目前西湖凹陷已经开发的油气田孔隙度基本上在10%以上，渗透率基本上在1×10^-3 μm²以上，物性相对较好，埋深较浅。而近几年随着勘探技术的不断突破，陆续在东海发现了中低孔隙油气田，部分层段经钻杆测试取得了较高的产能。因此，针对这类低孔隙储层的评价工作也迫在眉睫。本方法就是深入挖掘现有资料，寻找资料背后隐藏的信息，为精确评价地层提供有效的依据。

1 研究概况与所面临的问题

H气田是近几年取得的重大勘探成果，在埋藏深度3 500~ 4 500 m钻遇大套气砂，但是由于储层的埋深大，加上砂体的非均质性比较强，导致物性差异很大，而即使同样的物性条件下，由于岩石颗粒分选性差异，导致孔隙结构特征的差异很大，进而影响到渗透性的好坏，而渗透率又直接影响了储层的产能大小。如何在中低孔隙度储层中识别相对高渗的储层，作为开发的重点地层，也是值得研究的一道课题。

另一方面，孔隙结构特征集中表现在孔隙度谱的分布上，岩石的孔隙度越大，均质性越强，渗透率越高，形成的束缚水越低；反之，渗透率就越低，容易形成高束缚水。而同样孔隙度大小的岩石饱含油气，由于束缚水饱和度的不同，其电阻率就会产生明显的差异，高束缚水饱和度地层容易形成低渗气层，给流体识别带来了一定困难，而且高束缚水油气层一旦涉及压裂，极易产出地层水，对开发效果的影响很大。

利用常规测井资料对中高渗储层计算的孔隙度、渗透率和含水饱和度已经较为准确，却无法进一步分析地层微观的孔隙结构。本文利用常规测井资料结合核磁共振测井资料，重点分析了钻遇的低阻油气层的成因，以及对钻杆测试所获得的高产能层段的原因也进行了孔隙结构方面的分析。

2 地层分析

H2井取得了大量的岩心和壁心，具体分析数据（图 1、图 2），孔隙度基本上介于5% ~ 14%，渗透率分布在0.1 ~ 10（×10^-3 μm²）之间。众所周知，低孔渗储层往往容易形成高束缚水，对流体性质的识别造成一定困难。

2.1 低阻气层的成因分析

H2井X 592 ~ X 661 m钻遇了一套将近70 m的大厚砂，气测全烃异常明显，在X 606.5 m处进行泵抽，取得干气气样，证明此地层确实为气层（图 3）。然而，X 592 ~ X 610 m气层的电阻率相较于X 610 ~ X 660 m气层的电阻率明显偏低，随钻电阻率不到8 Ω · m，接近水层的电阻率。经统计发现，东海西湖凹陷，孔隙度在10% ~ 15%之间的典型气层^[1]，随钻电阻率通常在20 ~ 40 Ω·m之间，究竟是什么原因导致了此处形成了低电阻气层呢？

下面我们将从以下几个角度进行分析：

（1）地层水电阻率^[2]：此砂体泥岩夹层较薄，即砂体的沉积没有大的间断，沉积环境没有大的差异，因此地层水的性质是一样的。

（2）对岩石重矿物分析，发现X 618 m、X 640 m和X 657 m三颗壁心的重矿物含量分别为0.01%、0.01%、0.12%，对电性的影响很小，几乎可以忽略不计。

（3）黏土附加导电的影响：大多数低阻油气层富含以水云母或者蒙脱土为主的黏土矿物，具有比较强的吸水性。对沉积岩黏土矿物X射线衍射定量分析发现，低阻气层的伊利石与蒙皂石的含量明显高于高阻气层，也就是说低阻气层的黏土吸水性明显强于高阻气层，更容易形成黏土束缚水（表 1）^[3]。

（4）除了泥质对电阻率的影响，对电阻率影响最大的就是岩石的孔隙结构。对本层的壁心进行压汞毛管压力实验（图 4、图 5），发现低阻层的压汞毛管压力曲线总体要比高阻层的压汞毛管压力曲线要陡，也就是说在同样大小孔隙度下，低阻层的平均孔隙半径要比高阻层的平均孔隙半径要小^[4]。

