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致密储层录井评价方法研究

作者：骆瑞利

来源：《科学与技术》2019年第2期

骆瑞利

西部钻探吐哈录井工程公司

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较好的

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