一种构造挤压区砾岩储层评价方法

1.本发明涉及石油天然气勘探与开发技术领域，具体为一种构造挤压区砾岩储层评价方法。


背景技术：

2.石油和天然气均赋存于储集层内，储层评价在油气勘探与开发过程中是非常重要的一项基础工作。没有高质量的储层，就没有油气藏的高储量和高产量。在我国，碎屑岩油气资源潜力巨大，目前，伴随着准噶尔盆地玛湖凹陷大型砂砾岩油藏的发现，砾岩储层研究已迫在眉睫。储层质量及其评价是制约砾岩油气勘探的关键因素之一。构造作用对碎屑岩储层成岩改造机制的重要影响已经被广泛认可，中国尤其中国西北部叠合盆地众多，其形成演化以多期构造作用制约为特征。因此，确立构造挤压区砾岩储层的评价方法对于我国西北部砾岩油气藏勘探与开发意义重大。
3.在构造挤压强烈的地区砾石容易发生破裂而形成砾内缝，这些微裂缝本身就能够改善储层的渗透性，同时还能为酸性流体提供通道，促进溶蚀孔隙的发育。其中，一些砾内缝与粒间孔隙和裂缝相连通，能促进砾内溶蚀作用；而另外一些砾内缝被粒间填隙物封堵，成为无效的封闭裂缝。目前评价砾岩储集层的主要方法是利用岩心实测孔渗数据、岩心砾石组分分析与测井资料计算储层物性参数（以孔隙度、渗透率为主）对砾岩储集层进行分类评价。
4.然而，上述方法均存在一定的问题：（1）由于砾岩中碎屑粒径大，在进行岩心孔隙度和渗透率测试时需要采用大直径的柱塞样品，这样会破坏并浪费了宝贵的岩心，加之测试成本较高而难以大面积推广；该方法不涉及储层成因，预测功能差。（2）基于岩心砾石组分分析的方法未考虑砾石挤压破裂作用对储层质量的影响，而且在构造挤压强烈的地区，不同构造位置的储层多来自同一物源区，其砾石成分整体变化不大。（3）利用地球物理测井资料计算砾岩储层物性参数是一种间接评价的方法，岩石骨架参数的确定和数学模型的选择对最终计算结果产生巨大影响；对于砾岩储层、碎屑颗粒和填隙物成分多种多样，岩相和支撑结构较为复杂，储集空间种类繁多，在构造挤压区还有发育复杂的微裂缝；测井资料评价结果往往与岩心实测孔渗数据存在明显差异，加之该方法未考虑优质储层的地质成因，因而在构造挤压区优质砾岩储层预测方面的作用非常小。
5.另外，在专利号为cn113137225a一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法中公开了以砾岩砾石组分分析为基础，将砾岩储层的微观特征（砾石组分、面孔率）和宏观特征（储层孔渗和油气产能）相结合，通过探讨砾岩砾石组分对油气储层的控制作用，提供的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，是一种直接的储层地质评价方法，能够不依赖地球物理测井资料对砾岩储层进行准确便捷的评价，进而准确、快速指导砾岩油气藏的勘探开发。但是该专利是根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准，主要是建立砾石组分与储层物性和油气产能的相关关系，由于砾岩储层的碎屑颗粒和填隙物成分多种多样，从而难以对构造挤压区砾岩储层进行综合评价。


技术实现要素：

6.（一）解决的技术问题本发明针对上述砾岩储层评价方法存在的技术问题，提出一种基于破裂砾石含量与溶蚀砾石含量构造挤压区砾岩储层评价方法。该方法是一种直接地质评价方法，其通过选取研究区不同构造挤压位置钻遇砾岩资料齐全的取心井，铸体薄片分别统计出构造挤压地区砾岩储层的填隙物类型、面孔率、破裂砾石含量与溶蚀砾石含量，结合储层孔渗数据，利用破裂砾石含量与溶蚀砾石含量之间的关系评价构造挤压区砾岩储集层质量，重点解决了对于砾岩储层、碎屑颗粒和填隙物成分多种多样导致的综合分析不全面的问题。
