黃 華 張士萬 張連元 于嫦娥

1.中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北武漢，430223；2.中國石化江漢石油管理局測錄井工程公司， 湖北潛江，433124

江漢盆地古近系是一個中—新生代含油氣、含鹽陸相沉積盆地，盆地面積36 350km2（圖1）。古近系沙市組—新溝嘴組和潛江組沉積時期是典型的內(nèi)陸鹽湖盆地【1～4】，不僅形成了大量的石油資源【5～7】，還形成了豐富的鹽鹵資源【8】，尤其是潛江凹陷潛江組砂巖中，蘊藏著巨大的鹵水資源【9，10】。對于深層鹵水的勘探開發(fā)而言，利用井筒的測井資料有效識別鹵水層是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。本文充分利用潛江凹陷中鹵水井的測井、試采、分析化驗等資料，研究鹵水層巖性、物性、含鹵水性與測井之間的關(guān)系，確定有效鹵水層解釋標準，建立孔隙度、滲透率解釋模型，建立了鹵水產(chǎn)能模型，為下步潛江凹陷砂巖鹵水的勘探開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 砂巖鹵水概況

潛江凹陷位于江漢盆地東部，面積2500km2。潛江凹陷中潛江組砂巖來源于北部，因此砂巖由北向南逐漸變薄直至尖滅【11，12】，北部砂巖的面積約1300km2。埋深800 3500m，可分5個鹵水組，鹵水層厚度100 350m，儲層分布較穩(wěn)定。

鹵水資源主要蘊藏在砂巖的孔隙型中，其中的鹵水資源具有礦化度高、微量元素含量高的特點，鹵水礦化度240 320g/L，平均278g/L，屬濃鹵水。鹵水中的 NaCl、KCl、LiCl、B2O3、Br均達到綜合利用工業(yè)品位，具有很高的經(jīng)濟價值（表1），綜合評價潛江組的鹵水屬于中孔、中滲、中產(chǎn)、中深層、氯化鈉型、溴、鋰、硼、鉀大型工業(yè)鹵水礦床【13】。

2 鹵水層巖性、物性、含鹵性和電性關(guān)系

儲層的巖性、物性、含鹵性、電性之間的關(guān)系，是鹵水層劃分評價及儲層參數(shù)解釋的基礎(chǔ)。

2.1 儲層巖性

潛江組主要以灰綠色、灰色泥巖、泥膏巖、鹽巖和砂巖為主，自下而上可分為5個鹵水組。江漢盆地鹵水礦床主要巖性為砂巖儲層，該區(qū)的砂巖可劃分為中砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等幾種巖性，根據(jù)取心井巖心統(tǒng)計，粒度越粗物性越好，從粉砂巖-細砂巖-中砂巖儲層物性從低到高。泥質(zhì)粉砂巖一般滲透率小于1md，因此，將粉砂巖以上的巖性定為有效儲層。

2.2 儲層巖性與電性的關(guān)系

鹽湖沉積地層主要發(fā)育鹽巖、泥巖和砂巖等巖性，根據(jù)錄井、測井、巖性的標定，各種不同的巖性具有不同的電性特征（表2，圖2）。

砂巖一般自然伽馬曲線上為二級低值，低于泥巖，高于鹽巖；井徑縮徑；在電阻率曲線上為低值，如為干層則為高值；鹵水層聲波時差值較大，密度較小，如為干層則聲波時差較小，密度較大。其它類型的巖性也有其獨特的電性特征。如鹽巖：井徑擴徑，自然伽馬為最低值，電阻率為高值、聲波時差為低值，密度由于擴徑測的是泥漿密度，因此也為低值。

表2 鹵水層巖性與電性關(guān)系表Table 2 Relationship between lithologic and electric properties of brine layers

2.3 物性與含鹵水的關(guān)系

儲鹵層的物性主要包括巖石的孔隙度和滲透率，孔隙度是表示儲集能力大小的指標，孔隙度越大說明儲集能力越高；滲透率則是反映滲流能力大小的指標，滲透率越高反映儲層滲流能力越好。在有巖樣的情況下可以進行實驗室測試；在沒有實測樣品時，可以用物性測井（聲波測井、密度測井）來反映，密度越小、聲波時差值越大，反映物性越好。

實踐表明并非所有的砂巖層都能產(chǎn)鹵水，只有物性達到一定界限后才能產(chǎn)一定的鹵水量。王新 10-水 6井對古近系潛江組 23砂組井段1706.7 1712.9m進行試水，射開2層3.6m砂巖，日產(chǎn)水28.4m3，實測巖心孔隙度平均為19.3%，平均滲透率 32md，聲波時差 250 280μm/m，4米電阻率（R4）小于1?·m（圖3）。張28井對古近系潛江組43砂組井段2588.0 2592.2m進行試水，射開3層2.6m砂巖，日產(chǎn)水0m3，實測巖心平均孔隙度為8.23%，平均滲透率2.12md，聲波時差210 230μm/m。以上試水資料說明只有物性好的為鹵水層，物性差的為干層。

