准噶尔盆地碎屑岩储集层可动流体的精细评价

李 晨 薛晓军 王 晨 李秀彬 解俊昱 金庭科

(中国石油西部钻探地质研究院)

0 引 言

目前新疆油田流体识别技术手段较多，但录井流体识别方法仍以定性评价为主，虽然已初步开展基于四性分析，探索定量化评价方法的相关性研究，但没有按照层位进行精细刻度，解释依据主要通过试油结论进行统计归纳总结；其次是对微观孔隙结构与流体赋存的关系研究不够深入，虽然流体性质判别把握比较大，但对油水比例及流体在微观孔隙结构中的赋存状态不清楚，造成录井解释符合率偏低。通过显微荧光薄片技术和核磁共振技术对油水在储集层孔喉、孔道及微细裂缝等储集空间的微观分布特征和赋存状态进行相关性研究，厘清了可动流体、束缚流体在储集层中的分布规律。

1 岩心显微荧光薄片基础数据定量化采集

显微荧光实现了流体微观孔隙结构赋存状态的可视化，“岩心显微荧光薄片数字化应用系统”[1]从颜色、荧光强度、荧光产状、发光面积及渗流通道特征等方面通过分析计算，可定量化采集数据(图1)，用于储集层流体性质的判别。

该系统可将不同倍率、不同荧光强度图像[2]的描述信息入库，可编辑、查询、导入、导出、保存荧光描述信息。

通过荧光颜色识别子系统，可对荧光薄片的发光颜色进行有效识别、定名并统一管理；通过岩心荧光强度计算与识别子系统，可自动计算荧光发光面积并保存入库，对发光面积能进行人工校正，对不同的发光颜色进行量化识别；通过荧光薄片喉道分析子系统，可实现喉道均值自动计算以及校正入库；通过微细裂缝分析子系统，可实现微细裂缝的数理统计和入库管理。最终，可得到显微荧光薄片定量化数据分析报告。

图1 录井岩心显微荧光薄片数字化应用系统结构

2 岩心柱塞样核磁实验计算量化参数

通过核磁共振分析实验，观察储集层岩石在不同状态下的核磁特性，综合研究岩心孔径分布、孔隙度、渗透率、可动流体饱和度等方面特性，可更为精确地进行储集层分类、流体赋存状态定义及储集层流体可动性评价，这对准确认识准噶尔盆地碎屑岩储集层微观孔隙特征具有重要意义，对油藏开发具有一定的参考价值。

通过采集地下岩石孔隙中所含流体的核磁共振信号，即自旋回波信号，并对岩石自旋回波信号进行多弛豫反演可以得到弛豫时间谱。弛豫时间谱代表了岩石孔径分布情况，而当孔径小到某一程度后，孔隙中的流体将被毛管力所束缚而无法流动，表明在弛豫时间谱上存在一个阈值，当孔隙流体的弛豫时间大于某一弛豫时间时，流体为可动流体，反之为束缚流体。这样通过T2截止值的确定，可以对孔隙中油、水的可动、不可动状态进行判断、分析并得出相应的计算参数。目前核磁共振解释中的T2截止值主要有2个来源：一个是由实验室饱和水岩样离心前后T2积分曲线对比分析得到，该方法的缺点是成本高、周期长，且数据量有限；另一个是利用经验值，国内外对大量饱和水砂岩岩样T2截止值测量分析发现，不同物性岩样T2截止值变化非常大。因此，利用上述2种方法获取T2截止值均存在一定的局限性。本次实验共选取具有代表性的准噶尔盆地6口井侏罗系32块样品，并分岩性进行了原状、饱和、离心前后的核磁测量，基本涵盖了准噶尔盆地大部分岩性，主要分为泥质粉砂岩、粉-细砂岩、细砂岩、中-细砂岩、中-粗砂岩、砂砾岩六类。离心实验后通过32块饱和水岩样的T2谱形态特征与T2截止值对比分析发现，T2截止值在T2谱上的位置与T2谱形态、T2谱峰值位置关系密切[3]，为此建立了一种基于T2谱形态特征的与离心实验相结合的T2截止值确定方法，由此可得到纵向上连续变化的T2截止值，从而大幅提高可动、束缚流体饱和度的计算精度[4-5]，按照岩性和T2谱形态总结见表1、表2、表3。