7.（二）技术方案为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种构造挤压区砾岩储层评价方法，包括如下步骤：s1：选取研究区不同构造挤压位置钻遇砾岩资料齐全的取心井，收集与本方案相关的地质资料，包括岩心录井数据、岩心样品、铸体薄片、实测孔渗数据资料，确定具有钻井取心井的数量和名称，需要确保钻井分布能够覆盖已知砾岩的垂向和横向分布范围；s2：根据岩心录井数据确定需要研究的砾岩岩心层段，采用人工观测的方法对其进行精细观察，并根据岩心观察结果采集岩石样品；如果收集到的铸体薄片和孔渗数据不能覆盖岩石样品的范围，则需要进行薄片磨制和孔渗测试的相关资料补充工作；s3：在显微镜下鉴定砾岩储层的填隙物类型及含泥程度，并统计每一张铸体薄片中砾岩的面孔率、破裂砾石含量及溶蚀砾石含量数据；s4: 在显微镜下统计数据的基础上，结合岩心样品实测孔隙度和渗透率数据，按照溶蚀砾石含量（用s表示）与破裂砾石含量（用p表示）的比值（即s/p）的不同分别进行统计，并分别绘制面孔率、孔隙度、渗透率与s/p之间的交会图，以此为基础，分析研究区不同s/p比值的砾岩储层在面孔率、孔隙度和渗透率上的差异；s5：根据砾岩储层微观上统计的溶蚀砾石含量与破裂砾石含量的关系建立构造挤压区砾岩储层评价标准，为相似地区砾岩储层质量的预测和评价提供依据；s6: 根据确立的储层评价方案，结合研究区沉积相和成岩作用方面的研究成果，分析相对优质储层成因，并对砾岩储层的分布预测指明方向。
8.优选的，所述岩石样品用来磨制铸体薄片的样品为块状样品，用来测试孔隙度和渗透率的样品为直径35-40mm，且长度为4.5-5.5cm的柱塞样品。
9.优选的，所述s4中还包括对岩性、粒间填隙物颜色和储层类型特征或参数的研究，实现储层宏观评价；加大对面孔率、孔隙度和渗透率的定量分析，进行储层微观方面的评价；通过对储层宏观与微观特征深度结合进行分析，加大储层定量评价，以达到综合评价的目的。优选的，所述s3中破裂砾石含量和溶蚀砾石含量分别是指薄片内发育裂缝的砾石数和发生溶蚀的砾石数与砾石总数之比，用百分数表示。优选的，所述岩性、粒间填隙物颜色和储层类型特征需要进行分类，岩性分类包括细砾岩、中-细砾岩和中砾岩，粒间填隙物颜色标识包括有粒间发育浊沸石、粒间发育泥质杂基、粒间发育片沸石和粒间发育绿泥石，储层类型包括i级好储层、ii级中储层和iii级差储层。
10.（三）有益效果与现有技术相比，本发明提供了一种构造挤压区砾岩储层评价方法，具备以下有益效果：（1）该发明，首先选取研究区不同构造挤压位置钻遇砾岩资料齐全的取心井，该取心井综合性比较强，砾岩储层、碎屑颗粒和填隙物成分多种多样，给构造挤压区砾岩储层的评价提供了基础，通过铸体薄片分别统计出构造挤压地区砾岩储层的填隙物类型、面孔率、破裂砾石含量与溶蚀砾石含量，结合储层孔渗数据，利用破裂砾石含量与溶蚀砾石含量之间的关系评价构造挤压区砾岩储集层质量，对于岩相和支撑结构较为复杂能够进行综合全面的分析和评价，根据砾岩储层微观上统计的溶蚀砾石含量与破裂砾石含量的关系建立构造挤压区砾岩储层评价标准，为相似地区砾岩储层质量的预测和评价提供依据，从而使得测井资料评价结果往往与岩心实测孔渗数据差异非常小，在构造挤压区优质砾岩储层预测方面的作用非常大，同时对宝贵的岩心不会造成损害，测试成本较低从而可以大面积推广。
11.（2）该发明对岩性、粒间填隙物颜色和储层类型特征或参数的研究，实现了储层宏观评价；加大对面孔率、孔隙度和渗透率的定量分析，实现储层微观方面的评价；通过对储层宏观与微观特征深度结合进行分析，加大对储层的定量评价，从而可以实现综合评价。
附图说明
12.图1为本发明实施例所提供的构造挤压区砾岩储层评价方法的流程图；图2为本发明实施例所提供的不同s/p砾岩储层的面孔率、孔隙度与渗透率对比图；图3为本发明实施例所提供的砾岩储层溶蚀砾石含量与破裂砾石含量交会图及评价图。
具体实施方式
13.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种构造挤压区砾岩储层评价方法做进一步详细的描述。
