致密储层录井评价方法研究

骆瑞利

摘要：通过应用X射线衍射技术对三肇凹陷扶余油层致密砂岩主要岩性的矿物含量进行了测定，建立了岩性识别标准、脆性指数计算标准和矿物含量交汇图版，形成了致密砂岩储层岩性、脆性和物性录井评价技术。

关键词：录井;XRD;致密储层;评价

当前，致密油、致密气已成为我国非常规油气开发的重点。在致密油储层录井评价方法方面，国内主要利用各种录井资料并与岩心实验、地质及试油等资料紧密结合，在致密砂岩油的评价上，气测录井值常常受到生油岩高背景值的影响，储层物性、含油性参数需要特殊的分析手段，实际产能与录井资料也存在不匹配的情况，制约了对致密砂岩储层的认识和评价。本文以三肇凹陷扶余油层的致密砂岩为例，开展致密储层录井评价方法研究。

1 地质、录井概况

三肇凹陷为松辽盆地中央坳陷区内的二级负向构造单元，其西接大庆长垣，东侧为绥棱背斜带和朝阳沟背斜带，北连安达凹陷，是松辽盆地北部重要的勘探领域之一，油气资源丰富。扶余油层是松辽盆地主要的致密砂岩油藏，岩性以细砂岩和粉砂岩为主，储层物性很差，渗透率小于1mD的储层接近50%，孔隙度一般小于10%，具有渗透率低、流度低、丰度低等特点，准确评价难度较大。三肇凹陷扶余油层致密砂岩油录井识别及评价的难题有：钻井液类型多为油基泥浆，录井资料含油显示识别及归位难度大;流体性质复杂，油水层解释评价难度大;产能物性下限标准确定难，产能评价难度大。

2 储层品质评价录井技术

2.1 岩性评价

扶余油层致密砂岩沉积环境一般为河流相，矿物成分多样，成分成熟度低，常见钙质胶结砂岩、钙泥混合胶结砂岩，相对于常规砂岩油藏，岩性复杂程度更大。

X射线衍射矿物分析技术（XRD）是近几年发展起来的一项录井技术。X射线衍射岩性识别技术能计算出各种矿物的相对含量，根据矿物组合来获得测试样品的岩性，提高岩性识别准确度。该项技术能够较好地解决PDC钻头、细齿牙轮钻头、大斜度井、空气钻井等复杂钻井条件下细碎岩屑的岩性识别及定名的难题，在建立地质剖面、水平井地质导向、分析页岩油气地层脆性矿物含量、确定非常规油气井“甜点”位置等方面起到了重要作用。三肇凹陷扶余油层主要发育5种不同的岩性：钙质粉砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，为了明确这5种不同岩石的XRD上的响应特征，在XRD分析的基础上，进行了岩石镜下薄片鉴定。从镜下观察结果来看，钙质粉砂岩与其它4种岩石的最大区别是胶结物的不同，钙质粉砂岩主要是钙质胶结，且钙质含量较为显著，平均值达到41.5%，其XRD分析方解石矿物相衍射峰有較好的响应，从矿物学角度来看，其钙质成分主要为方解石，因此可以用XRD分析所得方解石含量来表征岩石的含钙情况。

钙质粉砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，泥质成分依次增加，但主要的矿物类型没有改变，主要为石英、长石以及粘上矿物，各矿物成分含量变化分别为：石英平均含量21.2%、37.5%、36.3%、34.5%、32.3%，长石的含量22.7%、51.4%、46%、36.5%、27.3%，粘上含量8.7%、10.1%、17.8%、29%、38.3%，方解石含量47.5%、1 %、0%、1 %、2%，从上各矿物的平均含量的变化情况来看，钙质粉砂岩与其他岩性的区别主要的就是方解石显著，主要是由于钙质粉砂岩中钙质成分主要矿物为方解石，所以可以用方解石含量来判断岩石的含钙情况。依据不同岩性X射线衍射上响应特征研究，结合三肇凹陷扶余油层8口井4555块样品，建立了X射线衍射分析进行扶余油层岩性识别的标准：粘土矿物含量，砂岩<25%、泥质砂岩25%～29%、砂质泥岩29%～36%、泥岩>36%。