表1T2谱形态(单峰)特征总结

表2T2谱形态(双峰)特征总结

表3T2谱形态(三峰)特征总结

3 显微荧光与核磁敏感参数的定量化评价

在显微荧光薄片技术以及核磁共振录井技术应用以前, 录井在含油气丰度的评价方面长期处于缺少及时、可靠物性参数的支撑, 甚至不得不等测井结果出来才能评价的局面。显微荧光薄片技术与核磁共振录井技术为流体的实时评价提供了支撑, 并为准确分析各种参数之间的消长关系提供了依据，物性与含油气性的结合, 提高了油气层评价的速度和准确性。主要运用敏感参数法和图形法来进行评价。敏感参数法可对岩石物性、含油性参数进行定量分析和总结，图形法可对岩石中流体附存状态进行直观描述和分类，两者结合，运用这些丰富而重要的信息可准确判断储集层的特征分布。

3.1 敏感参数法

提取显微荧光敏感参数与核磁敏感参数，通过“物化结合”把两者结合在一起， 即将岩石物理参数与包含荧光信息的化学参数相结合。由于显微荧光敏感参数与核磁敏感参数均能反映储集层的物性与含油性，且具有一定的相关性，两者结合建立图板，可更加准确地对储集层进行评价。

通过对准噶尔盆地M 23、ZJ 3-H等15口井试油层共90个数据点的参数进行分析，运用显微荧光薄片定量化参数与录井核磁共振参数交会，建立了显微荧光与核磁共振解释图板。从运用效果最好的来看，发光面积和含油饱和度这两个敏感参数的交会图板可划分出明显价值区与非价值区(图2)，价值区为发光面积>6%且含油饱和度>32%，非价值区为发光面积<8%且含油饱和度<32%。

图2 荧光与核磁敏感参数划分流体性质图板

3.2 图形法

通过核磁共振T2衰减曲线的反演，可得出岩心的孔径分布，核磁共振的岩样T2谱中包含孔隙大小分布、流体分布等多种信息，而在新鲜样、浸泡样、饱和样谱图中包含油气充满度、逸散度、含水性等信息。因此，将谱图的形态特征结合显微荧光图像特征，可综合判断储集层物性、含油性特征。

准噶尔盆地许多井从试油结果看,储集层的物性、含油性差异较大，将储集层由好到差划分为4类(A、B、C、D类)。

A类：T2谱及参数特征如图3所示。T2谱为以大孔隙为主的单峰形态，说明孔隙大，分选较好，与饱和状态T2谱形态相似，表明储集层均质性好，而且可动流体含量高。结合显微荧光图像来看，主孔喉流体主要为烃类，发光面积较大，基质受浸染程度高；其孔隙发育。此类储集层不采取压裂或酸化等措施。

图3 A类储集层T2谱与显微荧光图片示意

B类：T2谱及参数特征如图4所示。T2谱主要为双峰或三峰形态，右峰一般代表可动流体，左峰代表束缚流体。右峰与弛豫时间轴包围面积大，则可动流体饱和度高；反之，则束缚流体饱和度高。右峰下包围面积大，信号幅度较高，表明存在一定的大孔隙，孔喉分选较好。饱和状态T2谱形态不一致，反映出储集层均质性较差。结合显微荧光图像来看，发光面积中等；角隅状、喉道状、孔表吸附状，主孔喉大部为烃类占据，基质浸染程度低；其孔隙较发育。此类储集层建议采取压裂或酸化等措施。

