摘  要  川東北YB地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組礁灘相儲(chǔ)層裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育，儲(chǔ)集類型為溶蝕孔洞型和裂縫—孔洞型，氣水關(guān)系復(fù)雜，儲(chǔ)層有效性判別、流體性質(zhì)識(shí)別及產(chǎn)能預(yù)測是礁灘相儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。針對(duì)該區(qū)礁灘相儲(chǔ)層的特征，闡述了成像和偶極測井是解決裂縫、溶蝕孔洞識(shí)別及有效性判別的最直接的方法；明確了不同飽和度下電阻率與孔隙度交會(huì)、核磁共振測井信息相結(jié)合是判別礁灘相儲(chǔ)層流體性質(zhì)的最有效的方法，尤其能解決裂縫引起的深、淺側(cè)向負(fù)差異的流體性質(zhì)識(shí)別難題；提出了礁灘相氣層有效厚度與孔隙度乘積的累加可作為產(chǎn)能預(yù)測評(píng)價(jià)指標(biāo)的認(rèn)識(shí)。所形成的礁灘相儲(chǔ)層測井評(píng)價(jià)技術(shù)將進(jìn)一步為經(jīng)濟(jì)高效地開發(fā)YB地區(qū)長興組氣藏提供有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞  四川盆地  東北  晚二疊世  礁灘相  儲(chǔ)集層  流體性質(zhì)  生產(chǎn)能力  測井

川東北YB地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組礁灘相儲(chǔ)層埋深6 500～7 000 m，儲(chǔ)層巖性為溶孔殘余生屑白云巖、含生屑溶孔白云巖、溶孔粒屑白云巖及生屑灰?guī)r等，儲(chǔ)集類型為溶蝕孔洞型和裂縫—孔洞型^[1-4]。

通過對(duì)長興組取心段586個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)，平均孔隙度為4.04％，滲透率主要集中在0.1～10 mD之間，儲(chǔ)層以低孔特低滲為主，部分中低孔低滲儲(chǔ)層^[5-7]。

1 儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)

YB地區(qū)長興組礁灘相儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育，因此，裂縫及溶蝕孔洞的有效性判別是礁灘相儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。前人研究表明，對(duì)于海相碳酸鹽巖，當(dāng)R_D≥10 000 Ω·m時(shí)，儲(chǔ)層的有效性較差，一般可視為非儲(chǔ)層^[8]，但川東北YB地區(qū)長興組則發(fā)育類似高電阻率層(R_D≥10 000 Ω·m)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，針對(duì)這類儲(chǔ)層，儲(chǔ)層的有效性判別是礁灘相儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。因此，綜合利用斯通利波能量衰減、靜動(dòng)態(tài)圖像信息表征、電成像孔隙度頻率分布信息可達(dá)到評(píng)價(jià)礁灘相儲(chǔ)層有效性的目的。

以X7井為例(圖1)，6 252～6 275 m巖性為白云巖，以I、Ⅱ類儲(chǔ)層為主，深側(cè)向電阻率值大于10 000Ω·m，靜、動(dòng)態(tài)成像顏色較亮，小洞與小洞之間部分為亮色的高阻區(qū)，斯通利波能量強(qiáng)，反映部分溶蝕孔洞連通性不好，孔隙頻率分布顯示局部儲(chǔ)層段呈“雙峰”指示特征，反映縱向上該儲(chǔ)層段次生溶蝕孔洞非連續(xù)性分布，其儲(chǔ)層有效性相對(duì)較差，綜合分析認(rèn)為高阻是由于溶洞連通性不好和孤立溶洞高含氣飽和度共同所致，由于該儲(chǔ)層段溶蝕孔洞普遍發(fā)育，故雖連通性不好，但通過酸化壓裂改造后可以實(shí)現(xiàn)洞洞相通，因此，綜合評(píng)價(jià)該段高阻層為有效儲(chǔ)層。完井后，對(duì)該段高電阻率儲(chǔ)層的有效性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，經(jīng)射孔酸壓測試，穩(wěn)定油壓19.16 MPa，求得天然氣產(chǎn)量為103.592×10⁴m³/d。