2.2 利用热解数据确定含油性

（1）油基钻井液分析

选取柴油、油基钻井液及含油砂岩样品分别进行热解分析，从分析谱图看，油基钻井液主要成分是柴油，柴油的热解峰主要是S₁峰，S₂峰很小，所以，理论上油基钻井液对热解分析影响主要是S₁峰，对S₂峰基本无影响。

（2）含油砂岩油基钻井液浸泡试验

模拟地下温度和迟到时间，对三肇凹陷扶余油层水基钻井液的含油砂岩岩心进行油基钻井液浸泡，对浸泡前后样品分别进行热解分析，油基钻井液对热解S₁影响较大，S₂值基本无影响，所以，可以直接应用S₂进行含油性评价。

（3）建立热解含油性标准

统计三肇凹陷扶余油层25口井598层热解分析数据，建立了不同储集层类型的热解含油性评价标准：Ⅰ-1类储集层S₂大于4.0mg/g;Ⅰ-2类储集层S₂介于2. 5～5.0mg/g;Ⅱ类储集层S₂小于3.5mg/g;干层为无含油显示的Ⅱ类储集层。

2.3 储层物性评价

孔隙度和渗透率是描述储层初级性和渗流能力的物性参数。大庆油田对于致密油储层的评价，首先按照孔隙度进行储层类别的分类，将储层分成致密油Ⅰ类、Ⅱ类和干层。对于录井行业而言，物性评价通常采用核磁共振技术进行孔、渗的测量，但对于致密油储层，不取心，岩屑成粉末状，该方法不再适用，所以我们采用矿物成分交汇图版法进行物性评价。

应用8口井153个层，建立长石、粘上矿物含量交汇图版，对储层进行分类根据这个图版（图1），将储层物性分为三类。致密Ⅰ-1类：长石含量大于38%，粘上矿物含量小于15%，反映孔隙度大于11%。致密Ⅰ-2类：长石含量30～38%，粘上矿物含量12～20%，反映孔隙度介于8～11%。致密Ⅱ类：长石含量小于30%，粘上矿物含量大于20%，反映孔隙度小于8%。

图1  长石含量与粘土矿物交汇图版

2.4 储层含水性评价

致密油水平井不存在含水性判别的问题，但对于致密油直井，由于直井的钻探目的是深化对勘探区目的层油气分布及成藏规律的认识，扩大含油规模，并为水平井钻探提供目标层，所以需要确定目标层必须是纯油层，需要进行含水性判别。对直井27口65层应用轻烃含水性法判别储层流体性质，综合解释均为纯油层，并利用这些井资料进一步完善了轻烃判别解释图，包括：生物降解程度判别图版、Ⅰ类降解含水性判别图、Ⅱ类降解含水性判别图版、Ⅲ类降解含水性判别图版。

3 结论

开发X射线衍射（XRD）技术，对三肇凹陷扶余油层致密砂岩主要岩性的矿物含量进行了测定，通过参数优选，选择了粘上矿物及方解石含量作为判别不同岩性特征参数，并以粘上含量的不同建立了岩性划分标准;研究了三肇凹陷扶余油层致密砂岩矿物组成含量与孔隙度的关系，发现了该区扶余油层孔隙度与长石、粘上、石英含量分别呈正相关、负相关和相关性不明显的特征，通过建立长石、粘上矿物含量交汇图版，实现了定性判断储层类型。

参考文献

[1] 付丽，梁江平.辽盆地北部扶余油层致密油资源评价[J].大庆石油地质与开发，2016，35（4）：168-174.

[2] 方锡贤.X射线衍射全岩矿物分析录井技术应用拓展[J].录井工程，2016，27（1）：14-18.

作者简介：孟彤，1995年4月4日，女，汉，黑龙江宝清，在读研，人工智能、环保。