靳秀菊 王壽平 畢建霞 劉志遠(yuǎn) 宿亞仙

（1.中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽 457001；2.中原油田普光分公司，四川 達(dá)州 636156）

礁灘相儲層裂縫識別方法研究

靳秀菊1王壽平2畢建霞1劉志遠(yuǎn)1宿亞仙1

（1.中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽 457001；2.中原油田普光分公司，四川 達(dá)州 636156）

普光礁灘相碳酸鹽巖儲層與常規(guī)裂縫性碳酸鹽巖儲層相比，具有厚度大、孔隙發(fā)育等特點，儲層儲集空間以孔隙為主，局部發(fā)育裂縫，常規(guī)雙側(cè)向電阻率法等裂縫識別方法適應(yīng)性差。文中在巖心觀察、成像測井識別裂縫基礎(chǔ)上，研究形成了一套針對礁灘相碳酸鹽巖儲層地質(zhì)特點的裂縫識別方法，即采用深電阻率與自然伽馬、孔隙度的交會圖版法識別致密巖性段裂縫，采用電阻率濾波差值法識別孔隙發(fā)育段裂縫，優(yōu)選疊前方位振幅、方位頻率衰減等地震屬性預(yù)測裂縫空間展布，進(jìn)而模擬建立裂縫分布模型研究裂縫分布特征。研究成果較好地指導(dǎo)了氣藏地質(zhì)模型建立和氣井合理配產(chǎn)，并為開發(fā)動態(tài)分析提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。該研究方法基于常規(guī)的測井資料，具有較大的實用價值和推廣意義。

礁灘相儲層；裂縫識別；濾波差值；地震屬性；普光氣田

1 概況

普光氣田飛仙關(guān)組、長興組礁灘相碳酸鹽巖氣藏儲層儲集空間以孔隙為主，局部發(fā)育裂縫。與常規(guī)裂縫性碳酸鹽巖儲層相比，具有儲層厚度大、孔隙發(fā)育等特點［1-3］。裂縫主要發(fā)育在三類儲層和非儲層中，且以高角度縫為主；而一類、二類優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育段裂縫發(fā)育較少，且以水平縫和斜裂縫居多。

識別裂縫最直觀有效的方法有巖心觀察、薄片鑒定、成像測井等［4］，但該類資料較少，如何應(yīng)用常規(guī)測井資料、地震資料等研究裂縫，具有較大的實用價值和推廣意義。近年來，針對裂縫性儲層的裂縫識別及預(yù)測等方面的研究較多，研究方法也較系統(tǒng)［5-13］。但針對以普光氣田為代表的礁灘相儲層的裂縫研究工作才剛剛起步。

針對普光氣田礁灘相碳酸鹽巖儲層特點，研究采用測井交會圖版法識別致密巖性段裂縫，采用測井濾波差值法識別孔隙發(fā)育段裂縫，優(yōu)選地震屬性預(yù)測裂縫空間展布，進(jìn)而模擬建立裂縫分布模型，研究了裂縫分布特征。

2 測井裂縫識別方法

對于一般裂縫性儲層而言，當(dāng)鉆遇裂縫發(fā)育帶時，鉆井液大量侵入，使得深淺雙側(cè)向呈高阻背景下的低值，其曲線特征隨裂縫的傾角、張開程度、侵入深度、延伸長度不同而變化，因而可以通過計算雙側(cè)向下掉異常情況對裂縫進(jìn)行識別及評價［14-15］。但普光礁灘相儲層電阻率是孔隙、裂縫的綜合反映，采用雙側(cè)向電阻率法識別裂縫誤差較大。為此，在常規(guī)裂縫識別方法基礎(chǔ)上，從裂縫電阻率響應(yīng)特征，以及裂縫儲層物性與電阻率關(guān)系等方面開展研究，建立了針對礁灘相儲層的裂縫識別、評價方法。

2.1 針對致密巖性的交會圖版法

根據(jù)碳酸鹽巖裂縫在深淺雙測向、三孔隙度、自然伽馬等測井曲線上的響應(yīng)特征，研究建立了針對致密巖性裂縫識別的2類交會圖版。

2.1.1GR-Rt交會圖法

各種裂縫均有深淺雙側(cè)向電阻率在高阻背景下明顯降低的現(xiàn)象，而自然伽馬對裂縫不敏感，但能識別出來引起深淺雙側(cè)向電阻率降低的泥質(zhì)條帶。因此，建立深側(cè)向電阻率與自然伽馬交會圖識別裂縫（見圖1）。

