塔中顺托果勒地区柯坪塔格组下段储层评价

蔡 玥，李 勇，葛善良，丁迎超，徐文杰

(1.长安大学，陕西 西安 710054;2.长安大学成矿作用及其动力学实验室，陕西 西安 710054;3.中石化西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011)

引 言

塔里木盆地志留系柯坪塔格组自下而上分为3个亚段，其中上段在盆地内分布广泛且研究程度较高[1]，而柯坪塔格组下段仅在盆地局部钻遇，长期以来未见良好油气显示。2011年，顺9井在柯坪塔格组下段通过加砂压裂获得低产油流，实现了该段油气勘探的突破，被认为是在中段泥岩封盖之下保存较好的原生低渗透油藏[2]，属于新层位、新储集油藏。

顺托果勒地区位于在塔里盆地中部的中央隆起带上，构造相对平缓，仅局部发育低幅度隆起。现有的研究成果表明，该区柯坪塔格组下段储层具有埋藏深、砂体横向变化大、储层非均质性强、成岩作用复杂等特点[3－6]，这些因素严重制约着油气勘探的进程。

此次研究在常规分析测试基础上，引入低渗透储层研究中先进的恒速压汞和核磁共振技术，尝试引入新参数对研究区柯坪塔格组下段低渗透储层进行综合评价，旨在明确相对优质储层的分布特征，优选有利目标区，为下一步的勘探开发部署指明方向。

1 储层基本特征

1.1 储层岩石学特征

顺托果勒地区柯坪塔格组下段主要发育以潮坪为主的碎屑海岸沉积，岩性以岩屑砂岩为主。填隙物组分含量变化较大，平均为7.18%，主要为黏土矿物、方解石、硅质以及少量方沸石和黄铁矿。碎屑颗粒以次棱角状—次圆状为主，分选中等，颗粒支撑结构，线状接触为主，局部可见凹凸接触。总体具有成分成熟度低、结构成熟度中等的特点。

1.2 储层物性特征

根据667块岩样物性分析(剔除裂缝样品)统计可得，研究区柯坪塔格组下段储层孔隙度为4%～14%，平均为8.37%;渗透率为 0.05×10－3～0.87 ×10－3μm2，平均为 0.65 ×10－3μm2，是典型的低孔、超低渗储层。成岩早期的压实作用和胶结作用造成砂岩中原生孔隙大量丧失，长石、岩屑等发生溶蚀产生的次生孔隙在一定程度上改善了储层物性，晚期的胶结作用最终使得储层物性变差。

1.3 储集空间类型

铸体薄片和扫描电镜观察可见，顺托果勒地区柯坪塔格组下段面孔率整体较低，平均为4.1%，孔隙孔径大小相差悬殊，最小不到10 μm，最大可达 200 μm。

残余粒间孔在目的层段占据主导地位，约占总孔隙的49%，分布极不均匀，孔隙形态多为三角形或多边形，边缘较为平直且多被绿泥石薄膜包裹。次生孔隙主要是粒间溶孔和粒内溶孔，相对含量分别为22%和18%。与残余粒间孔不同，次生溶蚀孔隙边缘多呈不规则港湾状且直径变化大，但同样具有很强的非均质性。此外，孔隙类型中还有晶间微孔以及微裂隙，含量甚微。孔隙类型的多样性增加了孔隙的迂回程度与孔喉连通的复杂程度。

2 储层评价新参数

2.1 储层孔隙结构类型

根据研究区内55块常规压汞样品的孔隙结构参数统计可知，柯坪塔格组下段超低渗透储层与常规储层存在较大差异，总体上具有孔喉细小、分选较中等—较差和渗流能力差、孔隙结构复杂的特点。储层孔隙结构可以划分为4种类型(表1)，分别是Ⅰ类低排驱压力—中小孔型、Ⅱ类较低排驱压力—小孔型、Ⅲ类中排驱压力—细孔型和Ⅳ类高排驱压力—微孔型。研究区主要以Ⅱ类和Ⅲ类为主，从Ⅰ类到Ⅳ类储层微观孔隙结构和渗流能力由好变差。

表1 顺托果勒地区柯坪塔格组下段储层孔隙结构分类

2.2 喉道半径

在常规压汞测试研究的基础上，从目的层段Ⅰ类孔隙结构的储层中选取2块样品进行恒速压汞测试的对比研究(表2)。该测试的先进之处在于能够有效区分孔隙、喉道并提供其含量分布，弥补了常规压汞对应同一毛管压力曲线有不同孔隙结构的不足，从中获取的微观孔隙结构特征参数更符合储层实际情况[7－9]。

