合川-潼南地区茅一段泥灰岩储集空间测井定量评价方法_李宏斌.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 4 月 第 42 卷第 2 期Apr.，2023Vol.42 No.2DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202204047合川-潼南地区茅一段泥灰岩储集空间测井定量评价方法李宏斌1 金雪英2 夏文豪2 王雪萍2 俞萱2（1.中国石油大庆油田有限责任公司开发事业部，黑龙江 大庆163453；2.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆163712）摘要：合川-潼南地区茅一段泥灰岩储层纳米孔缝发育，储集空间类型复杂，传统基于岩心实验评价孔隙构成的方法耗时、覆盖率低且成本高。为了准确、连续地评价该类储层的储集空间构成，以岩心实验结果为基础，将储层中的储集空间进行分类，通过研究不同类型孔隙在元素、核磁等特殊测井中响应特征，构建储层岩石物理模型，建立了有机质孔、黏土矿物孔等不同类型的纳米级孔隙测井定量评价方法，并对各类储集空间的贡献及有效性进行分析。结果表明：茅一段泥灰岩储集空间分为有机质孔、脆性矿物孔、黏土矿物孔和裂缝4种类型；茅一段泥灰岩以脆性矿物孔和黏土矿物孔为主，其中黏土矿物孔对有效孔隙度几乎无贡献；有机质孔与总有机碳含量具有相关性，对总孔隙度有一定贡献；裂缝对总孔隙度贡献小，但对渗透率贡献较大。研究成果对同类泥灰岩储层资源潜力评价具有指导意义。关键词：合川-潼南地区；茅一段；泥灰岩；储集空间；定量评价；有机质孔；特殊测井中图分类号：TE122.2+4；P631 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）02-0123-10Quantitative logging evaluation method for accumulation space of marlstone reservoir in Member Mao1 in HechuanTongnan areaLI Hongbin1，JIN Xueying2，XIA Wenhao2，WANG Xueping2，YU Xuan2（1.Development Department of PetroChina Daqing Oilfield Co Ltd，Daqing 163453，China；2.Exploration and Development Research Institute of PetroChina Daqing Oilfield Co Ltd，Daqing 163712，China）Abstract：The marlstone reservoir of Member Mao-1 in Hechuan-Tongnan area develops nano-scale pores and fractures，with complex accumulation space types.Conventional method based on core experiments is time-consuming，low in coverage and high in cost.In order to accurately and continuously evaluate accumulation space composition，based on core experimental data，accumulation spaces are divided into 4 types.By studying response characteristics of different types of pores in special logging such as ECS and NMR and building reservoir petrophysical model，quantitative logging evaluation method is established for different types of nano-pores such as organic matter-hosted pores，clay mineral pores，etc.，and contribution and effectiveness of various pores are analyzed.The results show 4 types of accumulation space in Member Mao-1 marlstone reservoir including organic matter-hosted pores，brittle mineral pores，clay mineral pores and fractures.The pores in Member Mao-1 are mainly brittle mineral pores and 收稿日期：2022-04-18 改回日期：2022-09-20基金项目：中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“深层油气储集层形成机理与分布规律”（2018A-0103）。第一作者：李宏斌，男，1974年生，高级工程师，从事油气田开发及测井评价研究。E-mail：通信作者：金雪英，女，1986年生，工程师，从事复杂岩性测井评价研究。