有工艺技术及经济条件下能够产出具有商业价值油气流的储层。有效储层的物性下限值主要包括储层孔隙度、渗透率和含油饱和度下限值。有效储层

物性下限值的合理选择对储层的划分、储层有效厚度的统计以及准确计算地质储量有着重要的意义，它直接关系到油气田的勘探速度及开发效果。

有效储层物性下限研究的方法很多，传统的有经验法（甩尾法）、含油产状法、生产测试法、钻井液侵入法、含水饱和度与相对渗透率组合法、孔渗交会图法、最小流动孔喉半径法等。近十年，针对低渗致密砂岩储层提出了产能模拟法、水膜厚度法、束缚水饱和度法、启动压力法、分布函数法等，深化了非常规储层评价的内容[8～10]。

受多种因素影响，物性下限多具有统计学特征，一种方法确定的物性下限值只能从一个方面反映储层的特征，并不能代表储层真正的下限，也反映了物性下限有一定的不确定性，因此多应用不同方法求取物性下限再综合选取。

3储层含油气性评价

致密砂岩储层物性较差，毛管压力高，油水分异差，油水同层现象普遍，同时储层微孔隙发育，不动水饱和度高，油层原始含油饱和度大都低于60%，使油气在岩石总体积中所占比例相对低，而较小的储层储集空间使得储存其中的流体对测井响应贡献率更低，大大降低了测井资料对孔隙流体和储层变化的分辨能力，导致油气层与水层、工业产层与低产层的测井响应特征差异小、对比度低，对油气层识别提出了极大的挑战。

目前常用划分气水层方法在原理上归纳起来有三种：第一种是基于相同孔隙度气水层含水饱和度或地层电阻率的差别，以孔隙度测井和电阻率测井为基础的方法。包括可动水法、视地层水电阻率法、P1/2正态概率分布法及孔隙度-电阻率交会法。第二种是基于气水层各种测井信息响应不同的特点运用数理统计的方法，包括模糊聚类法及测井多参数判别法。第三种是基于气水层在泥浆侵入造成的径向电阻率变化的双侧向交会法。利用泥浆侵入径向电阻率变化来区分气水层的原理，具体可用曲线重叠、视饱和度及视孔隙度比较等不同的解释形式。方法的關键在于双侧向的差异是否主要是含流体性质变化所引起的，当地层存在裂缝，侵入剖面为非台阶型且存在环带及过渡带以及钻井条件和井眼情况的变化会使这种解释复杂化[11～12]。

4储层岩石脆性评价

致密储层岩石成分中脆性矿物的含量决定了后期压裂改造的效果，直接影响致密油气产量。岩石脆性是指其在破裂前未觉察到的塑性变形的性质，即岩石在外力作用（如压裂）下容易破碎的性质。在致密油气体积压裂设计中，岩石脆性是考虑的重要因素之一。岩石脆性特征判别方法研究对于于判断储层是否适合体积改造具有重要的指导意义，提高了体积改造的适应性和科学性[13～15]。

目前常用的岩石脆性评价方法有四种：岩心剪切破坏事件判断法，脆性指数计算法，断裂韧性分析法以及岩石力学及CT扫描实验。

5储层分布范围和厚度

储层的分布范围和厚度评价，在纵向上更强调与烃源岩相邻或互层的致密储层集中段，平面上要求具有一定得分布面积，要有利于后期优选主力层段和实施水平井钻探机大型压裂改造，其分布范围和厚度评价与常规储层有所区别。

依据国内外典型储层厚度统计结果，赵政璋（2012年）将5m作为致密储层厚度下限，30m作为Ⅰ类储层厚度下限；1.0×104Km2作为Ⅰ类储层面积的下限；以储层面积2000～10000 Km2为Ⅱ类标准，储层面积小于2000 Km2的为Ⅲ类[14～15]。6结论与认识

（1）岩性评价是致密砂岩储层评价的重要组成部分之一，且较常规储层评价的要求更高。斯伦贝谢公司地球化学元素测井技术-元素俘获谱测井（ECS）是目前较新的岩性评价方法；

（2）目前有效储层物性下限研究方法较多，近十年，针对低渗致密砂岩储层提出了产能模拟法、水膜厚度法、束缚水饱和度法、启动压力法、分布函数法等，深化了非常规储层评价的内容；

（3）目前常用的岩石脆性评价方法有四种：岩心剪切破坏事件判断法，脆性指数计算法，断裂韧性分析法以及岩石力学及CT扫描实验；

（4）目前对储层厚度及其分布范围的评价，主要借鉴国外的典型致密储层评价的经验。

参考文献

[1] 蔡希源.深层致密砂岩气藏天然气富集规律与勘探关键技术-以四川盆地川西坳陷须家河组天然气勘探为例[J].石油与天然气地质，2010，31（6）：707-714.

[2] 徐昉昊等，川中地区须家河组致密砂岩气成藏机理[J].成都理工大学学报，2012，39（2）：，158-163.

[3] Holditch.Tight gas sand，SPE J，2006（1）：86～93.

[4]谷江锐，等. 国外致密砂岩气藏储层研究现状和发展趋势[J].国外油田工程，2009，25（7）：1-5.

[5]侯雨庭等.元素俘获谱测井在长庆天然气勘探中的应用[J].勘探技术，2005 ，49（3）：46-49.

[6]刘绪钢，等.新一代元素俘获谱测井仪（ECS）及其应用[J].国外测井技术，2004，19（1）：26-30.