多参数权衡定量法在低孔渗储层评价中的应用
2015-12-17

摘 要:对低孔渗砂岩储层评价来说,由于影响因素众多,储层定量评价难度较大。,多参数权衡定量法是先对各参数与试气产量之间进行关系拟合,然后根据相关性大小选取评价参数并确定各参数的权重系数来理清主次关系,从而实现对低孔渗砂岩储层的定量有效评价。以苏南地区盒8段低孔渗砂岩为研究对象,运用多参数权衡定量法,优选有效厚度、孔隙度、含气饱和度、砂岩厚度、渗透率5个定量参数及沉积相、成岩相两个定性参数作为评价参数,最终综合评价出Ⅰ+Ⅱ类叠合有利区面积2687.2km2。实施效果表明:通过该方法评价优选出的有利区内钻井成功率高,盒8段气层钻遇率达到94.3%,验证了该方法的可靠性和实用性。

关键词:多参数权衡定量分析 综合评价 权重系数 储层特征 沉积相 成岩相 苏南地区

0 引言

储层评价工作贯穿于研究区勘探开发的全过程,是预测和评价含油气有利区带的重要技术手段,是对储层研究的综合认识和评判[1-4]。储层评价方法众多,既可以采用定性评价又可以采用定量评价,但定性评价存在两个缺点:一是评价参数多,分类评价困难;二是评价结果出现交叉、矛盾的现象。另外,储层的单个参数只能从一个方面表征储层的特性,因此要全面评价储层,必须采用多项参数、从多个方面进行综合评价。

笔者在对苏南地区沉积、成岩系统研究的基础上提出了新的储层分类评价参数体系,定量参数和定性参数相结合,并对定性参数进一步量化,应用多参数权衡定量分析法对盒8段低孔渗砂岩储层进行综合分类评价,以期为该区后续大规模开发提供支持。

1 研究区地质特征

11 概况

苏南地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中西部,在已发现的苏里格气田的南部,勘探面积约9000km2。自下而上钻遇石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系,主要含气层段为二叠系石盒子组盒8段,山西组山1、山2及太原组局部含气。盒8段地层分布稳定,厚度为6090m。依据沉积旋回和岩性组合,在盒8段分为盒8和盒8两个亚段的基础上,进一步将盒8细分为盒81 、盒82、盒81、盒824个小层。与苏里格气田相比较,苏南地区盒8段砂体展布规模略小,储层非均质性较强,物性较差。

12 储层特征

苏南地区上古生界盒8段储层砂体以中—粗粒岩屑石英砂岩、石英砂岩及岩屑砂岩为主,分选中等—好,反映出强水动力的搬运特征。物性测试统计结果表明:盒8段储层孔隙度主要分布在2%~12%,平均值为7.2%;渗透率主要分布在0.011.0mD,平均值为0.768mD,为典型的低孔、低渗储层。储集空间以溶孔、品间孔为主,原生粒间孔较少。

通过盆地区域地质研究及区内沉积相精细研究可知,苏南地区盒8段为辫状河三角洲平原—前缘过渡沉积体系,沉积相很大程度上控制着渗透性优质储层的分布[5-6]。不同沉积微相孔隙度、渗透率分布表明(1、图2),心滩平均孔隙度、渗透率相对最高,含气性好,为区内优势相。各种微相平均孔隙度集中在5%~8%;除心滩,平均渗透率较高的为河道和河口坝,因此,寻找相对高渗储层应以河道和滩坝沉积为主。

 

成岩作用控制了储层的孔隙演化过程,盒8段主要成岩作用类型有压实压溶作用、自生矿物胶结作用及溶蚀作用,其中溶蚀作用对储层大部分储集空间的形成具有建设性的推动作用[7]。成岩相是沉积物经历一定成岩作用和演化阶段的产物,是表征储。集体性质、类型和优劣的成因性标志,是反映各种成岩事件的相对强度、成岩环境与成岩产物的综合表现[8-9]。不同成岩相组合控制不同的储层孔隙特征和储集物性.成岩相的划分有助于储层的综合评价和预测。借助铸体薄片、阴极发光等研究手段。本次对苏南地区成岩相进行了探索性的划分与研究。通过统计胶结物在平面上的含量变化以及次生孔隙存平面上的分带性,结合沉积微相初步总结出苏南地区成岩相带划分方案(1),其中残余溶蚀相和蚀变溶蚀相为较有利的成岩相带。

 

2 多参数权衡定量分析方法及在苏南地区的应用

21 评价参数的选取

参照国内对低渗透砂岩气藏储层评价选取的参数及标准[10-12],结合苏南地区地质特点及实际资料情况,本次储层综合评价初选了8个定量参数(砂岩厚度、有效厚度、孔隙度、渗透率、含气饱和度、净毛比、地层系数和储能系数),其中净毛比、地层系数和储能系数属于复合因子,与前5个单一参数之间具有交义包含关系。将定量参数与试气产量进行相关性拟合分析(3),结果显示8个参数与试气产量之间均呈正相关关系。3个复合参数中,储能系数与试气产量相关性最高,其次是净毛比和地层系数。因此,优选与储能系数相关的有效厚度、孔隙度、含气饱和度作为主因子,与净毛比和地层系数相关的砂岩厚度、渗透率作为次因子,事实上作为单一参数的有效厚度、孔隙度及含气饱和度与试气产量的相关性也是均高于砂岩厚度及渗透率与试气产量的相关性。经过比较分析最终选取有效厚度、孔隙度、含气饱和度、砂岩厚度、渗透率5个单一定量参数和沉积相、成岩相2个定性参数作为本次储层综合评价的评价参数。