由新的条件下的不平衡状态过渡到平衡状态的过程叫弛豫。非平衡态磁化矢量的水平分量Mxy（横向分量）衰减至零的过程称为横向弛豫过程，弛豫速率用1/T2来表示，T2叫做横向弛豫时间。即可以用时间来表征岩石的孔隙特征，包括孔隙度和孔隙半径的大小两方面。

本层的一维核磁共振测井成果图（图 6），对孔隙度谱进行分析，我们发现低阻气层在中低孔隙段较发育，且较为分散，虽然发育有少量高孔隙，但是从敏感性角度来说，渗透率往往受中低孔隙度的影响更大，表现为相对低渗，低阻气层底部发育有相对物性较好的层段，很有可能是成藏后发生了溶解作用，形成了次生孔隙；而高阻气层的孔隙度谱主要位于中高孔隙度段，且相对集中，均质性强，通常表现为相对高渗。

本层壁心的孔隙度和渗透率交会图（图 7），红色代表高阻气层，绿色代表低阻气层，从图中可以看出，在同样大小孔隙度下，低阻气层的渗透率要比高阻气层要低，与核磁共振测井结论是相吻合的，间接反映了低阻气层的高束缚水饱和度。

由以上分析可以得出，顶部低阻气层的成因是由于地层含有较高的束缚水饱和度，天然气在成藏过程中只占据了可动水这部分孔隙，数量可观的束缚水得以保留，而正是由于含气饱和度不高，使得地层电阻率比正常气层偏低，再加上黏土的附加导电性，从而形成了低阻气层。

2.2 孔隙结构对储层渗透率的影响

中高孔渗地层，渗透率与孔隙度是成正比的，孔隙度越大，渗透率越大。那中低孔隙度地层呢？

利用核磁共振测井对自由流体和束缚水的比例的计算，可以精确求得地层的渗透率。SDR-reg公式如下：

$ {K_1} = {C_{{\rm{s}}1}}{\left( {\frac{{{\phi _{{\rm{nmr}}}}}}{{100}}} \right)^4} \cdot {T_{2{\rm{g}}}}^2 $

(1)

式中：K₁为核磁渗透率，×10^-3 μm²；C_s1为核磁渗透率系数，由常规岩心渗透率，核磁孔隙度，T₂几何平均值确定，常数；T_2g为T₂谱几何平均值，反映岩石的平均孔隙半径大小，ms；φ_nmr为核磁共振计算的孔隙度，%。从此公式可以看出，渗透率不仅与孔隙度有关，还与孔隙半径大小有关。

图 8和图 9分别为高、低渗岩心的进汞量/渗透率贡献值与孔喉半径关系图。渗透率贡献值为以某孔喉半径所能提供的渗透率百分数。其中图 8的样品来自XT2井X 977 m，其孔隙度为10.0%，渗透率为0.288×10^-3 μm²；图 9的岩样来自于XT2井X 558.2 m，其孔隙度为10.6%，渗透率却达到了15.3×10^-3 μm²，对比两块岩样，两者孔隙度相差0.6%，但高渗透率却是低渗透率的53倍，从图中可以看出低渗岩样渗透率贡献值峰值对应的孔喉半径值大概在0.5 μm左右，而高渗岩样渗透率贡献值峰值对应的孔喉半径在6 μm附近，两者相差10倍以上。由这个例子可以看出，岩石的渗透率与孔隙度和孔隙半径密切相关^[4]。

下面来看H2井的这个例子。图 10是H2井的H3层的测井解释成果图，通过对X 870~X 890 m地层与X 915~X 925 m地层的对比发现，上部气层的孔隙度比下部气层的孔隙度要稍大，但是利用核磁共振测井计算的渗透率恰恰是相反的^[5]。图 11是对应井段的核磁共振测井解释图，从图中可以看出底部X 915~X 925 m的流动孔隙比例比上部X 870~ X 890 m地层还要高一些，从而导致渗透率也会大一些。