相比之下，儲(chǔ)層段6 300～6 325 m也以I、Ⅱ類儲(chǔ)層為主，但深淺雙側(cè)向明顯降低，深側(cè)向電阻率值為400～1 000 Ω·m，深淺側(cè)向呈正差異，斯通利波能量明顯衰減，儲(chǔ)層滲透性好，成像圖上裂縫和溶蝕孔洞非常發(fā)育，縱向上呈“片狀”分布，孔隙頻率分布圖顯示儲(chǔ)層段呈連續(xù)的“雙峰”指示特征，反映次生孔隙極為發(fā)育，儲(chǔ)層有效性好。完井后，對(duì)6 300～6 325 m經(jīng)射孔酸化測試，穩(wěn)定油壓30.07 MPa，獲得天然氣產(chǎn)量120×10⁴m³/d．

對(duì)比分析認(rèn)為，在相同物性條件下，高電阻率儲(chǔ)層的有效性不及低電阻率儲(chǔ)層的有效性好，但通過酸化壓裂改造后可以改善高電阻率儲(chǔ)層的有效性，從而獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流。

2 氣水差異識(shí)別

常規(guī)和核磁共振測井結(jié)合是判別礁灘相儲(chǔ)層流體性質(zhì)的最有效的方法。礁灘相儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，不同儲(chǔ)層物性對(duì)應(yīng)的孔隙度膠結(jié)指數(shù)、飽和度指數(shù)有所差異，與此對(duì)應(yīng)的氣水差異識(shí)別圖版也有所不同。因此，針對(duì)這些特征，以φ≥10％、φ=5％～l0％、φ=2％～5％作為礁灘相儲(chǔ)層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類的物性分類標(biāo)準(zhǔn)，分別擬合了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層在不同飽和度下電阻率與孔隙度的氣水識(shí)別圖版(圖2)，這些圖版是基于密閉取心分析的不同儲(chǔ)層物性的孔隙度膠結(jié)指數(shù)、飽和度指數(shù)的差異而建立的，其樣本點(diǎn)主要是YB地區(qū)長興組礁灘相儲(chǔ)層已經(jīng)測試的電測數(shù)據(jù)。因此，依據(jù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層氣水識(shí)別圖版，能準(zhǔn)確判別出礁灘相儲(chǔ)層的流體性質(zhì)。

對(duì)于礁灘相儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別，核磁共振測井也發(fā)揮了極其重要的作用，核磁共振測井不受巖石骨架成分的影響，直接對(duì)巖石孔隙中的流體信息進(jìn)行探測。一般來說，核磁共振測井弛豫過程有3種弛豫作用^[9-10]，包括：表面弛豫、體積弛豫、擴(kuò)散弛豫。對(duì)海相碳酸鹽巖，表面弛豫作用較小，體積弛豫起主要作用，溶蝕孔洞越發(fā)育，體積弛豫作用越強(qiáng)，橫向弛豫時(shí)間越短，因此，YB地區(qū)長興組礁灘相溶蝕孔洞型儲(chǔ)層的標(biāo)準(zhǔn)T₂氣水弛豫分布主峰值主要集中在100～600 ms之間；對(duì)于天然氣，其擴(kuò)散比油或水快得多，氣體的擴(kuò)散系數(shù)和氣體的密度及分子運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，而氣體的密度及分子運(yùn)動(dòng)速度與溫度、壓力有關(guān)，隨著壓力增大，氣體密度增大，隨著溫度的升高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，分子間碰撞幾率增加，擴(kuò)散系數(shù)增大，橫向弛豫時(shí)間越短^[11-13]；對(duì)于地層水，當(dāng)附著于碳酸鹽巖溶蝕孔洞中時(shí)，體積弛豫起主要作用。因此，通過上述分析，以測試資料為依據(jù)，并結(jié)合礁灘相儲(chǔ)層T₂分布譜特征，分析認(rèn)為礁灘相儲(chǔ)層氣水分布主要表現(xiàn)為：氣層的₂分布譜靠前，水層的₂分布譜靠后(圖2的右下部)。同時(shí)，不同儲(chǔ)層物性的核磁共振測井T₂氣水分布值也應(yīng)存在明顯差異，由于資料的局限性，本次研究僅對(duì)了Ⅱ類測試層的T₂氣水分布特征進(jìn)行了解析，其具體的T₂氣水弛豫分布主峰值界限情況詳見表l。依據(jù)核磁T₂分布譜特征，能較為明顯的區(qū)分出礁灘相儲(chǔ)層的流體性質(zhì)。