表2 顺托果勒地区柯坪塔格组下段储层恒速压汞测试结果

2块样品的对比结果见图1。由图1可知，2块样品孔隙半径分布范围、峰值非常接近，孔隙半径分布曲线均接近正态分布，孔隙半径相对比较大，主要分布于80～250 μm，峰值基本都在140 μm左右。

二者的区别在于喉道半径的不同，2块样品喉道半径分布曲线形态差异很大。X29样品较X16喉道半径的分布范围明显变宽，曲线形态变换且峰值减小，大喉道所占比例明显增加，小喉道的数量依次减少，说明储层性质受控于喉道而并非孔隙(图2)。

图1 顺托果勒地区柯坪塔格组下段储层孔隙喉道半径分布曲线

图2 塔里木盆地柯坪塔格组下段储层孔喉半径分布曲线

2.3 孔喉半径比

恒速压汞在区分孔隙、喉道的同时也给出了孔喉半径比的分布，可以从中更深层次了解超低渗透储层渗流特征。从图3中可以看出，X16孔喉半径比的分布范围相对较宽，且大值所占比例明显高于X29。2块样品的孔喉半径比均为0～400，较中高渗透储层整体偏大，这也是低渗透储层驱替效果差、采收率低的主要原因。

图3 顺托果勒地区柯坪塔格组下段孔喉半径比分布

从油田开发角度来看，孔喉半径比的大小决定了开发过程中油气被捕获的几率[9]。当孔喉半径比较大时，孔隙结构中细小喉道的数量相对较多，在驱替过程中油气通过细小喉道时更容易发生卡断，油气更不易被采出;当孔喉比较小时，孔喉之间差异变小，油气通过喉道采出时阻力较小，不易被捕获，油气采出程度相对较高。

2.4 可动流体饱和度

核磁共振成像技术是快速无损探测岩石物性和流体性质的一项新技术，获取的T2弛豫时间谱包含孔隙结构分布和所含流体的各种信息，岩样内可动流体的多少是孔喉形态、孔隙结构、矿物组成等多种因素的综合反映，对流体渗流性能的影响不容忽视[10]。

根据目的层段12块样品核磁共振测试可知，柯坪塔格组下段储层可动流体饱和度最大为26.3%，最小仅为2.78%，平均为13.53%(表3)，总体可动流体饱和度低。孔隙度与可动流体饱和度之间的相关性差(图4)，这一现象表明，孔隙度数值接近的样品，其可动流体饱和度数值不一定接近;孔隙度数值比较高的样品，其可动流体饱和度不一定也较高。以孔隙度7% ～8%的样品为例，其可动流体饱和度最大为18.52%，最小仅为3.28%，相差可达5倍以上。

渗透率与可动流体饱和度也呈正相关关系，相关系数虽高于孔隙度，但情况类似(图4)，这说明可动流体饱和度是独立于孔隙度、渗透率的参数。物性接近不能充分说明样品具有相近的可动流体饱和度。在进行储层质量及开发潜力评价时应该考虑可动流体因素，将其纳入储层评价体系之中。

表3 顺托果勒地区柯坪塔格组下段可动流体饱和度测试

图4 可动流体饱和度和物性关系

另外据杨正明等[6]研究，可动流体饱和度与驱油效率之间有很好的相关关系，可动流体饱和度越大，驱油效率越高，这也说明了可动流体饱和度比渗透率参数更能反映储层开发潜力的大小。

2.5 核磁孔隙度和核磁渗透率

柯坪塔格组下段岩石实测孔隙度为8.37%，有效孔隙度经计算为6.75%，与核磁共振测试孔隙度数值十分接近，这是因为核磁共振探测的是孔隙中的流体，岩石骨架没有信号，核磁孔隙度能更真实地反映岩石实际孔隙度。同理，弛豫时间谱代表地层岩石孔径分布，而地层岩石渗透率又与孔喉有一定的关系，因此可以采用经验公式从弛豫时间谱中计算出地层岩心渗透率。

3 储层综合评价

3.1 储层评价标准

将上述反映低渗透储层孔隙结构和渗流特征的参数纳入柯坪塔格组下段储层评价体系当中，优选常规评价参数，建立研究区柯坪塔格组下段储层的综合评价标准(表4)，将储层划分为3种类型(图5)。