圖1 深側(cè)向電阻率與自然伽馬交會圖版識別裂縫

2.1.2 φ-Rt交會圖法

裂縫常使雙側(cè)向電阻率下降，但對三孔隙曲線影響不明顯。因此，建立了孔隙度φ與深側(cè)向電阻率Rt交會圖版識別裂縫（見圖2）。交會前應(yīng)剔除高GR及孔隙度較大的交會點，這是由于這些數(shù)據(jù)也會導(dǎo)致電阻率的明顯降低。

2.2 針對孔隙發(fā)育段的濾波差值法

儲層中斜裂縫，以及低角度裂縫的存在，通常會造成電阻率曲線形態(tài)劇烈突變，表現(xiàn)為齒狀、刺狀等特征。因此，可以通過求取電阻率與其濾波曲線電阻率差值，放大突變特征來表現(xiàn)裂縫的存在［16-17］，并在進(jìn)一步減弱高孔滲帶、泥質(zhì)條帶等干擾因素的影響后，利用該差值作為衡量裂縫的指標(biāo)。

式中：If-1為電阻率計算裂縫指數(shù)；Rt為實測電阻率，Ω·m；Rt^為濾波電阻率，Ω·m。

圖2 深側(cè)向電阻率與孔隙度交會圖版識別裂縫

泥質(zhì)夾層、高孔滲條帶等也可造成電阻率突變。為剔除高孔滲帶影響，利用孔隙度曲線計算出儲層孔隙度，再利用Ariche公式反演出一條電阻率曲線，并對這條反演出的電阻率曲線進(jìn)行濾波，在裂縫指數(shù)曲線中減除它的影響。

式中：If-2為去除孔隙影響的裂縫指數(shù)；Rt（φ）為孔隙度反演電阻率，Ω·m；Rt（φ）^為孔隙度濾波反演電阻率，Ω·m。

對于泥質(zhì)條帶的影響，在計算點附近開窗，采用最小二乘法，擬合開窗段實測電阻率與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系，獲得利用泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)擬合的電阻率曲線，并對這條曲線進(jìn)行濾波，在裂縫指數(shù)曲線減除它的影響，得到最終的裂縫指數(shù)。

式中：If為去除高孔隙、泥質(zhì)影響的裂縫指數(shù)；Rt（Sh）為泥質(zhì)反演電阻率，Ω·m；Rt（Sh）^為泥質(zhì)濾波反演電阻率，Ω·m。

通過與巖心對比，該方法計算的裂縫指數(shù)與巖心描述裂縫密度、張開度、長度等反映裂縫有效性的參數(shù)具有較好的相關(guān)性（見圖3）。

3 裂縫地震預(yù)測

由于裂縫的復(fù)雜性，井間裂縫方向和密度的預(yù)測難于依靠單井結(jié)果的外推。但裂縫尤其是高角度縫發(fā)育的地層，其方位各向異性特征明顯，造成了多種地震屬性的變化。對裂縫比較敏感的地震屬性主要有疊前地震振幅、地震方位頻率衰減等，而經(jīng)地震數(shù)據(jù)處理后計算的地震屬性，如相干屬性、地震反射層的傾角、曲率、振幅梯度等也可成像裂縫的幾何形態(tài)，因而可以通過提取這些地震屬性來檢測裂縫。但不同類型的地震屬性僅反映了儲層某一方面的物理特征，而裂縫檢測受較多的因素影響，如巖性、流體成分等。為提高解釋的可信度，研究采用了多屬性的疊合綜合預(yù)測了普光裂縫的發(fā)育和空間分布。

圖3 普光2井濾波差值法識別裂縫與取心情況對比

4 裂縫隨機(jī)建模

為直觀表現(xiàn)裂縫，考慮裂縫的空間結(jié)構(gòu)和分布特征及其對儲層的綜合效應(yīng)，采用序貫高斯隨機(jī)模擬方法建立了普光氣田裂縫分布模型。

首先，將裂縫指數(shù)作為一類特殊曲線輸入到構(gòu)造模型中，按照模型垂向的細(xì)分層厚度離散化裂縫指數(shù)，得到一系列離散的數(shù)據(jù)點；其次，分析裂縫指數(shù)變量的空間變異性，得到在空間上既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性的裂縫指數(shù)變差函數(shù)；然后，結(jié)合裂縫分布由于空間變化復(fù)雜帶來的不確定性，以及具有一定結(jié)構(gòu)相關(guān)性、連續(xù)分布的特征，優(yōu)選序貫高斯方法，并采用傾角變化率等地震屬性進(jìn)行約束，在構(gòu)造模型中進(jìn)行裂縫密度分布的隨機(jī)模擬（見圖4）。

