摘要
随着火山岩油气藏的不断开发，发现火山碎屑岩是火山岩油气藏重要的储集岩性之一。火山碎屑岩的组成物质为火山碎屑物质，其为介于熔岩和正常沉积岩之间的过渡岩性，目前全球已不断有大规模的该类油气藏被发现。松辽盆地德惠断陷深层的火石岭组三段火山碎屑岩储层分布广泛，含天然气资源潜力大。研究区储层岩性复杂，含3大类8小类。受多种成岩作用影响，主要有气孔、（脱玻化）溶蚀孔、基质孔和微裂缝等多种储集空间类型。孔隙结构复杂，储层类型判别困难。现有导电模型不能准确描述其导电规律，流体定性定量解释困难，气水分布不清晰。有利储层影响因素不明确，导致有利储层预测困难。因此，系统深入地开展德惠断陷火山碎屑岩致密气储层测井综合评价及有利储层分布规律研究，具有十分重要的意义。 基于成岩作用-粒度的火山碎屑岩岩性分类方案，提出了火山碎屑岩各种岩性分布模式图，揭示了火山碎屑岩各种岩性在火山口和湖泊之间的发育关系，近火山口到远火山口依次发育火山碎屑熔岩、正常火山碎屑岩和沉火山碎屑岩。基于岩心观察、薄片鉴定，按岩性分类方案，建立了交会图版和 FMI 图像模式结合的岩性识别方法以及基于决策树节点信息的支持向量机岩性识别方法，优选基于决策树节点信息的支持向量机法识别岩性，实现了研究区 8 种火山碎屑岩岩性的准确识别，模型精度达98.4%。 设计了火山碎屑岩储层铸体薄片、高压压汞、核磁共振和纳米 CT 扫描等系列实验，深入系统地分析了火山碎屑岩储层成岩作用对孔隙发育程度的影响，明确了不同岩性的主要储集空间类型，火山碎屑熔岩主要发育气孔、（脱玻化）溶蚀孔和微裂缝，正常火山碎屑岩主要发育（脱玻化）溶蚀孔、微裂缝和基质孔隙，沉火山碎屑岩主要发育基质孔。厘清了不同储层类型储层物性、孔隙结构、储集空间类型和产能特征，建立了不同储层类型划分方案。优选出了储层类型识别敏感参数，建立了火山碎屑岩储层类型识别图版，其中孔隙度-渗透率、孔隙度-排替压力交会图版识别效果最好，图版精度高于93.75%。对于不同储层类型按照大孔隙和小孔隙分别建立了核磁共振T2谱转换伪毛管压力曲线方程，给出了孔隙结构参数计算模型。 基于 ECS 测井资料确定了 8 种岩性的火山碎屑岩岩石骨架参数，考虑天然气影响，建立了密度-核磁共振孔隙度模型和密度-中子孔隙度模型，优选出变骨架参数的密度-中子法作为火山碎屑岩孔隙度解释模型。应用层流指数（FZI）对储层进行分类，采用基于决策树节点信息的支持向量机法对储层类型进行预测，按不同储层类型建立了渗透率解释模型，实现了火山碎屑岩储层渗透率的高精度评价。基于岩电实验数据，分岩性和储层类型深入地研究了火山碎屑岩储层的岩电规律，结果表明，无论按岩性还是储层类型其储层岩电规律都不符合阿尔奇方程。针对火山碎屑岩储层气孔 和（脱玻化）溶蚀孔孔隙大且连通性好，而基质孔孔隙小且连通性差的特征，考虑大孔隙和小孔隙的连通状况和孔隙结构对岩石导电规律的影响不同以及大孔隙中发育气和可动水而小孔隙中发育束缚水，利用有效介质导电理论能很好描述某一组分的连通状况和孔隙结构对岩石导电规律影响的优势，建立了四组分火山碎屑岩储层有效介质导电模型。将其与等效岩石元素导电模型、孔隙几何形态导电模型对比发现，四组分火山碎屑岩储层有效介质导电模型能够更好地描述岩石导电规律，从而实现了火山碎屑岩不同储层类型含水饱和度的准确求取。 利用建立的岩性、储层类型、储层参数、流体性质解释方法，对研究区 9 口井进行综合测井评价，解释成果与试气结论吻合。明确了研究区火山碎屑储层气水分布规律，气层主要分布在N13、N11和N18井及附近；差气层主要分布在N18、N12、N14和N19井及附近；气水同层主要分布在 N13、N11和 N15井及附近；含气水层主要分布在 N15 和 N16 井及附近。有效储层孔隙度下限为 6.0%，渗透率下限为 0.001×10-3μm2，确定了I类、II类储层为研究区有效储层，I类储层主要分布在N11、N13、N16和 N20井及附近，II类储层主要分布在 N11、N12、N13、N15、、N16、N18、N19和N20 井及附近。开展岩性、成岩作用、火山岩相和裂缝发育等因素对有利储层发育的影响研究，明确了含角砾凝灰熔岩、凝灰熔岩和凝灰岩，（脱玻化）溶蚀作用，近火山口相和过渡相、开启缝发育是研究区火山碎屑岩有利储层发育的有利因素。综合 I 类和 II类储层分布，气水层分布规律和储层有利因素发育规律，预测 N11井、N13井和N18井及附近是有利储层发育区。预测结果与水平井 NH1试气结论吻合很好，证明了本文对火山碎屑岩有利储层预测的准确性。 本文研究成果提高了德惠断陷火山碎屑岩致密气储层测井评价精度，预测的有利储层分布规律对工区布井具有指导意义。本文提出的火山碎屑岩岩性分布模式及识别方法、储层类型分类方案及判别方法、四组分有效介质导电模型对同类复杂火山岩油气藏的储层解释评价具有重要的借鉴作用。
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