柴达木盆地涩北地区第四系泥...型生物气储层孔隙有效性评价_司马立强.pdf

第 35 卷 第 2 期2023 年 3 月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.35 No.2Mar.2023司马立强等：柴达木盆地涩北地区第四系泥岩型生物气储层孔隙有效性评价收稿日期：2022-05-24；修回日期：2022-07-18；网络发表日期：2022-08-17基金项目：国家科技重大专项“四川盆地大型碳酸盐岩气田开发示范工程”（编号：2016ZX05052）和国家自然科学基金项目“热液作用下的深部含铀油蚀变砂岩地球物理响应及铀油兼探方法”（编号：U2003102）联合资助。第一作者：司马立强（1961），男，教授，主要从事油气井测井方法、解释及地质应用方面的科研与教学工作。地址：（610500）四川省成都市新都区新都大道 8 号西南石油大学。Email：。通信作者：马骏（1997），男，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为岩石物理实验、测井方法解释与评价。Email：。文章编号：1673-8926（2023）02-0001-10DOI：10.12108/yxyqc.20230201引用：司马立强，马骏，刘俊丰，等.柴达木盆地涩北地区第四系泥岩型生物气储层孔隙有效性评价 J.岩性油气藏，2023，35（2）：1-10.Cite：SIMA Liqiang，MA Jun，LIU Junfeng，et al.Evaluation of pore effectiveness of Quaternary mudstone biogas reservoirs in Sebeiarea，Qaidam Basin J.Lithologic Reservoirs，2023，35（2）：1-10.柴达木盆地涩北地区第四系泥岩型生物气储层孔隙有效性评价司马立强1，2，马骏1，2，刘俊丰3，杨会洁3，王亮4，赵宁1，2（1.西南石油大学 地球科学与技术学院，成都 610500；2.油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学，成都 610500；3.中国石油青海油田公司 勘探开发研究院，甘肃 敦煌 736202；4.成都理工大学 能源学院，成都 610059）摘要：通过低场核磁共振实验分析了柴达木盆地涩北地区第四系泥岩型生物气储层在饱和水状态及渐变烘干温度状态下的 T2谱，明确了孔隙流体的核磁响应特征，以评价孔隙的有效性。研究结果表明：核磁共振实验是以饱和水状态 T2谱为基础，采用正态分布函数拟合构建了离心束缚水 T2谱，确定了可动流体和毛管束缚流体 T2截止值，用于划分出流体类型并开展了孔隙有效性评价。研究区岩样饱和水状态 T2谱谱峰呈左小右大的形态，右峰幅度值远大于左峰，占 T2谱幅度值 90%以上；随着烘干温度的升高，T2谱幅度减小且左移趋势明显；束缚水 T2谱形态近似于正态分布，起始位置与饱和水状态的 T2谱基本重合。研究区可动流体 T2截止值 T2 C1平均为 3.3 ms，毛管束缚流体 T2截止值 T2 C2平均为1.8 ms；孔隙流体包括可动水、毛管束缚水和黏土束缚水，黏土束缚水 T2小于 T2 C2，毛管束缚水 T2大于T2 C2且小于 T2 C1，可动流体 T2大于 T2 C1；毛管束缚水含量最高，黏土束缚水其次，两者占总孔隙流体的84.43%95.06%，可动水含量低。研究区储层有效孔隙占总孔隙的 54.99%，主要为毛管束缚孔，黏土束缚孔为无效孔隙；黏土含量越高，有效孔隙度越小。关键词：生物气；泥岩型储层；低场核磁共振；T2谱；孔隙有效性；第四系；涩北地区；柴达木盆地中图分类号：TE122.2；P618.13文献标志码：AEvaluation of pore effectiveness of Quaternary mudstone biogasreservoirs in Sebei area，Qaidam BasinSIMALiqiang1，2，MAJun1，2，LIU Junfeng3，YANG Huijie3，WANG Liang4，ZHAO Ning1，2（1.School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；2.State Key Laboratoryof Oil and Gas Reservoir Geology and Exploration，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；3.ResearchInstitute of Exploration and Development，PetroChina Qinghai Oilfield Company，Dunhuang 736202，Gansu，China；4.College of Energy Resources，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）Abstract：Through low-field NMR experiments，the T2spectra of the Quaternary mudstone biogas reservoirs in2岩性油气藏第 35 卷第 2 期the Sebei area of Qaidam Basin were analyzed under saturated water state and gradient drying temperature state，and the NMR response characteristics of pore fluids were clarified to evaluate the effectiveness of pores.The resultsshow that：（1）Based on the T2spectrum under the saturated water state，the centrifugal bound water T2spectrumwas constructed by fitting the normal distribution function，the T2cutoff values of movable fluid and capillarybound fluid were determined，the fluid types were divided，and the pore effectiveness evaluation was carried out.