3 鹵水層的電性標準

鹵水層的巖性、物性、含鹵性、電性之間的關(guān)系可以定性判別鹵水層。利用試水資料和實驗室分析化驗資料，通過回歸和圖版的建立，利用測井值定量識別鹵水層。在潛江凹陷潛江組砂巖中，通常采用自然伽馬和聲波時差曲線研究鹵水層的電性下限標準。

3.1 自然伽馬位比

利用自然伽馬曲線能夠劃分砂巖儲集層，為了消除系統(tǒng)誤差，利用自然伽馬位比作為判斷巖性的參數(shù)。

膏鹽剖面，通常采用自然伽馬位比來判斷巖性。

GR位比=（GR目的-GR鹽巖）/（GR泥巖-GR鹽巖）×10

式中：GR位比－自然伽馬位比；

GR目的－目的層自然伽馬值；

GR鹽巖－鹽巖自然伽馬值；

GR泥巖－泥巖自然伽馬值。

3.2 聲波時差差值

聲波時差是物性的表針。為了消除井間測量誤差，通常采用聲波時差差值作為判斷鹵水層的參數(shù)，聲波時差差值越大孔隙度越高。

Δt差=Δt目-Δt泥

式中：Δt差－聲波時差差值（μs/m）；

Δt目－目的層聲波時差值（μs/m）；

Δt泥－泥巖聲波時差值（μs/m）。

3.3 鹵水層測井解釋圖版

根據(jù)試水、測井參數(shù)分別編制了江漢盆地潛江組水、干層解釋圖版（圖4）。從圖版上可以看出鹵水點和干層分布規(guī)律清晰，由此可以得到潛江組砂巖鹵水層電性解釋下限，即自然伽馬位比不大于6.5，聲波時差差值≥-10μs/m；干砂層的電性解釋標準：自然伽馬位比大于6.5，聲波時差差值小于-10μs/m。

4 鹵水層的孔隙度、滲透率及產(chǎn)能解釋模型

鹵水層孔隙度是巖石儲集能力大小量度，而滲透率則是流體通過巖石滲濾能力大小的量度。鹵水層必須具有一定儲集能力和滲流能力才具備一定的開采價值。

4.1 孔隙度解釋模型

利用測井資料求取孔隙度有多種方法。常用的求取孔隙度主要有兩種方法：

（1）用骨架和流體時差求取孔隙度

式中：Φ—孔隙度（f）；Δt—聲波時差（μs/m）；Δtma—巖石骨架聲波時差（μs/m）；Δtf—地層孔隙流體時差（μs/m）；Vsh—泥質(zhì)含量（f）；Δtsh—泥巖聲波時差（μs/m）；Cp—地層的壓實校正系數(shù)。

該方法可用只有測井資料而缺乏物性分析化驗資料情況下進行孔隙度的計算，相對而言誤差較大。

（2）用取心孔隙度與聲波時差關(guān)系求取孔隙度 利用分析化驗和測井聲波時差資料編制了古近系潛江組孔隙度解釋圖版（圖5）：

式中：φ—孔隙度（%）；Δt差—聲波時差差值（μm/m）；R—相關(guān)系數(shù)。

該方法可用于有取心物性資料的情況下，結(jié)合測井資料進行回歸，該方法相對誤差小，精度高。

4.2 滲透率解釋模型

儲層的孔隙度與滲透率有著正相關(guān)關(guān)系，孔隙度越高，滲透率也相對增高，因此，利用分析化驗資料建立了孔隙度與滲透率關(guān)系。再利用孔隙度求取儲層的滲透率。滲透率解釋圖版整體反應(yīng)了孔隙型儲層的一般規(guī)律，即孔隙度與滲透率呈現(xiàn)出正相關(guān)特征。

儲層孔隙度與滲透率關(guān)系式為（圖6）：

式中：K－滲透率 md；R－相關(guān)系數(shù)。

4.3 產(chǎn)能解釋模型

利用試水資料，可以建立每米采鹵指數(shù)（每米鹵水層的日產(chǎn)水量）與孔隙度、滲透率的關(guān)系（圖 7、8）。從圖中可以看出，三者之間呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系，即孔隙度越大、滲透率越高，每米采鹵指數(shù)則越大。

當每米采鹵指數(shù)為0時，孔隙度為10.6%，滲透率為 2.1md，因此可以認為當孔隙度不小于10%，滲透率不小于2md時，砂巖層才具有一定的產(chǎn)能。

5 結(jié)論

（1）江漢盆地潛江凹陷蘊藏著十分豐富的鹵水資源，屬于氯化鈉型、鋰、溴、硼、鉀大型工業(yè)鹵水礦床。

（2）使用測井、試水、分析化驗資料可以有效的識別儲層的巖性、物性、電性和含鹵性，砂巖孔隙型儲鹵層具有自然伽馬二級低值、井徑縮徑或者無變化，低電阻率、聲波時差值大、密度值小。

（3）根據(jù)自然伽馬和聲波時差結(jié)合試水和分析化驗資料可以有效地確定鹵水層巖性、電性界限。自然伽馬位比不大于6.5，聲波時差差值不小于-10μs/m是鹵水層產(chǎn)鹵的電性下限。

（4）鹵水層孔隙度、滲透率越高產(chǎn)鹵水量越高，孔隙度大于10%，滲透率大于2md是鹵水層的產(chǎn)水下限。

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