E-mail：2023 年大庆石油地质与开发clay mineral pores，of which clay mineral pores generally do not contribute to effective porosity.Organic matter-hosted pores are related to TOC and have a certain contribution to total porosity.Fractures have less contribution to total porosity，but more contribution to permeability.The research has guidance significance for resources potential evaluation of similar marlstone reservoirs.Key words：Hechuan-Tongnan area；Member Mao-1；marlstone；accumulation space；quantitative evaluation；organic matter-hosted pore；special logging0引言近几年四川盆地多口井陆续在二叠系茅口组一段（茅一段）泥灰岩储层获得了工业性突破，揭示了其巨大的资源潜力和较好的勘探前景。已有学者16在成因机制、生烃潜力及储层特征等方面研究取得了一定进展，认为该类泥灰岩储层具有含有机质、矿物成分复杂、纳米级孔缝发育、非均质性强、瘤状构造广泛发育等特点，属于非常规油气储层。孔隙类型的确定及组分定量分析作为非常规储层评价的重要内容7，对孔隙结构及后续的储层导电机理研究、含气量的计算均有重要意义。目前，储层储集空间类型确定及组分定量分析主要基于岩心铸体薄片、高精度扫描电镜资料等，结合大量实验数据，开展统计分析813，但该方法耗时、成本高，且不能进行连续评价。测井资料具有易获取、覆盖率高等特点，可以定量评价储层孔隙度，有少量文献1417对须家河组致密气、芦草沟组致密油及龙马溪组页岩气等储层开展过相应研究，但这些方法有很强的区域性，尤其是有机质孔隙的定量评价是通过大量岩心资料统计获得，并未涉及利用测井资料定量计算。因此借用以往这些方法评价茅一段泥灰岩微-纳米级储集空间类型具有一定局限性。本文利用岩心实验结果，对茅一段泥灰岩储集空间的构成进行分析和分类，同时充分发挥元素、核磁等特殊测井的优势1821，搞清了不同储集空间类型的测井响应机理，建立了茅一段泥灰岩储层有机质孔隙、黏土矿物孔隙、脆性矿物孔隙和裂缝的测井定量评价方法，为后续的储层精细评价奠定了基础。1区域地质概况合川-潼南地区位于川中古隆起东部的川中平缓构造带，受前二叠纪构造古地理影响，整个中-上扬子地区茅口组为一由西向东的单斜构造缓坡（图1）。受东吴构造运动影响，茅口组顶部的茅四段遭受剥蚀，因此研究区缺失茅四段，茅口组自下而上分为茅一段、茅二段和茅三段，茅一段底部与下伏栖霞组呈整合接触。其中茅三段及茅二段岩性以灰褐色泥-微晶灰岩、云质灰岩为主，偶见硅质岩。茅一段沉积时期继承了栖霞期海侵原貌，海平面继续升高，茅一段长期处于能量较低的深水缺氧环境下缓坡沉积期，形成了一套厚度分布相对稳定、含有机质的致密碳酸盐岩。地质录井、钻井取心及测井资料显示合川-潼南地区茅一段发育稳定，厚度为 6085 m，储层厚度由北向南逐渐增厚，主要岩性为泥质灰岩、瘤状灰岩、含泥灰岩、灰岩等，w（TOC）主要为 0.3%3.3%，平均为0.75%；孔 隙 度 主 要 为 0.2%10.7%，平 均 为2.6%，储层发育在低电阻率、中-高自然伽马泥灰岩中（图2）。图1研究区构造位置Fig.1 Structural location of studied area124第 42 卷 第 2 期李宏斌 等：合川-潼南地区茅一段泥灰岩储集空间测井定量评价方法2储集空间2.1特征岩心观察、薄片分析、高压压汞、氩离子抛光扫描电镜、能谱分析等资料表明，合川-潼南地区茅一段泥灰岩储集空间类型有溶蚀孔、晶间晶内溶孔、有机质孔、粒缘缝、黏土矿物层间孔缝及溶蚀裂缝等，以纳米级孔缝为主，小于 100 nm 的孔隙十分发育，孔径主要为 250 n，大孔和微裂缝次之。茅一段泥灰岩储层扫描电镜测试结果（图 3）显示，黏土矿物晶间孔缝主要为发育在片状伊蒙混层内孔缝及滑石集合体内部散乱分布的成岩收缩孔缝（图 3（a），孔隙以纳米级为主，孔径普遍小于 100 nm；有机质孔主要呈圆状、椭圆状、不规则状，以独立有机质孔、包裹黏土矿物的有机质孔和黄铁矿晶间有机质孔隙及有机质边缘收缩孔缝的形 式 存 在，孔 径 集 中 分 布 在 235 nm（图 3（b）；溶蚀孔大多发育于方解石和白云石颗粒内，数量多，孔径大，孔径为 1001 300 nm（图3（c）；晶间孔主要分布于方解石、白云石、石英等脆性矿物颗粒之间，孔径小于 800 nm（图 3（d）；同时在脆性矿物颗粒边缘，还发育粒缘缝，裂缝宽度基本小于 600 nm（图 3（e）；裂缝主要有构造缝、压溶缝等微裂缝（图 3（f），构造缝周围串珠状溶蚀孔隙为微米级，裂缝宽度一般为2100 m，主体分布在535 m。2.2类型岩心全岩分析结果显示，茅一段矿物成分复杂，主要有方解石、白云石、石英、黏土，个别样品含少量黄铁矿、菱铁矿及萤石。利用其矿物组成结合储集空间特征建立该类地层岩石物理模型（图4），根据茅一段泥灰岩储层微观孔隙与各类矿物的关系，将储集空间进一步划分为有机质孔、脆性矿物孔、黏土矿物孔和裂缝 4种类型，这 4种孔隙构图2Y 井茅一段地层柱状图Fig.2 Stratigraphic column of Member Mao-1 in Well Y图3茅一段泥灰岩储集空间特征照片Fig.3 SEM images of accumulation space characteristics of marlstone in Member Mao-11252023 年大庆石油地质与开发成了储层的总孔隙。（1）有机质孔：与有机质相关的微孔隙，主要包括有机质内部孔隙及有机质边缘收缩缝。（2）脆性矿物孔：与脆性矿物相关的微孔隙，主要包括脆性矿物晶间孔、晶内溶孔及脆性矿物粒缘缝。（3）黏土矿物孔：与黏土矿物相关的微孔隙，主要包括黏土矿物晶间孔缝及黏土矿物收缩孔缝。（4）裂缝：由构造和成岩作用形成的微裂隙，主要包括构造微裂缝、压溶缝及构造缝周围串珠状溶蚀孔隙，一般