（2）The T2spectral peaks of water-saturated rock samples in the study area are small on the left and large on theright，and the amplitude of the right peak is much larger than that of the left peak，accounting for more than 90%of the T2spectral amplitude.With the increase of drying temperature，the amplitude of the T2spectrum decreasesand the left shift trend is obvious.The T2spectrum shape of the bound water is approximately normal distribution，and the starting position basically coincides with the T2spectrum under the saturated water state.（3）The T2cutoffvalue（T2 C1）of movable fluid in the study area is 3.3 ms on average，and the average T2cutoff value（T2 C2）of capi-llary bound fluid is 1.8 ms.The pore fluids include movable water，capillary bound water and clay bound water.The clay bound water T2is less than T2 C2，and the capillary bound water T2is larger than T2 C2and less than T2 C1，and the movable fluid T2is larger than T2 C1.The capillary bound water content is the highest，followed by the clayirreducible water，which account for 84.43%-95.06%of the total pore fluids，and the movable water content islow.（4）The effective pores of the reservoir in the study area account for 54.99%of the total pores and are mainlycapillary-bound pores，and clay-bound pores are ineffective pores.The higher the clay content，the smaller theeffective porosity.Key words：biogas；mudstone-type reservoir；low-field NMR；T2spectrum；pore availability；Quaternary；Sebeiarea；Qaidam Basin0引言柴达木盆地第四系泥岩型生物气藏属于自生自储的原生气藏1，是近年油气勘探发现的新型气藏，目前盆地内多口井在第四系泥岩层中获得了工业气流。泥岩型储层通过生物作用形成的天然气藏潜力巨大，具有良好的勘探开发价值2。已有研究成果表明该地区泥岩型生物气储层非均质性极强，总孔隙度一般为 25%35%3-4，孔隙结构对生物气的产出、储集、运移及孔隙内流体的赋存方式都有显著的影响5。开展储层孔隙有效性评价，明确孔隙流体赋存状态是泥岩型生物气储层高效开发的关键。孔隙有效性评价采用的主要手段包括核磁共振、扫描电镜、高压压汞、氮气吸附以及纳米CT扫描技术等6-8。其中，核磁共振作为一种能够研究储层孔隙结构的高精度新兴技术，具有无损、测试快速和信息丰富的优势，可以全面确定储集层孔隙结构相关参数9-10。目前，核磁共振技术已广泛应用于砂岩、碳酸盐岩等储层孔隙结构的研究11-13。Straley 等14通过核磁共振技术进行流体划分，认为砂岩的毛管束缚水和黏土束缚水横向弛豫时间（T2）截止值分别为 33.0 ms 和 3.0 ms；孙军昌等15综合使用核磁共振技术得出致密页岩储层毛管束缚水T2截止值平均为 8.3 ms；Liu 等16，向雪冰等17和蒋裕强等18利用核磁共振结合离心及热处理技术对页岩进行研究，建立了页岩岩样孔隙划分概念模型并阐明了孔隙流体分布，完善了孔隙有效性评价；朱明等19基于正态分布拟合出离心束缚水状态核磁共振谱，提出了一种新的 T2截止值计算方法，与实际结果的误差小于 2.0 ms，极大地提高了复杂储层束缚水饱和度评价的精度；吴丰等20针对复杂岩性，根据岩性差异选取不同的 T2截止值，对不同岩性进行了孔隙度评价。然而，采用核磁共振技术对泥岩型生物气储层进行孔隙有效性评价的研究少见报道。选取柴达木