图4 B类储集层T2谱与显微荧光图片示意

C类：T2谱及参数特征如图5所示。T2谱主要为双峰形态,与饱和状态T2谱形态相似,右峰下包面积小,左峰下包面积大,反映出储集层均质性较差,大孔隙较少,小孔隙较多,表明在低孔低渗储集层中属于差储集层,尤其渗流能力差, 可动流体含量低, 束缚流体含量高。结合显微荧光图像来看，发光面积小；呈喉道状、角隅状、孔表吸附状，主孔喉见可动水，基质受轻微浸染。 因此, 在压裂条件下可产出一定量的流体。

图5 C类储集层T2谱与显微荧光图片示意

D类：T2谱及参数特征如图6所示，T2谱主要为双峰形态, 与饱和状态T2谱形态基本一致,反映出储集层均质性较好。饱和状态T2谱包围面积小,幅度小,表明孔隙度小,同时饱和状态T2谱左峰高于右峰,表明束缚流体饱和度高于可动流体饱和度,小孔隙较多,大孔隙较少。因此,储集层产出量即使在压裂条件下也较少。表明该储集层在低孔低渗储集层中属于差储集层,尤其渗流能力非常差,束缚流体相比可动流体含量高,但整体流体含量低。结合显微荧光图像来看，发光面积小；角隅状、孔表吸附状，主孔喉见烃类可动水不明显，基质受轻微浸染；其孔隙不发育。因此,建议不采取措施。

图6 D类储集层T2谱与显微荧光图片示意

4 现场应用

碎屑岩储集层可动流体定量化评价方法能够从微观角度展示储集层孔隙结构和流体赋存状态，为流体评价提供了更为精细的第一手直观资料，进一步为试油选层、优选改造工艺提供决策依据。F 29井为准噶尔盆地东部的一口重点探井，通过该井2 364.98～2 367.58 m井段岩心荧光显微图像综合特征统计成果报告可知，荧光颜色主要为黄绿色-淡黄色(颜色量化为4)，发光强度为中亮-亮(强度量化为5)，发光面积为6.92%～19.78%，基质受浸染程度较深，极个别砂岩颗粒受浸染发黄褐色光，粒间孔发育，孔道轮廓不清晰；对井段2 364.80～2 367.58 m岩心柱体样进行核磁共振分析，T2谱图呈双峰形，大孔隙与小孔隙均存在,储集层均质性较好，可动流体含量略高于束缚流体含量。孔隙度13.31%～17.43%，渗透率2.71～19.61 mD，含油饱和度34.02%～42.77%，数据点落在价值区，即落在油层、油水同层区(图2)；运用图形法可知存在大孔隙，储集层均质性较好，主孔喉大部为烃类占据，基质浸染程度较高；孔隙较发育，显微荧光发光面积高(图7)。综合评价，录井解释为油层，建议采取压裂或酸化等措施。后期试油，井段2 363.00～2 370.00 m压裂后产油6.15 t/d，试油为油层。分析结果与试油结果吻合性较好。

图7 F 29井T2谱与显微荧光图片示意

5 结 论

通过以显微荧光薄片图像为基础，以计算机图像处理技术为工具，对荧光图像的发光颜色、发光强度、发光面积、喉道以及微细裂缝进行量化统计分析，开发了“岩心显微荧光薄片数字化应用系统”，由定性观察过渡到定量采集分析；利用岩心柱塞样进行核磁实验分析，将侏罗系的碎屑岩进行分类，分别求取其T2截止值并归纳总结孔隙分布特征，进而准确求取核磁参数；利用敏感参数法、图形法将显微荧光薄片、核磁敏感参数进行融合，综合分析储集层的物性与流体赋存状态，最终对储集层进行精细评价，在实际运用中符合率较高，能够从微观角度展示储集层孔隙结构和流体赋存状态，为流体评价提供了更为精细的第一手直观资料，进一步为试油选层、优选改造工艺提供决策依据。