低渗透砂岩储层类型及分类

低渗透砂岩储层类型及分类

0低渗透储层精细评价随着我国油气勘探和开发的日益发展，高质量气田的储量和产量逐年减少，低渗等低产气田的储量和产量比例逐年增加。据统计,中国石油天然气集团公司探明储量中低渗透石油资源的比例1995年前为23%,1996年至2001年达56%,2001年以来已达到69%。据第二次全国油气资源评价结果,中国重稠油和低渗透石油资源量高达409.4×108t,约占全国石油总资源量的43.55%。根据中国石油集团公司第三次油气资源评价结果,中国陆上主要盆地可探明的重稠油、低渗透、特低渗透石油资源量约215.9×108t,占可探明石油资源量的49.8%,其中重油31.1×108t,低渗透和特低渗透石油184.8×108t。截至2003年底,中国累计探明低渗透油和稠油等低品位石油地质储量约120×108t,占总探明石油地质储量的50.9%,其中低渗透储量为72.3×108t,重稠油储量为46.7×108t,主要分布于松辽、渤海湾、鄂尔多斯和准噶尔等盆地。特别是在鄂尔多斯盆地,已发现的油气田除侏罗系外,主力油层三叠系延长组以及主力气层石炭系和二叠系几乎均为低渗透、特低渗透乃至超低渗透(渗透率<1.0×10-3μm2)储层,是我国最典型的低渗透含油气盆地。然而,目前对于低渗透储层概念的认识还不完全一致,尤其是还未形成一套统一的针对低渗透储层的分类和评价标准。有鉴于此,笔者以鄂尔多斯盆地为例,对低渗透储层的分类与评价标准加以讨论。1低渗透储层结构关于低渗透储层的概念和分类评价标准,目前认识还不完全统一。罗蛰潭、王允诚提出将渗透率小于100×10-3μm2的储层作为低渗透储层,并根据储层孔隙结构及毛管压力参数将砂岩储层分为I类(渗透率>100×10-3μm2,孔隙度>20%)、II类(渗透率(100～1)×10-3μm2,孔隙度20%～12%)、III类(渗透率(1～0.1)×10-3μm2,孔隙度12%～7%)、IV类(渗透率<0.1×10-3μm2,孔隙度<6%(油)或<4%(气))共4类,其中II类储层进一步分为3个亚类,III类储层进一步分为2个亚类(表1)。前苏联学者将渗透率小于(50～100)×10-3μm2的油田算作低渗透油田。1992年在西安国际低渗透油气藏会议上,严衡文等将渗透率大于100×10-3μm2的储层作为好储层,将渗透率为(10～100)×10-3μm2的储层作为低渗透储层,将渗透率为(0.1～10)×10-3μm2的储层作为特低渗透层。唐曾熊在其《油气藏的开发分类及描述》一书中,建议以一个数量级作为划分各类渗透率的标准,即对于油田,特低渗透率定为<10×10-3μm2,低渗透率定为(10～100)×10-3μm2,中渗透率定为(100～1000)×10-3μm2,高渗透率定为>1000×10-3μm2。李道品等则将低渗透层的渗透率上限定为50×10-3μm2,并提出了“超低渗透”的概念。他们根据油田的实际生产特征,按照油层的平均渗透率将低渗透油田分为3类:①一般低渗透油田,油层平均渗透率为(50～10.1)×10-3μm2;②特低渗透油田,油层平均渗透率为(10.0～1.1)×10-3μm2;③超低渗透油田,油层平均渗透率为(1.0～0.1)×10-3μm2。