CN104965979B - 一种致密砂岩有效储层识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种致密砂岩有效储层识别方法，本发明首先根据影响致密砂岩储层成藏的地质要素对致密砂岩储层基本地质特征进行逐一描述；然后结合生产井的动静态资料确定油气富集的主控因素，根据得到的主控因素确定致密砂岩的成藏模式，并在成藏模式的约束下圈定有效储层的有利分布范围；利用统计学方法确定所圈定的有效储层有利分布范围中储层的含油性、物性和电性的下限值；最后在平面上叠加所确定的上述参数的平面分布图，圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别。本发明将致密砂岩油气层识别纳入到成藏模式约束下进行精细刻画，克服传统的以单井测井解释为中心油层不连片的不足，实现了致密砂岩油砂体的连片预测。

Description

一种致密砂岩有效储层识别方法

技术领域

本发明涉及一种致密砂岩有效储层识别方法，属于非常规储层油气识别技术领域。

背景技术

致密砂岩油气藏作为一种重要的连续性非常规油气藏类型，广泛分布于中国的各个盆地中，由于储层致密低渗，采用直井常规压裂开发效果较差。随着直井分层压裂及水平井分段等大型压裂技术的出现，使得这类油气藏整体有效开发动用成为可能。在大面积分布的致密砂岩油气藏中，通常局部发育相对优质的有效储层，如何识别这类储层是经济有效动用这类资源量的前提。常规油藏的有效储层识别方法主要以单井点的测井解释结论为依据，如果本井为油层，邻井(假定井距300m以内)为干层、无解释结论层，油层厚度大于或等于2m者，按井距的二分之一圈定边界，油层厚度小于2m者，按井距的三分之一圈定边界；如果本井为油层，邻井为水层，按井距之半圈定边界；如果本井为油水同层，邻井为干层、无结论层、水层，均按井距四分之一圈定边界；在油田边部，如果本井为油层，外延无井控制或外延井超过标准井距时，按外推半个井距圈定油砂体边界。这种方法运用到致密砂岩油气藏中存在一定的局限性，主要原因是一方面常规识别方法侧重围绕单井点解释结论外推确定有效储层边界，较少考虑储层砂体展布和物性边界，识别出的有效储层相对孤立难以连片，不符合致密砂岩油气藏油气连续分布的规律；其次是致密砂岩储层渗透率低、孔隙类型多样、非均质性强，导致电性特征受物性及岩石骨架影响较大，测井响应特征复杂，不能完全反映流体性质，油、气、水层识别与含油饱和度准确定量评价难度大，单纯依据测井综合解释，容易遗漏甚至错误识别有效储层，最终影响致密砂岩油气藏储量的计算精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种致密砂岩有效储层识别方法，以解决现有致密砂岩有效储层识别过程中采用常规油藏的识别方式所导致的识别精度不高的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种致密砂岩有效储层识别方法，该识别方法包括以下步骤：

1)根据影响致密砂岩储层成藏的地质要素对致密砂岩储层基本地质特征进行逐一描述；

2)结合生产井的动、静态资料确定油气富集的主控因素，根据得到的主控因素确定致密砂岩的成藏模式；

3)利用所属成藏模式对应的成藏有利区预测方法圈定有效储层的有利分布范围；

4)确定所圈定的有效储层有利分布范围中储层的含油性、物性和电性的下限值；

5)在单井纵向上应用所确定的下限值，划分有效储层厚度，圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别。

所述步骤1)中的地质要素包括储层构造、沉积微相、孔隙度、渗透率、原始地层压力、非均质性和裂缝特征。

所述步骤2)中的成藏模式包括先成藏后致密型和先致密后成藏型，所述先成藏后致密型指的是烃类注入发生在致密储层形成之前，成藏的时候属于常规气藏，油气依靠浮力成藏；所述先致密后成藏型指的是烃类注入时储层已经致密，依靠分子膨胀力成藏。