以X3井長興組儲(chǔ)層6 825～6 925為例，巖性為灰質(zhì)針孔砂狀白云巖，氣測全烴含量由5．645％上升至21．734％，槽面針尖狀氣泡占l5％～20％。測井曲特征反映井深6 825～6 925 m裂縫和溶蝕孔發(fā)育，但儲(chǔ)層頂部井深6 830～6 840 m深淺側(cè)向呈負(fù)差異(圖3)，這是否意味著該段儲(chǔ)層含水?就單單依靠常規(guī)測井曲線響應(yīng)特征，很難對(duì)該儲(chǔ)層的流體性質(zhì)作出準(zhǔn)確判斷。

該儲(chǔ)層為Ⅱ類儲(chǔ)層，依據(jù)Ⅱ類儲(chǔ)層電阻率與孔隙度交會(huì)圖版(圖3的右下部)，指示長興組井深6 825～6 855 m和6 866．5～6 907．5 m含水飽和度小于20％，具明顯含氣響應(yīng)特征，6 907．5～6 925 m含水飽和度為30％～50％，具含水特征。同時(shí)，核磁共振測井響應(yīng)特征反映井深6 825～6 855 m和6 866．5～6 907．5 m長等待時(shí)間T₂布譜靠前，其T₂譜右峰的主峰值為150 ms，具含氣特征，6 907．5 m以下長等待時(shí)間T₂分布譜靠后，其T₂譜右峰的主峰值為250ms，具明顯含水特征。依據(jù)形成的流體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將6 825～6 855 m和6 866．5～6 907．5 m井段評(píng)價(jià)為裂縫-溶孔型氣層，6 907．5～6 925 m井段解釋為裂縫-溶孔型氣水同層。因此，結(jié)合成像測井響應(yīng)特征，綜合分析認(rèn)為X3井長興組儲(chǔ)層頂部井深

6 830～6 840 m低角度裂縫發(fā)育，呈“片狀”分布，縱向上連續(xù)性好，是導(dǎo)致該儲(chǔ)層深淺側(cè)向負(fù)差異的主要原因。

在后期水平井鉆井中，主要針對(duì)測井解釋的6 825～6 855 m井段裂縫溶孔型氣層進(jìn)行水平鉆遇，依據(jù)水平段的測井曲線組臺(tái)特征，共解釋有效儲(chǔ)層厚度501．9 m，其中I類氣層45．7m、Ⅱ類氣層223．3 m，Ⅲ類氣層232．9 m。完井后，對(duì)X3井長興組水平段進(jìn)行了裸眼替噴測試，在井口壓力41．5 MPa的情況下，天然氣無阻流量達(dá)751．61×10⁴ m³／d。綜上所述，利用電阻率與孔隙度交會(huì)和核磁共振測井相結(jié)合能準(zhǔn)確判別礁灘相儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，這將為高效經(jīng)濟(jì)地開發(fā)YB地區(qū)長興組氣藏提供有力的技術(shù)支撐。