14.综合实施例请参阅图1-3，一种构造挤压区砾岩储层评价方法，包括如下步骤：s1：选取研究区不同构造挤压位置钻遇砾岩资料齐全的取心井，收集与本方案相关的地质资料，包括岩心录井数据、岩心样品、铸体薄片、实测孔渗数据资料，确定具有钻井取心井的数量和名称，需要确保钻井分布能够覆盖已知砾岩的垂向和横向分布范围。s2：根据岩心录井数据确定需要研究的砾岩岩心层段，采用人工观测的方法对其进行精细观察，并根据岩心观察结果采集岩石样品；如果收集到的铸体薄片和孔渗数据不能覆盖岩石样品的范围，则需要进行薄片磨制和孔渗测试的相关资料补充工作。s3：在显微镜下鉴定砾岩储层的填隙物类型及含泥程度，并统计每一张铸体薄片中砾岩的面孔率、破裂砾石含量及溶蚀砾石含量数据。s4: 在显微镜下统计数据的基础上，结合岩心样品实测孔隙度和渗透率数据，按照溶蚀砾石含量（用s表示）与破裂砾石含量（用p表示）的比值（即s/p）的不同分别进行统计，并分别绘制面孔率、孔隙度、渗透率与s/p之间的交会图，以此为基础，分析研究区不同s/p比值的砾岩储层在面孔率、孔隙度和渗透率上的差异。s5：根据砾岩储层微观上统计的溶蚀砾石含量与
破裂砾石含量的关系建立构造挤压区砾岩储层评价标准，为相似地区砾岩储层质量的预测和评价提供依据。s6: 根据确立的储层评价方案，结合研究区沉积相和成岩作用方面的研究成果，分析相对优质储层成因，并对砾岩储层的分布预测指明方向。
15.具体的，岩石样品用来磨制铸体薄片的样品为块状样品，用来测试孔隙度和渗透率的样品为直径35-40mm，且长度为4.5-5.5cm的柱塞样品。
16.具体的，s4中还包括对岩性、粒间填隙物颜色和储层类型特征或参数的研究，实现储层宏观评价；加大对面孔率、孔隙度和渗透率的定量分析，进行储层微观方面的评价；通过对储层宏观与微观特征深度结合进行分析，加大储层定量评价，以达到综合评价的目的。具体的，s3中破裂砾石含量和溶蚀砾石含量分别是指薄片内发育裂缝的砾石数和发生溶蚀的砾石数与砾石总数之比，用百分数表示。具体的，岩性、粒间填隙物颜色和储层类型特征需要进行分类，岩性分类包括细砾岩、中-细砾岩和中砾岩，粒间填隙物颜色标识包括有粒间发育浊沸石、粒间发育泥质杂基、粒间发育片沸石和粒间发育绿泥石，储层类型包括i级好储层、ii级中储层和iii级差储层。
17.典型应用实施例（1）选取研究区不同构造挤压位置钻遇砾岩的资料齐全的取心井，尽可能多的收集与本方案相关的地质资料，包括岩心录井数据、岩心样品、铸体薄片、实测孔渗数据等资料。确定具有钻井取心井的数量和名称，需要确保钻井分布能够覆盖已知砾岩的垂向和横向分布范围（表1）。
18.（2）根据岩心录井数据确定需要研究的取心井的砾岩岩心层段，采用人工观测的方法对目的层砾岩储层岩心进行精细观察，并根据岩心观察结果采集细砾岩和中砾岩的岩石样品（用来磨制铸体薄片的样品为块状样品，用来测试孔隙度和渗透率的样品为直径35-40mm且长度为4.5-5.5cm左右的柱塞样品）。根据收集到的铸体薄片和孔渗数据来判定是否需要进行薄片磨制和孔渗测试的相关工作（表1）。如果所采集岩石样品所在深度处已经存在铸体薄片资料或实测孔渗数据，则可以直接使用从生产单位收集到的相关资料进行下一步的鉴定和统计分析。如果该深度处没有现成的铸体薄片，则需要进行磨制铸体薄片的工作。在磨制砾岩铸体薄片的过程中，对于粒度相对较细的细砾岩可磨制常规尺寸（2.5cm
×
5cm）铸体薄片，而粒度相对较粗的中砾岩需磨制超大尺寸（5cm
×
7.5cm）铸体薄片以便于进行统计分析。如果该深度处不存在孔渗数据，则需要利用sl-2型岩心孔渗联测实验装置或者采用具有相似功能的测试装置进行孔渗测试。
19.表1 研究区砾岩储层地质数据统计表
（3）利用偏光显微镜及其照相功能对砾岩储层的铸体薄片进行微观分析。
20.采用zeiss axio imager a2型透反射光学显微镜或者采用具有相同性能的偏光显微镜和照相系统进行薄片鉴定；采用ipp图像分析软件或者具有相同功能的其它图像分析软件对镜下照片的面孔率进行定量分析。
21.在偏光显微镜下对每一张铸体薄片进行鉴定并拍摄微观照片，确定砾岩的填隙物类型及含泥程度，并利用所拍照片定量统计面孔率的大小；或者也可以使用从研究区收集到的铸体薄片鉴定数据。此外，统计薄片中总的砾石（粒径≥2 mm）数量、发育裂缝的砾石的数量（即破裂砾石数）和发生溶蚀的砾石的数量（即溶蚀砾石数）。然后，计算破裂砾石含量（用p表示）与溶蚀砾石含量（用s表示），即薄片内发育裂缝的砾石数和发生溶蚀的砾石数与砾石总数之比，用百分数表示。具体的镜下鉴定和统计结果如表2所示。