所述步骤3)中对于先成藏后致密型，其油气富集于烃源灶控制区域的局部或构造高部位，以构造高部位圈闭稳定的区域作为储层有利分布范围。

所述步骤3)中对于先致密后成藏型，其油气成藏于大面积凹陷或斜坡部位，以物性相对好、构造稳定的地段作为储层有利分布范围。

所述步骤4)中各参数的下限是利用概率统计的方式得到，包括以下步骤：

a).对钻井取芯和录井资料的油气显示级别进行直方图统计，确定储层有利沉积相带、岩性下限和含油性下限；

b).对岩心分析化验物性与试油试采数据做交汇图，根据交汇图确定致密砂岩储层产油气的孔隙度下限和渗透率下限；

c).对测井声波时差、地层电阻率与试油试采数据做交汇图，确定致密砂岩储层电性下限。

所述步骤2)中生产井的静态资料包括岩心分析化验、录井、测井资料，动态资料包括油井试油资料、生产数据、试井资料。

本发明的有益效果是：本发明首先根据影响致密砂岩储层成藏的地质要素对致密砂岩储层基本地质特征进行逐一描述；然后结合生产井的动静态资料确定油气富集的主控因素，根据得到的主控因素确定致密砂岩的成藏模式，并在成藏模式的约束下圈定有效储层的有利分布范围；利用统计学方法确定所圈定的有效储层有利分布范围中储层的含油性、物性和电性的下限值；最后在平面上叠加所确定的上述参数的平面分布图，圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别。本发明将致密砂岩油气层识别纳入到成藏模式约束下进行精细刻画，克服传统的以单井测井解释为中心油层不连片的不足，实现了致密砂岩油砂体的连片预测。从而针对不同的储量类型提出不同的开发对策，达到经济有效开发致密砂岩油气资源的目的。

附图说明

图1是本发明“先成藏后致密型”油气藏有利区预测模型图；

图2是本发明“先致密后成藏型”油气藏有利区预测模型图；

图3是本发明实施例中安棚地区致密砂岩油气藏成藏模式图；

图4是本发明实施例中安棚地区不同微相含油性统计图；

图5是本发明实施例中安棚地区不同岩性含油性统计图；

图6-a是本发明实施例中安棚地区油层、气层、干层含油性与物性散点统计图；

图6-b是本发明实施例中安棚地区油层、气层、干层含油性与物性散点统计图；

图7是本发明实施例中安棚地区油层、气层、水层电性下限统计图；

图8是本发明实施例中安棚地区油井累计产油量与储层有效厚度统计图；

图9是本发明实施例中安棚地区油井累计产油量与储层孔隙度统计图；

图10是本发明实施例中安棚地区储层孔隙度、有效厚与油井产能分类统计图；

图11是本发明实施例中安棚致密砂岩砂体油气运移输导体系示意图；

图12是本发明实施例一中安棚地区Ⅶ1小层平面有效储层识别成果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

致密砂岩有效储层一般是在低孔隙度、低渗透率背景下物性相对优质的储层，由于储层致密低渗、孔隙结构复杂多样、非均质性强，导致电性特征受物性及岩石骨架影响较大，测井响应特征复杂，常规测井识别有效储层难度大，开发过程中，原有电性解释为“干层”的部分砂体在常规压裂后也能见到一定的产能。这种现象一方面表明致密砂岩油气藏蕴涵着巨大的开发潜力，另一方面也反映出单纯依靠常规“四性”关系参数很难实现对致密砂岩储层的有效识别，难以满足新工程工艺技术下开发的需求。为此本发明提供了一种致密砂岩有效储层的识别方法，首先根据影响致密砂岩储层成藏的地质要素对致密砂岩储层基本地质特征进行逐一描述；然后结合生产井的动静态资料确定油气富集的主控因素，根据得到的主控因素确定致密砂岩的成藏模式，并根据成藏模式圈定有效储层的有利分布范围；确定所圈定的有效储层有利分布范围中储层的含油性、物性和电性的下限值；最后在平面上叠加所确定的上述参数的平面分布图，圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别

本发明根据致密砂岩油气的成藏特点，明确油气富集主控因素，确定致密砂岩成藏模式，在成藏模式的约束下，依据储层特征、油气显示、试油生产情况及压裂后四性关系来实现对这类储层的有效性进行整体识别。具体的实现过程如下：

1.确定待识别区域的地质特征

依据石油地质行业标准，对致密砂岩成藏要素逐一评价。储层成藏地质要素包括储层构造、沉积微相、孔隙度、渗透率、原始地层压力、非均质性和裂缝特征。

2.根据致密砂岩成藏要素评价结果，结合生产井的动静态资料确定油气富集的主控因素，根据得到的主控因素确定致密砂岩的成藏模式。

生产井的静态资料包括岩心分析化验、录井、测井资料，动态资料包括油井试油资料、生产数据、试井资料；成藏模式包括先成藏后致密型和先致密后成藏型。

a.先成藏后致密型，这种类型是烃源岩的排烃高峰在储集层致密之前，成藏动力以浮力和水动力为主，天然气向构造高部位运移并聚集成常规型油气藏。之后，储层由于构造压实及成岩等作用影响变得致密，此时常规型油气藏便成为“先成藏后致密”型油气藏，如图1所示。油井试油结果显示构造高部位含油气饱和度高，油气在高部位聚集成藏。控制这种类型致密油气藏形成的主要因素有：烃源岩、古隆起、有利沉积相带和有效的区域盖层，这四大要素在时空关系下组合，控制常规型致密油气藏的形成，能够较好的预测“先成藏后致密”型气藏。

b.这种致密油气藏是在储层发生致密化后源岩才大量排烃形成的，浮力不是主要作用，油气主要在膨胀力和毛细管力作用下向上驱替水，油井试油结果显示构造低部位含油气饱和度高，高部位含油气饱和度低或为干层，油气在构造低部位聚集成藏，如图2所示，“先致密后成藏”型致密油气藏满足物质平衡与力平衡两个边界条件，是动态平衡油气藏。这种类型的致密油气藏的形成主要受到四个主要因素的控制：烃源岩、有利沉积相带、储层致密界限和构造稳定带。