 

1)有效厚度:在区块其他储量参数差别不大的条件下,每个层组有利储层厚度的大小,直接反映储量的丰度和多少。

2)孔隙度:与有效厚度组合能更确切地反映储量丰度。

3)含气饱和度:含气饱和度的大小能直接反应储层的含气性。

4)砂岩厚度:每个层组砂岩厚度的大小,反映储层的发育程度,确定储集体的规模。

5)渗透率:是反映储层岩石渗流能力的参数,与储层产能有直接关系。

6)沉积相:不同的微相类型具有不同的韵律特征和物性特征,微相的发育控制了砂体的发育与展布。

7)成岩相:不同成岩相类型控制不同的储层孔隙特征和储集物性,成岩相的划分有助于储层综合评价和预测。

22 多参数权衡定量分析方法

该方法分为4个步骤:首先是在以上相关性分析基础上,优选有效厚度、孔隙度及含气饱和度作为本次储层综合评价的主因子,即关键性参数,然后根据各类参数对储层产能的贡献程度对其赋予相应权重系数(2),进而对各项参数进行标准化处理后确定评价分数,最后按照公式(1)计算各项参数综合得分,在此基础上结合试气成果进行储层分类评价,按照表3储层评价分类标准优选类区作为产能建设有利区。

 

式中,REI为储层综合评价得分;ai为储层评价参数(标准化后)Xi为储层评价参数权值;n为储层评价参数个数。

在此,需要指出的是各类评价参数具体的标准化处理方法。由于各项储层参数的物理意义不同,导致不同参数之间通常具有不同的量纲,而且有的参数数值相差悬殊,这样在分析时直接应用就难以得到正确的结论。因此需要对原始数据进行处理,使之具有等效性和可比性。

本次针对定量参数运用极大值界限化法进行标准化处理,即以单项参数除以同类参数的极大值,使每项评价参数在01变化;对于定性参数,按对油气聚集影响程度以01进行均一分配。如本次储层综合评价所选的两个定性参数:沉积相和成岩相。通常沉积相的不同决定了储层质量的好坏,例如心滩和河道形成的储层一般都比较好,而漫溢砂等沉积相所形成的储层就相对差一些,成岩相亦如此。根据对苏南地区储层的认识,对各种沉积相和成岩相赋予了相应的数值(4、表5)

 

对于此方法综合评价得分值的具体计算,在此选取1口井作为实例来说明。陕术井,盒8段砂岩厚度12.7m,苏南地区盒8段砂岩厚度最大值为44.8m,运用极大值界限化法进行标准化处理后,砂岩厚度为0.28m,其权重系数为0.1,二者乘积为0.028;同样,可以运用极大值界限化法对有效厚度、孔隙度、渗透率及含气饱和度等其他定量参数进行标准

化,并计算出各自标准化值与权重系数的乘积,分别为0.1260.1320.0060.180;对于沉积相和成岩相两个定性参数,该井沉积相处于心滩,成岩相为残余溶蚀相,对它们赋值均为1,权重系数均为0.1,二者乘积均为0.1;最后对7个参数的标准化值与各自权重系数的乘积求和再乘以100,得到该井的储层评价得分值为67.2,试气无阻流量为16.5×104m3d,达到了Ⅰ类好储层的标准。以此类推,其他井用此方法同样可以计算出得分值,继而对全区进行综合分类评价。

23 储层综合评价结果及效果验证

经过多参数权衡定量分析,苏南地区盒8段综合评价出Ⅰ+Ⅱ类区叠合有利区面积2687.2km2,容积法估算储量合计达到2347.3×108m2,具有很大的开发潜力。Ⅰ+Ⅱ类叠合有利区主要分布在区块北部和东部的两条主力含气砂带上,连片性较好(4)

 

根据综合评价结果,在有利区部署并完钻开发井120口。实施效果表明,有利区内钻井成功率高,盒8段气层钻遇率达到94.3%。由此可见,本次储层综合评价结果准确、可靠,与研究区储层实际情况具有很好的一致性。

3 结论

1)苏南地区盒8段孔隙度平均为7.2%,渗透率平均为0.768mD,为典型的低孔、低渗致密储层。

2)高渗储层主要发育在河道和滩坝沉积;残余溶蚀相和蚀变溶蚀相为有利成岩相带。

3)提出新的储层分类评价参数体系,定量参数和定性参数相结合,应用多参数权衡定量分析法,结合试气成果,建立低孔渗致密砂岩储层评价分类标准。

4)苏南地区盒8段综合评价出Ⅰ+Ⅱ类区叠合有利区面积2687.2km2;有利区实施效果表明,综合评价结果与实际开发效果基本一致。可见,多参数权衡定量分析法适用于苏南地区盒8段储层评价。同时,此方法对于其他区块类似储层的评价研究具有一定的参考价值。

 

参考文献

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[12]赵靖舟,吴少波,武富礼.论低渗储层的分类及评价标准[J].岩性油气藏,200719(3)28-31

 

 

 

 

本文作者:付晓燕 常森

作者单位:中国石油长庆油田公司勘探开发研究院

  长庆油田低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

  中国石油长庆油田公司第五采气厂

 

 

 

 

 

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