通過裂縫識別及預(yù)測，結(jié)合構(gòu)造與沉積相分布特征認(rèn)為，普光氣田主要發(fā)育2組裂縫，以北西向為主，近北東向為輔。裂縫發(fā)育區(qū)域主要分布在構(gòu)造翼部曲率較大處和斷層附近，而在背斜構(gòu)造的主體部位裂縫發(fā)育較差。從巖性上講，孔隙發(fā)育的顆粒灘儲層中裂縫不發(fā)育，潮坪、蒸發(fā)坪沉積的細(xì)粉晶白云巖由于層薄、致密、性脆，易發(fā)育裂縫。此外，由于礁體與周圍沉積差異大，且存在角礫巖，受多期構(gòu)造影響，裂縫、微裂縫也較發(fā)育。

圖4 普光氣田飛仙關(guān)組TSQ1Ⅲ模擬裂縫分布

5 結(jié)論

1）采用交會圖版法、濾波差值法、地震屬性預(yù)測等多種方法研究評價普光氣田裂縫分布，形成了一套針對礁灘相碳酸鹽巖儲層地質(zhì)特點的裂縫識別方法。

2）測井識別方法有一定局限性。其中，φ-Rt交會圖版法適合物性相對較差氣層段的裂縫識別；Rt-GR交會圖版法適合灰?guī)r、云灰?guī)r等非儲層段裂縫識別；濾波差值法適合復(fù)雜情況下斜裂縫、低角度縫識別。

3）普光氣田主要發(fā)育2組裂縫，裂縫發(fā)育區(qū)域主要分布在構(gòu)造翼部曲率較大處和斷層附近。因而處于構(gòu)造翼部及低部氣水邊界附近的氣井配產(chǎn)應(yīng)適當(dāng)降低，以減緩水體過早推進(jìn)。

4）普光礁灘相碳酸鹽巖裂縫的研究還處于定性-半定量階段，隨著氣田的開發(fā)生產(chǎn)，由裂縫引起的問題將不斷暴露出來，“十二五”期間將進(jìn)一步加大裂縫研究力度。

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Study on identification method of reef flat carbonate rock reservoir fracture

Jin Xiuju1Wang Shouping2Bi Jianxia1Liu Zhiyuan1Su Yaxian1
(1.Research Institute of Exploration&Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China;2.Puguang Branch of Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Dazhou 636156,China)

Reef flat carbonate reservoir is characterized by great thickness and large porosity in Puguang,compared with conventional fractured carbonate reservoir.Conventional dual lateral resistivity method of fracture identification shows a poor adaptability.In this paper,a set of fracture identification methods have been established for the geological characteristics of reef flat carbonate reservoir based on the core observation and imaging logging methods.The fracture of tight lithologic reservoir can be identified by using the cross plot of deep resistivity,natural gamma and porosity.The fracture of pore-developed reservoir can be distinguished through the use of difference filter of resistivity.The distribution of fracture space can be predicted with the optimization of the seismic attributes of pre-stack orientation amplitude and azimuth frequency attenuation.Then the fracture distribution model can be established to study the characteristics of fracture distribution.The research result can be used to guide the geological modeling of gas reservoir and the reasonable production allocation of gas well,which provides a reliable geological basis for the dynamic analysis of development.

reef flat reservoir;fracture identification;difference filter;seismic attribute;Puguang Gas Field

國家科技重大專項“普光大型高含硫氣田開發(fā)示范工程”（2008ZX05048）

TE122.2+3

：A

1005-8907（2011）02-165-04

2010-10-20；改回日期：2011-01-24。

靳秀菊，女，1967年生，高級工程師，1989年畢業(yè)于西北大學(xué)地質(zhì)系，主要從事氣田開發(fā)地質(zhì)研究工作。電話：（0393）4823653，E-mail：jinxiuju1@163.com。

（編輯王淑玉）

靳秀菊，王壽平，畢建霞，等.礁灘相儲層裂縫識別方法研究［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：165-168. Jin Xiuju，Wang Shouping，Bi Jianxia，et al.Study on identification method of reef flat carbonate rock reservoir fracture［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2011，18（2）：165-168.