柳江盆地二叠系山西组露头致密砂岩储层非均质性表征方法

doi:10.11743/ogg20230217

石油与天然气地质 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (2): 468-479.doi: 10.11743/ogg20230217

柳江盆地二叠系山西组露头致密砂岩储层非均质性表征方法

袁红旗¹(), 邓馨雨², 杜会尧³, 于英华¹(), 许凤鸣⁴

^1.东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318
^2.中国石油大庆油田有限责任公司第一采油厂第八作业区技术管理室，黑龙江大庆 163000
^3.中国石油大港油田分公司第一采油厂，天津 300280
^4.中国石油大庆油田有限责任公司勘探事业部，黑龙江大庆 163453

收稿日期:2022-05-13 修回日期:2023-01-05 出版日期:2023-03-17 发布日期:2023-03-17
通讯作者: 于英华 E-mail:yuan_flag@163.com;yyhyhq2008@ 163.com
第一作者简介:袁红旗（1979—），男，博士、教授，沉积及储层评价。E-mail：yuan_flag@163.com。
基金项目:
国家自然科学基金项目(41572126);黑龙江省自然科学基金项目(LH2022D013);黑龙江省中央支持地方高校青年骨干人才项目(14011202101);黑龙江省重点研发计划项目(JD22A022)

Characterizing the heterogeneity of tight sandstone in outcropped Permian Shanxi Formation， Liujiang Basin

Hongqi YUAN¹(), Xinyu DENG², Huiyao DU³, Yinghua YU¹(), Fengming XU⁴

^1.School of Earth Science，Northeast Petroleum University，Daqing，Helongjiang 163318，China
^2.No. 1 Oil Production Plant，Daqing Oilfield Company，PetroChina，Daqing，Helongjiang 163318，China
^3.NO. 1 Oil Production Plant，Dagang Oilfield Company，PetroChina，TianJin 300280，China
^4.Exploration Department，Daqing Oilfield Company，PetroChina，Daqing，Heilongjiang 163453，China

Received:2022-05-13 Revised:2023-01-05 Online:2023-03-17 Published:2023-03-17
Contact: Yinghua YU E-mail:yuan_flag@163.com;yyhyhq2008@ 163.com

摘要/Abstract

摘要：

为了深入研究致密砂岩露头储层的非均质性，解决致密砂岩储层非均质性影响因素多、综合定量表征储层非均质性难度大的问题，对柳江盆地二叠系山西组露头储层进行了系统化密集采样。利用地质统计分析、样品实验分析和显微镜薄片观察等方法，确定了致密砂岩储层各项性质及相关定量数据。同时基于洛伦兹曲线理论分析处理数据，运用层次分析法确定了渗透率、孔隙度、面孔率、填隙物含量和粒度等影响因素的权重，提出了综合定量表征致密砂岩储层非均质性的方法。研究表明，靶区山西组露头致密砂岩为强非均质性储层，区域垂直层面和平行层面的孔、渗特征近乎一致。孔隙度与渗透率之间的差相关性表明，基于突进系数、变异系数和级差等参数的传统非均质性评价方法不适用于致密砂岩储层。用新方法得到的结果比传统仅基于渗透率指标所构建的参数能更好地反映致密岩储层和非均质性。该方法也适用于其他类型非常规储层的非均质性评价。

关键词: 非均质性, 定量表征, 洛伦兹系数, 野外露头, 致密砂岩, 山西组, 柳江盆地

Abstract:

Tight sandstone in outcropped Permian Shanxi Formation of the Liujiang Basin is highly heterogeneous as a result of various affecting factors， making quantitatively characterization of the feature quite a headache to parties of interest. A systematic and intensive sampling of the tight sandstone were performed and reservoir properties and relevant quantitative data were obtained through geological statistical analysis， testing and microscopic observation of thin sections. Hendrik Lorentz curves were drawn based on the analysis and the analytic hierarchy process （AHP） was also applied to determine the weights of influence factors such as permeability， porosity， surface porosity， matrix content and particle size， with a comprehensive and quantitative characterization method of the heterogeneity proposed. The study shows that the tight sandstones are highly heterogeneous with nearly identical porosity-permeability characteristics at both the vertical and lateral directions， indicating the invalidity of traditional assessment parameters such as breakthrough coefficient， variation coefficient and gradient in heterogeneity characterization due to the poor correlation between porosity and permeability. Meanwhile， the proposed method yields better results that fit well with the field observation. This method is also applicable to the description of heterogeneity of other types of unconventional reservoirs.