22.表2 铸体薄片镜下鉴定及统计记录表
注：“/”表示该项测试失败。
23.（4）在镜下统计数据的基础上，结合岩心样品实测孔隙度和渗透率数据（本次研究中主要采用从生产单位收集到孔渗数据），按照溶蚀砾石含量s与破裂砾石含量p的比值的不同分别进行统计，并分别绘制面孔率、孔隙度、渗透率与s/p之间的交会图（图2）。
24.研究区不同s/p比值的砾岩储层在面孔率、孔隙度和渗透率上表现出较大的差异。
25.对于溶蚀砾石含量明显小于破裂砾石含量的砾岩储层，当s/p＜0.5时，面孔率往往低于0.6%；当溶蚀砾石含量与破裂砾石含量比较接近，例如s/p介于0.5~1.75之间时，面孔率明显增大，除个别样品点的值较低外，大部分值位于0.7%~1.5%的范围内；对于溶蚀砾石含量明显大于破裂砾石含量的砾岩储层而言，其面孔率较高，一般大于1.5%。
26.不同s/p砾岩储层的孔隙度分布也存在类似的特征，不过与面孔率分布不同的是，当s/p＜0.75时，孔隙度值较低，一般在9.0%以下；当s/p＞0.75时，孔隙度值明显升高。
27.渗透率的分布略有不同，只有当s/p明显高于1.75时，即溶蚀砾石含量明显大于破裂砾石含量时，砾岩储层的渗透率才会明显得到改善。
28.（5）结合上述分析，根据砾岩储层微观上统计的溶蚀砾石含量与破裂砾石含量的关系可建立构造挤压区砾岩储层评价标准，为相似地区砾岩储层质量的预测和评价提供依据，如表3和图3所示。
29.表3 基于溶蚀砾石含量和破裂砾石含量关系的砾岩储层级别划分方案图3是比较直观的砾岩储层评价图，具体方法是绘制研究区目的层细砾岩和中砾岩储层样品溶蚀砾石含量与破裂砾石含量之间的交会图，并标注每一个砾岩样品的粒度粗细及填隙物类型，同时将表示溶蚀砾石含量与破裂砾石含量相等的对角线在图中用黑色虚线标出来。
30.据图3可知，i级好储层多位于图中对角线的左上区域，这里的样品点基本不含泥质杂基，粒间发育浊沸石胶结物，而浊沸石相对比较容易发生溶蚀。砾石破裂形成的砾内缝与粒间孔缝相互连通形成可供流体运移的网络，溶蚀作用不仅在砾石内部沿着砾内缝发生，还通过粒间孔缝在砾石的边缘发生。因此，溶蚀砾石数往往大于破裂砾石数，储层物性相对较好，是优质的砾岩储层。ii级中等储层多分布在对角线及其附近的位置上，溶蚀砾石数与破裂砾石数基本上比较接近，构造挤压产生的砾内缝基本上是有效的、可供溶蚀流体穿行的裂缝；这类储层样品点既包括细砾岩也含包括粒度较粗的中-细砾岩和中砾岩，这些样品粒间填隙物既发育沸石胶结物也发育泥质杂基，其中粒间泥质含量较高的储层相对较差一些。iii级差储层多分布在对角线的右下区域，溶蚀砾石含量明显低于破裂砾石含量，这类储层的物性较差。落在这一区域的样品点含有较多泥质杂基，而且粒间发育不易发生溶蚀的片沸石和绿泥石，这些砾岩储层中的砾石在受到构造挤压发生破裂之后，由于粒间泥质、片沸石或绿泥石的封堵导致有些砾内缝不能作为流体运移的通道，成为无效的、不能
促进溶蚀作用发生的裂缝。
31.（6）根据步骤（4）确立的储层评价方案及相关分析可知，研究区目的层粒间发育易溶的浊沸石胶结物的、贫泥的砾岩相多为ii级和i级中等到好的砾岩储层，结合研究区目的层沉积相和成岩作用等方面的研究成果，研究区相对优质砾岩储层应分布在牵引流成因的颗粒支撑砾岩相中，例如扇三角洲沉积体系前缘亚相的水下分流河道，粒间杂基含量极低且浊沸石胶结物较发育，同时这些位置的构造挤压作用较为强烈，比较容易形成砾内缝和穿粒缝等流体运移通道。当然，在根据溶蚀砾石含量与破裂砾石含量关系建立构造挤压区砾岩储层评价和预测方案的过程中，需要针对研究区目的层的具体情况进行具体的分析，本实例提供了一个具体的可参考的实施方案。
32.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。