3 儲(chǔ)層產(chǎn)能預(yù)測

川東北YB地區(qū)長興組礁灘相儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要以溶蝕孔洞型儲(chǔ)層為主，因此孔隙度對(duì)產(chǎn)能的控制起到關(guān)鍵作用，特別是φ介于5％～l0％的Ⅱ類儲(chǔ)層和φ≥10％的Ⅰ類儲(chǔ)層對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)起主導(dǎo)作用。除孔隙度以外，儲(chǔ)層厚度也是控制產(chǎn)能的關(guān)鍵因素，由于元壩長興組氣層的含氣飽和度整體較高，不同物性的氣層飽和度差異較小?；谏鲜龇治稣J(rèn)為氣層孔隙度和有效厚度(限于V_sh≤l0％、φ≥2％、S_w≤20％)的乘積累加能直接反映出儲(chǔ)層的產(chǎn)能狀況，依據(jù)此，選取測試資料較為豐富的礁灘相氣層建立產(chǎn)能預(yù)測模型，為礁灘相儲(chǔ)層快速便捷地進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測提供技術(shù)依據(jù)。表2為川東北YB地區(qū)礁灘相儲(chǔ)層參數(shù)及測試情況表，圖4-a為∑φH與測試產(chǎn)能之間的關(guān)系，圖4-b為∑φH與無阻流量之間的關(guān)系，從圖4中看出∑φH與兩者相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0．849和0．852。因此，認(rèn)為YB地區(qū)長興組礁灘相儲(chǔ)層產(chǎn)能預(yù)測可采用如下模型：

式中φ為孔隙度；H為有效厚度，m。

4 結(jié)論

1)綜合利用斯通利波能量衰減、靜動(dòng)態(tài)圖像信息表征、電成像孔隙度頻率分布信息能解決YB地區(qū)長興組高電阻率儲(chǔ)層的有效性判別難題。

2)不同飽和度下電阻率與孔隙度交會(huì)、核磁共振測井氣水弛豫分布信息足礁灘相儲(chǔ)層氣水差異判別的最有效的方法。尤其能解決裂縫引起的深淺側(cè)向負(fù)差異的流體性質(zhì)識(shí)別難題。

3)礁灘相氣層孔隙度和有效厚度的乘積累加能直接反映出儲(chǔ)層的產(chǎn)能狀況，這將為礁灘相儲(chǔ)層快速便捷地進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測提供技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭旭升，胡東風(fēng)．川東北礁灘天然氣勘探新進(jìn)展及關(guān)鍵技術(shù)[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(10)：6-ll．

[2] 郭彤樓．元壩深層礁灘氣山基本特征與成藏主控因素[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(10)：12-16．

[3] 胡東風(fēng)．普光氣田與元壩氣田礁灘儲(chǔ)層特征的差異性及其成因[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(10)：17-21．

[4] 胡東風(fēng)．川東北YB地區(qū)隱蔽氣藏的勘探突破及其意義[J]．天然氣T業(yè)，201 0，30(8)：9-12．

[5] 韓定坤，傅恒，劉雁婷．白云石化作用對(duì)元壩地區(qū)長興組儲(chǔ)層發(fā)育的影響[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(10)：22-26．

[6] 司馬立強(qiáng)，吳豐，繆祥禧．龍崗地區(qū)礁灘儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)[J]．兩南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，34(1)：1 76 18．

[7] 管宏林，王恕一，蔣小瓊．普光氣…埋藏溶孔特征及識(shí)別標(biāo)志[J]．天然氣工業(yè)，2010，30(3)：31-34．

[8] 張樹東，齊寶權(quán)，賀洪舉，等．X井礁灘儲(chǔ)層測井精細(xì)評(píng)價(jià)[J]．天然氣工業(yè)，2009，29(10)：42-44．

[9] 肖立志．我國核磁共振測井應(yīng)用中的若干重要問題[J]．測井技術(shù)，2007，31(5)：401-407．

[10] 趙輝，戴詩華，司馬立強(qiáng)，等．磨溪地區(qū)嘉二段儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)方法[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，31(5)：13-16．

[11] 顏其彬，趙輝，司馬立強(qiáng)，等．碳酸鹽巖核磁共振實(shí)驗(yàn)與認(rèn)識(shí)[J]．天然氣工業(yè)，2010，30(1)：36-38．

[12] 謝然紅，肖立志，劉天定．原油的核磁共振弛豫特性[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(5)：21-24．

[13] 孫魯平，首皓，趙曉龍，等．基于微電阻率掃描成像測井的沉積微相識(shí)別[J]．測井技術(shù)，2009，33(4)：379-383．

本文作者：張  筠

作者單位：中國石化集團(tuán)西南石油局測井公司