H2井有两层进行了DST测试，都获得了工业气流，且DST1（H3层）获得了高产能。射孔井段为X 873~ X 903 m，射孔厚度为30 m，15.88 mm油嘴，日产气58.6×10⁴ m³，日产水16.8 m³。X 873~ X 888 m，地层的孔隙度达到12%~ 14%，对核磁共振测井分析（图 11），发现此层段的孔隙集中分布于中高孔隙区间，均质性非常强，可动流体的比重较高，所以本地层的渗透率较高，如最后一道所示。中高孔隙为天然气的聚集提供了空间，而较高的孔隙半径为天然气的流动提供了顺畅的通道，为本层高产能的重要证据。

2.3 中低孔隙储层相对高渗层的识别

西湖凹陷目前钻遇大量中低孔隙度的储层，尤其在花港和印月构造。花港构造部分中低孔隙度气层获得了工业气流，但是更多的气层产能达不到工业气流标准。如何在中低孔隙度储层中识别出相对高渗的气层呢？本文结合测井资料和测试结论，总结了一套识别优质气层的方法。

图 12和图 13是G3井的两套气砂的测井解释成果图。这两个储层的平均孔隙度都在8%左右，孔隙度较差。图 12的气层经射孔后酸化，6.35 mm油嘴，日产气9 734 m³，产能较低。从孔隙的分布情况来看，小孔隙较为发育，渗透率很低。而图 13的气层孔隙度也比较低，但是局部发育有中高孔隙，导致渗透率变高，未来一旦考虑开发，这部分相对高渗的储层有较大的潜力。

3 对储层评价的启示

H4井与H2井同处于一个构造圈闭内，图 14是H4井钻遇的低阻气层的测井解释成果图，底部的水层随钻电阻率13 Ω · m左右，而顶部的气层的随钻电阻率不到8 Ω · m，经地层对比，发现与H2井低阻气层属于同一个层位，孔隙度大小和孔隙结构类型类似，电阻率大小也接近，因此渗透率和含气饱和度都不高。本层射孔井段为X 703~X 717 m，3.18 mm油嘴，日产气1 035 m³，产气能力比较低，印证了上节分析得出的渗透率低和含气饱和度低的特征。

图 15是H2井的第二个测试层DST2测井解释成果图，射孔井段为X 462~X 491 m和X 493~ X 507 m，11.11 mm油嘴，日产气12.24×10⁴ m³，日产液3.99 m³。DST2的射孔厚度为43 m，DST2的米采气指数明显很低。究其原因，可以发现DST2的孔隙度普遍较低，平均值在8%~9%之间。本层的核磁共振测井成果图显示，此测试段地层的可动流体百分比含量不高，小孔隙发育比较丰富，且孔隙的非均质性强，导致渗透率偏低。X 485~ X 491 m是该层的甜点，中高孔隙发育，孔隙均质性也强，渗透性相对较好，是未来开发重点层位。

图 16是W2井的第一个测试层的核磁共振测井图，从图中可以发现，有效储层的平均孔隙度在12%左右，孔隙度不高，但是在Y 597~Y 602 m中高孔隙的比例较高，即可动流体所占比例高，容易形成较高渗透率。此层Y 598.02 m的压降流度为9.1×10^-3 μm² ·（mPa · s）^-1，Y 600.5 m的压降流度为136.2×10^-3 μm² ·（mPa · s）^-1，射孔深度为Y 580到Y 620 m，15.88 mm油嘴，日产天然气55.49×10⁴ m³，日产油469 m³，本层测试结论印证了地层的渗透性非常好。

4 结论

利用核磁共振测井对孔隙结构的分析，结合其他测井资料，尤其是中低孔隙度地层，由于渗透率与孔隙度的相关性不高，效果显著。综合分析总结出以下三点：

（1）地层的渗透率不仅与孔隙度有关，还与孔隙半径有关，同样大小的孔隙度，孔隙半径越大，渗透率就越大。

（2）小孔隙发育的地层容易形成高束缚水，进而影响电阻率大小，容易形成低阻气层。

（3）开发中低孔隙度储层，尽量选择孔隙半径大的储层，对提高采收率和控制出水率有利。今后加大对核磁共振测井的研究，进一步挖掘隐藏的信息，为油田生产服务。