本实施中对照图1、图2所描述的成藏特征，结合生产井的动静态资料，分析确定安棚深层系致密砂岩油气藏属于先成藏后致密型，由此建立安棚区致密砂岩油气藏成藏模式如图3所示。

3.利用所属成藏模式对应的成藏有利区预测方法圈定有效储层的有利分布范围。

先成藏后致密型，烃类注入发生在致密储层形成之前，成藏的时候属于常规气藏，油气依靠浮力成藏，主要富集于烃源灶控制区域的局部或构造高部位，重点刻画砂体展布与构造匹配关系，寻找构造高部位圈闭稳定的区域作为圈定有效储层的有利分布范围。

先致密后成藏型，烃类注入时储层已经致密，依靠分子膨胀力成藏，浮力作用不大，大面积凹陷或斜坡部位成藏，重点描述储层物性和构造特征，通过寻找物性相对好、构造稳定地段作为圈定的有效储层有利分布范围。

4.确定所圈定的有效储层有利分布范围中储层的含油性、物性和电性的下限值。

a.通过对钻井取芯和录井资料的油气显示级别进行直方图分析(如图4和5所示)，确定储层有利沉积相带、岩性下限的含油性下限。

b.通过对岩心分析化验物性与试油试采数据做交会图分析(如图6所示)，确定致密砂岩储层产油气的孔隙度下限和渗透率下限。

c.通过对测井声波时差、地层电阻率与试油试采数据做交会图分析(如图7所示)，确定致密砂岩储层电性下限。

5.在单井纵向上应用所确定的下限值，划分有效储层厚度，圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别。

根据压裂后四性关系研究结果，综合考虑致密砂岩储层含油性、物性、有利沉积相带、天然裂缝发育程度、电性等因素，结合油井试油试采资料，进行压后产能影响因素分析，建立压裂井产能与地质参数相关关系及交会图版(图8～图10)，制订有效储层识别及分类评价标准(表1)。

表1安棚深层系有效储层划分标准及分类评价表

纵向上，在油气藏范围内逐井逐层进行有效储层解释，平面上，在圈定的有效储层有利区范围内，以成藏模式作为约束(图3)，将致密砂岩单个井点解释结果进行连片，最终实现致密砂岩油砂体的连片识别和分类评价，评价致密砂岩油气藏潜力大小(图11、图12)。

图1-图2是本发明中所述的两种致密砂岩油气藏成藏模式，图1是先成藏后致密型油气藏预测模型，图2是先致密后成藏型气藏预测模型，图3是通过对照图1、图2所描述的成藏特征确定安棚深层系致密砂岩储层属于先成藏后致密型，利用对应的研究方法圈定的致密砂岩油气藏有效储层平面范围，从识别的结果看，有效储层与构造和砂体的配置关系密切相关，油气富集部位一般位于构造高部位的砂岩上倾尖灭区和河道侧缘尖灭区。通过图3圈定有效储层平面分布范围后，利用本发明中图4-图7进行储层四性关系研究，求得储层的含油性、物性、电性的下限值，为有效储层识别标准制订提供依据。实例中图4、图5中以荧光油气显示为下限时对应的有利沉积相带为中远源水下分流河道和河口坝微相，对应的岩性下限为粉砂岩以上；图6分别是致密砂岩油、气层岩心分析化验物性与油气井试油试采结果交会图版，显示实施案例中压裂后的物性下限相比常采条件下，油层孔隙度从5％降为3％，渗透率从0.6×10^-3μm²降为0.4×10^-3μm²；气层孔隙度从5％降为2.5％，渗透率从0.6×10^-3μm²降为0.2×10^-3μm²；图7是利用测井声波时差、地层电阻率与试油试采数据做交会图，确定实施案例中致密砂岩储层出油的地层电阻率下限为80Ω·m，出气的电阻率下限为70Ω·m。图8、图9是利用交会图方法对安棚致密砂岩进行产能影响因素分析，分析结果显示孔隙度和有效厚度与储层产能对应关系好，因此，图10应用图8、图9的分析结果，以孔隙度和有效厚度两个参数作为划分安棚地区有效储层类型的主要依据，为致密砂岩有效储层评价标准提供参数依据。表1是综合应用图4～图10的分析结果，制订的安棚深层系有效储层识别及分类评价标准，应用此标准对单井纵向单砂体进行逐一评价，同时在平面上叠加各类参数平面分布图圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别与评价。图11、图12是本发明在泌阳凹陷安棚油田致密砂岩工区内进行有效储层识别的应用，利用制订的有效储层识别和评价标准，纵向上识别致密砂岩储层中的有效储层并评价，平面上综合多种划分指标，圈定有效储层面积并划分类型。