Key words: heterogeneity, quantitative characterization, Lorentz coefficient, field outcrop, tight sandstone, Shanxi Formation, Liujiang Basin

中图分类号:

TE122.2

袁红旗,邓馨雨,杜会尧,等. 柳江盆地二叠系山西组露头致密砂岩储层非均质性表征方法[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(2): 468-479. doi: 10.11743/ogg20230217 Hongqi YUAN,Xinyu DENG,Huiyao DU,et al. Characterizing the heterogeneity of tight sandstone in outcropped Permian Shanxi Formation， Liujiang Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(2): 468-479. doi: 10.11743/ogg20230217

图/表 16

图1

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表3

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表4

表5

图11

参考文献 28

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层号
层号	次生加大石英	玉髓	水白云母	高岭石	铁质胶结物	浊沸石
12	1.00	0	0.60	0.70	3.33	0
1l	1.30	0	0.70	0.70	3.33	0
10	1.00	0	0	1.00	4.00	0
9	1.67	0	0	2.00	2.67	0.67
8	1.67	4.67	2.30	0	3.33	0
7	2.30	1.83	0.17	0.30	1.17	2.00
6	2.75	6.25	1.25	3.25	1.00	0
5	2.25	6.50	2.00	0.25	0.50	0
4	2.25	6.50	1.00	0	1.00	0
3	3.50	6.50	2.00	0	2.00	0
2	3.60	5.40	0.70	0.20	1.10	0.60
1	3.00	0	1.00	1.00	0	0

层号及岩柱方向		渗透率/（10^-3 μm²）		V_k	T_k	J_k
层号及岩柱方向	最大值	最小值	平均值	V_k	T_k	J_k
第11层V	0.433 54	0.001 86	0.088 94	2.16	4.87	232.83
第10层V	0.063 25	0.000 02	0.019 74	1.45	3.20	2 461.41
第9层V	0.001 86	0.000 08	0.000 85	0.89	2.17	21.18
第9层H	0.004 52	0.000 05	0.001 04	1.86	4.33	89.53
第8层V	0.001 94	0.000 22	0.001 18	0.62	1.64	8.61
第8层H	0.526 65	0.000 62	0.107 08	2.19	4.91	836.89
第7层V	0.052 72	0.001 32	0.013 68	1.60	3.85	39.92
第7层H	0.027 19	0.001 26	0.013 44	0.79	2.02	21.50
第6层V	0.038 30	0.003 57	0.017 36	0.81	2.20	10.71
第6层H	0.038 66	0.003 92	0.019 62	0.76	1.96	9.85
第5层V	0.098 56	0.003 72	0.032 90	1.18	2.99	26.48
第5层H	0.068 01	0.005 41	0.033 10	0.84	2.05	12.55
第4层V	0.073 75	0.006 77	0.032 92	0.84	2.24	10.89
第4层H	0.110 90	0.006 47	0.043 94	1.07	2.52	17.12
第3层V	0.023 69	0.001 62	06 68	1.42	3.54	14.57
第3层H	0.058 53	0.003 13	0.019 35	1.20	3.02	18.69
第2层V	0.024 67	0.008 42	0.016 36	0.45	1.50	2.92

目标层A	准则层B	指标层C
储层非均质性A	正向指标B₁	渗透率C₁
		面孔率C₂
		孔隙度C₃
	负向指标B?	填隙物含量C₄
		粒度C₅
		石英含量C₆

层次模型	判断矩阵				权重	一致性检验
A-B		B₁		B₂		λ_max=2.000 0
	B₁	1		7	0.875 0	CI=0
	B₂	1/7		1	0.125 0	CR=0
B₁-C		C₁	C₂	C₃
	C₁	1	2	5	0.581 6	λ_max=3.003 6
	C₂	1/2	1	3	0.309 0	CI=0.001 8
	C₃	1/5	1/3	1	0.109 5	CR=0.003 6
B₂-C		C₄	C₅	C₆
	C₄	1	2	3	0.539 6	λ_max=3.009 2
	C₅	1/2	1	2	0.292 0	CI=0.004 6
	C₆	1/3	1/2	1	0.163 4	CR=0.008 8

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柳江盆地二叠系山西组露头致密砂岩储层非均质性表征方法

Characterizing the heterogeneity of tight sandstone in outcropped Permian Shanxi Formation， Liujiang Basin

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图/表 16

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