表4 顺托果勒地区柯坪塔格组下段储层综合评价

3.2 储层评价结果

Ⅰ类储层在潮汐水道微相中较为发育，以细粒岩屑砂岩为主，部分为中粒岩屑砂岩，面孔率大于4%，普遍发育绿泥石薄膜残余粒间孔、溶蚀粒间孔和溶蚀粒内孔。排驱压力小于1 MPa，孔喉分选较好，最大进汞饱和度大于90%，以Ⅰ类和Ⅱ类孔隙结构类型为特征，平均喉道半径大于1.0 μm，平均孔喉半径比小于160。此类储层可动流体饱和度大于20%，核磁孔隙度一般大于7%，渗透率大于0.3 ×10－3μm2，整体物性相对较好，具有一定的产能，为该区较好的储层，可以作为有利的勘探开发目标，目前顺903H井已获得良好的油气显示。

图5 顺托果勒地区柯坪塔格组下段储层综合评价

Ⅱ类储层主要发育于潮汐水道和部分潮汐砂坝中，岩性主要为细砂岩和细—粉砂岩。储层储集空间以溶蚀粒内孔、溶蚀粒间孔为主，以及少量的缝状残余粒间孔，面孔率大于2%;排驱压力为0.7～2.0 MPa，主要发育Ⅱ类和Ⅲ类孔隙结构类型。此类储层平均孔喉半径和孔喉半径比分别为0.6～1.0 μm和160～200;可动流体饱和度分布在10% ～20%之间，核磁孔隙度为4% ～7%，渗透率为0.1×10－3～0.3×10－3μm2，属于目的层段一般储层范畴，可以作为后备开发的目标。

Ⅲ类储层砂体厚度薄，主要为潮汐砂坝沉积，由极细砂和粉砂组成。储层镜下观察面孔率不足2%，以填隙物微孔和微量溶蚀孔隙发育为特征，孔隙结构主要为Ⅳ类高排驱压力、微孔喉型。储层可动流体比率不足8%，核磁孔隙度一般低于4%，渗透率低于0.1×10－3μm2;排驱压力高于2.0 MPa，为差储层或非储层，暂可作为远景勘探目标。

4 结论

(1)将反映低渗透储层孔隙结构和可动流体渗流能力的参数(孔隙结构类型、平均喉道半径、平均孔喉半径比、可动流体饱度、核磁孔隙度和核磁渗透率)纳入顺托果勒地区柯坪塔格组下段低渗透层评价体系之中，结合物性数据、扫描电镜和铸体薄片镜下观察，利用聚类分析的方法，将目的层段储层划分为3种类型，其中发育于潮汐水道微相中的Ⅰ类储层为较好储层，应作为今后勘探开发主要目标。

(2)低渗透储层流体在渗流过程中存在非达西渗流现象，流体在多孔介质中流动时，固液(气)相间始终存在着表面作用，孔隙喉道的几何结构和分布都会对其产生影响，具有启动压力梯度是低渗透储层另一主要特征，因此在后期的储层评价中也应加入相应测试，将启动压力也作为该区低渗透储层评价的指标之一。

[1]谢俊，张金亮，等.塔里木盆地志留系柯坪塔格组沉积相与沉积模式研究[J].沉积学报，2008，23(2):1 －5.

[2]马中远，黄苇，张黎，等.塔中北坡柯坪塔格组泥岩盖层特征及控油作用[J].特种油气藏，2014，21(1):64－67.

[3]张少华，蒲仁海，云露，等.塔北地区柯坪塔格组下段储层特征[J].岩性油气藏，2012，24(6):76－81.

[4]张云龙，蒲仁海，云露，等.塔里木盆地顺托果勒地区柯坪塔格组下段勘探新发现及其启示[J].地质论评，2013，59(2):300 －314.

[5]高淑梅，陈娟，胡剑，等.鄂尔多斯盆地马岭油田延长组长8储层特征及其影响因素分析[J].特种油气藏，2013，20(2):34 －37.

[6]杨正明，等.低渗透油田储层综合评价方法[J].石油学报，2006，27(2):64 －67.

[7]陈杰，等.储层岩石孔隙结构特征研究方法综述[J].特种油气藏，2005，12(4):11 －14.

[8]蔡玥，等.基于恒速压汞的特低—超低渗透储层孔隙结构特征[J].油气地质与采收率，2013，20(1):32 －35.

[9]高辉，解伟，杨健鹏，等.基于恒速压汞技术的特低—超低渗透砂岩储层微观孔喉特征[J].石油实验地质，2011，33(2):206 －212.

[10]王为民，等.利用核磁共振可动流体评价低渗透油田开发潜力[J].石油学报，2001，23(6):22.