泌阳凹陷环凹带致密砂岩油气储量规模预计在2000万吨左右，其中安棚深层系致密砂岩纵向含油层位多，连续性分布，平面分布面积大，连片状分布。通过对安棚深层系致密砂岩有效储层识别研究，计算致密砂岩含油面积15.1km²，油储量782.57×10⁴t，致密砂岩气面积11.38km²，气储量12.64×10⁸m³，资源潜力巨大。

通过对该地区有效储层识别及评价结果显示，深层系泌252井区纵向油层层位多，叠合程度好，呈连续性分布。采用直井分层压裂工艺，单井每次压裂2-4段合采，压后预计单井产量5-12t/d，当单井产量低于0.3t/d时，可上返至上部油层再次进行分层压裂，根据油层叠合情况，单井平均可上返3～4次。按照泄油半径60m，压裂半缝长150m，直井平均上返3－4次来计算，预计利用体积压裂技术可动用地质储量200×10⁴t。按单井初期产能5-20t左右，按油价100$/bbl，考虑钻井、压裂、地面投资及操作费、销售税、原油商品率、贷款利率等，预计十五年末该井区可实现累计增油30.2×10⁴t，增加经济效益2114.75万元。

2011-2013年间在安棚深层系投产直井27口，水平井1口，平均单井产量达到5-20t/d，使该地区难动用的致密油向优质资源转化成为现实，具有较好的经济效益和推广作用。

Claims (4)

1.一种致密砂岩有效储层的识别方法，其特征在于，该识别方法包括以下步骤：

1)根据影响致密砂岩储层成藏的地质要素对致密砂岩储层基本地质特征进行逐一描述；

2)结合生产井的动、静态资料确定油气富集的主控因素，根据得到的主控因素确定致密砂岩的成藏模式；

3)利用所属成藏模式对应的成藏有利区预测方法圈定有效储层的有利分布范围；

4)确定所圈定的有效储层有利分布范围中储层的含油性、物性和电性的下限值；

5)在单井纵向上应用所确定的下限值，划分有效储层厚度，圈定有效储层范围，实现对致密砂岩有效储层的识别；

所述步骤2)中的成藏模式包括先成藏后致密型和先致密后成藏型，所述先成藏后致密型指的是烃类注入发生在致密储层形成之前，成藏的时候属于常规气藏，油气依靠浮力成藏；所述先致密后成藏型指的是烃类注入时储层已经致密，依靠分子膨胀力成藏；先成藏后致密型形成的因素是烃源岩、古隆起、有利沉积相带和有效的区域盖层；先致密后成藏型形成的因素是烃源岩、有利沉积相带、储层致密界限和构造稳定带；

所述步骤3)中对于先成藏后致密型，其油气富集于烃源灶控制区域的局部或构造高部位，以构造高部位圈闭稳定的区域作为储层有利分布范围；

所述步骤3)中对于先致密后成藏型，其油气成藏于大面积凹陷或斜坡部位，以物性相对好、构造稳定的地段作为储层有利分布范围。

2.根据权利要求1所述的致密砂岩有效储层的识别方法，其特征在于，所述步骤1)中的地质要素包括储层构造、沉积微相、孔隙度、渗透率、原始地层压力、非均质性和裂缝特征。

3.根据权利要求1所述的致密砂岩有效储层的识别方法，其特征在于，所述步骤4)中各参数的下限是利用概率统计的方式得到，包括以下步骤：

a).对钻井取芯和录井资料的油气显示级别进行直方图统计，确定储层有利沉积相带、岩性下限和含油性下限；

b).对岩心分析化验物性与试油试采数据做交汇图，根据交汇图确定致密砂岩储层产油气的孔隙度下限和渗透率下限；

c).对测井声波时差、地层电阻率与试油试采数据做交汇图，确定致密砂岩储层电性下限。

4.根据权利要求1所述的致密砂岩有效储层的识别方法，其特征在于，所述步骤2)中生产井的静态资料包括岩心分析化验、录井、测井资料，动态资料包括油井试油资料、生产数据、试井资料。