在李道品等所著的《低渗透砂岩油田开发》一书的第三章第六节“低渗透储集层综合分类评价”中,则将低渗透储层分为6种类型,即一般低渗透储层(I类,渗透率(50～10)×10-3μm2)、特低渗透储层(II类,渗透率(10～1)×10-3μm2)、超低渗透储层(III类,渗透率(1～0.1)×10-3μm2)、致密层(IV类,渗透率(0.1～0.01)×10-3μm2)、非常规致密层和超致密层(V类,渗透率分别为(0.01～0.001)×10-3μm2、(0.001～0.0001)×10-3μm2)、裂隙—孔隙层(VI类,渗透率变化大或<10×10-3μm2)。鄂尔多斯盆地三叠系延长组是我国最典型的低渗、特低渗乃至超低渗储层分布区,对其低渗透储层的分类以往也曾提出过一些意见。宋国初等将三叠系延长组低渗透储层进一步细分为5类(表2)。1998年开始实施的中华人民共和国石油天然气行业标准《油气储层评价方法》(SY/T6285-1997)同样将低渗透层的渗透率上限定为50×10-3μm2,并分别确定了含油储层与含气储层的孔隙度、渗透率评价分类标准(表3、表4)。该标准将低渗透含油砂岩储层分为低渗透(渗透率(50～10)×10-3μm2)、特低渗透(渗透率(10～1)×10-3μm2)、超低渗透(渗透率(1～0.1)×10-3μm2)、非渗透(渗透率<0.1×10-3μm2)储层。可以看出,目前我国碎屑岩储层分类研究尽管在低渗透储层的上限方面已基本达成共识,即普遍将渗透率50×10-3μm2作为低渗透碎屑岩储层的物性上限,且大的分类框架也已初步形成,但仍然存在一些明显的不足。突出的有两方面:一是现行的石油天然气行业标准(表3)对于低渗透储层的分类仍然偏粗,不能满足象鄂尔多斯盆地这种典型低渗透油气田勘探评价的需要,且已有的一些低渗透储层分类虽然比较详细,但却不够统一;二是对于各级低渗透储层的孔隙度划分界限还有待探讨。2储层类型及其发育程度为了更加有效地指导低渗透碎屑岩储层的精细评价和勘探开发工作,笔者参考前人关于碎屑岩储层特别是低渗透储层的划分标准,根据鄂尔多斯盆地三叠系储层300余块压汞样品、260余块铸体及100余块图像孔隙分析结果(图1),结合延长组有效厚度划分的一般标准,将鄂尔多斯盆地中生界低渗透砂岩储集层分为4类4个亚类,4类即低渗透层(Ⅰ类)、特低渗透层(Ⅱ类)、超低渗透层(Ⅲ类)、致密层(Ⅳ类)等,其中特低渗透层和超低渗透层是鄂尔多斯盆地三叠系延长组的主要储层类型,故又根据孔隙结构特征、物性特征以及油层厚度的常用划分标准等将二者各细分为2个亚类。Ⅱ类储层的亚类划分界限(5×10-3μm2)一方面参考了前人的划分意见,另一方面主要考虑了长2等储层的含油性特点,即渗透率大于5×10-3μm2的Ⅱa类储层含油一般较好—好,小于此值的Ⅱb类储层含油中等—较好。Ⅲ类储层的亚类划分则主要依据陕北地区大部分长6油层有效厚度的下限值,即孔隙度8%、渗透率0.3×10-3μm2,其中渗透率小于(0.3～0.1)×10-3μm2的储层(Ⅲb类储层)一般不含油或含油很差。表5是笔者关于鄂尔多斯盆地中生界砂岩储集层分类评价的详细标准。需要说明的是,表中孔隙度、排驱压力、中值压力、最大孔喉半径、中值半径、孔喉均值等的界限,主要是根据它们与渗透率的相关关系计算得出的。理由是这些反映储层的参数均与渗透率有着良好的相关性,其相关系数均在0.88～0.91左右。其中渗透率与孔隙度呈指数函数关系,与排驱压力、中值压力及平均孔喉半径则为幂函数关系。3储层类型及其划分笔者在分析前人关于低渗透储层划分评价标准的基础上,通过对鄂尔多斯盆地三叠系低渗透储层的研究,将低渗透砂岩储集层分为4类4个亚类,4类即低渗透层(Ⅰ类)、特低渗透层(Ⅱ类)、超低渗透层(Ⅲ类)、致密层(Ⅳ类),其中特低渗透层和超低渗透层是鄂尔多斯盆地三叠系延长组的主要储层类型,故又根据孔隙结构特征、物性特征以及油层厚度的常用划分标准