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        基于殘余巖溶強(qiáng)度表征和裂縫預(yù)測(cè)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)
        ——以塔中西部上奧陶統(tǒng)良里塔格組為例

        2015-01-20 01:56:03趙永剛陳景山古永紅張春雨張棟梁張文強(qiáng)
        關(guān)鍵詞:塔格本區(qū)碳酸鹽巖

        趙永剛,陳景山,李 凌,古永紅,張春雨,張棟梁,張文強(qiáng),周 通

        1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,西安 710065 2.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,成都 610500 3.中石油長(zhǎng)慶油田分公司油氣工藝研究院,西安 710018 4.中石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采氣廠,西安 710021

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        基于殘余巖溶強(qiáng)度表征和裂縫預(yù)測(cè)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)
        ——以塔中西部上奧陶統(tǒng)良里塔格組為例

        趙永剛1,陳景山2,李 凌2,古永紅3,張春雨4,張棟梁1,張文強(qiáng)4,周 通4

        1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,西安 710065 2.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,成都 610500 3.中石油長(zhǎng)慶油田分公司油氣工藝研究院,西安 710018 4.中石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采氣廠,西安 710021

        我國(guó)目前在碳酸鹽巖油氣勘探階段常用的儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已難以滿足溶蝕孔洞縫廣泛存在及構(gòu)造裂縫發(fā)育的古巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的實(shí)際需要。選擇塔中西部上奧陶統(tǒng)良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層,在系統(tǒng)分析儲(chǔ)層特征的基礎(chǔ)上,通過表征殘余巖溶和開展構(gòu)造裂縫預(yù)測(cè),引入殘余巖溶強(qiáng)度(R)和巖體破壞接近度系數(shù)(η)2個(gè)參數(shù),作為古巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重要定量指標(biāo);并與多項(xiàng)儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)綜合,進(jìn)一步完善了碳酸鹽巖古巖溶儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并用于對(duì)該地區(qū)良里塔格組疊加型古巖溶儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)。將本區(qū)良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4類,并應(yīng)用多因素綜合分析疊合成圖法在平面上進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)預(yù)測(cè),認(rèn)為Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層主要分布于S2井——TZ45井——TZ12井一帶和 Z11井——TZ10井——TZ11井一帶。

        殘余巖溶強(qiáng)度;構(gòu)造裂縫;疊合成圖;良里塔格組;塔中西部

        0 引言

        中國(guó)的海相碳酸鹽巖普遍具有形成時(shí)間早、經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化與疊加、成巖作用改造強(qiáng)烈、埋藏深和儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)的顯著特點(diǎn),儲(chǔ)層研究的難度大。碳酸鹽巖儲(chǔ)層作為一種主要的油氣儲(chǔ)層類型,其形成、演化與古巖溶及古巖溶作用密切相關(guān)[1-13];斷裂活動(dòng)對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的改造作用不僅僅體現(xiàn)在形成裂縫和破碎帶等方面,而且還可以導(dǎo)致碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化,并影響甚至控制古巖溶發(fā)育[14-20]。實(shí)踐證明,正是由于溶孔、溶洞和溶縫的廣泛存在及構(gòu)造裂縫的發(fā)育,使得碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)變得更復(fù)雜[21]。調(diào)研塔里木、四川和鄂爾多斯含油氣盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn):塔里木盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)多是綜合儲(chǔ)層巖性、巖石結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)及壓汞曲線、物性參數(shù)和儲(chǔ)層類型等方面的指標(biāo)[22-25];四川盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)所選指標(biāo)與塔里木盆地相似[26-27];鄂爾多斯盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)主要是從巖性和沉積微相特征、物性及孔隙結(jié)構(gòu)特征、成巖作用等角度對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行單因素分類分析,通過優(yōu)選參數(shù)、計(jì)算平均值、計(jì)算單項(xiàng)參數(shù)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、確定權(quán)重系數(shù),建立了碳酸鹽巖綜合評(píng)價(jià)體系,據(jù)此開展儲(chǔ)層評(píng)價(jià)工作[28-29]。我國(guó)用于油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)屬于孔隙型儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的范疇,反映出我國(guó)目前在碳酸鹽巖油氣勘探階段常用的儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)以物性參數(shù)為主,但結(jié)合孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)[30],未見與巖溶和構(gòu)造裂縫有關(guān)的定量評(píng)價(jià)指標(biāo),因而不能比較客觀地評(píng)價(jià)古巖溶儲(chǔ)層。

        筆者選擇塔里木盆地塔中西部地區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組灰?guī)r,在系統(tǒng)分析古巖溶儲(chǔ)層特征的基礎(chǔ)上,將能夠表征巖溶作用所形成的孔洞縫的有效性定量指標(biāo)(殘余巖溶強(qiáng)度R)和反映裂縫發(fā)育程度的定量指標(biāo)(巖體破壞接近度系數(shù)η)與巖石類型、沉積微相、成巖作用、儲(chǔ)層基本類型、物性參數(shù)、壓汞曲線類型和產(chǎn)能等多項(xiàng)指標(biāo)綜合,進(jìn)一步完善了碳酸鹽巖古巖溶儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并用于對(duì)該地區(qū)良里塔格組灰?guī)r疊加型古巖溶儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)。這對(duì)于進(jìn)一步明確塔中西部地區(qū)今后油氣勘探的主攻方向具有重要意義,同時(shí)也為我國(guó)碳酸鹽巖古巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供了新思路。

        1 研究區(qū)地質(zhì)概況

        塔中地區(qū)(中國(guó)石油化工集團(tuán)公司稱之為卡塔克隆起),位于塔里木盆地中央隆起區(qū)的中部。本文研究區(qū)為卡塔克隆起西部地區(qū),主體上位于塔中低凸起的西北部,包括巴楚斷隆東南部、北部坳陷阿爾瓦提凹陷南部和滿加爾凹陷西南部的少部分地區(qū),面積約1.5×104km2(圖1)。

        圖1 塔里木盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨把芯繀^(qū)位置Fig.1 Tectonic unit division of Tarim basin and location map of the study area

        2 儲(chǔ)層基本特征

        研究區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層的儲(chǔ)集巖主要為亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶鮞粒砂屑灰?guī)r、亮晶砂屑鮞粒灰?guī)r、泥晶顆?;?guī)r和部分礁灰?guī)r。本區(qū)良里塔格組灰?guī)r表現(xiàn)出成巖作用類型多、多期或多種成巖效應(yīng)疊加的特征。其結(jié)果不僅導(dǎo)致了原巖的顯著變化,而且在很大程度上控制了儲(chǔ)層孔隙空間的發(fā)育與演化,決定著油氣的儲(chǔ)集和保存。其中,膠結(jié)、壓實(shí)和交代充填作用破壞儲(chǔ)層,白云石化、構(gòu)造破裂和巖溶作用建設(shè)儲(chǔ)層,去白云石化和熱液重結(jié)晶等成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的直接影響不明顯。該區(qū)良里塔格組灰?guī)r中的巖溶作用以同生期巖溶和埋藏期巖溶兩種類型為主,它們是控制良里塔格組儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)鍵因素之一,局部發(fā)育表生期巖溶作用,例如Z1井——Z12井一帶以及塔中Ⅱ號(hào)構(gòu)造帶周邊地區(qū),但發(fā)育程度較低,對(duì)儲(chǔ)層形成的貢獻(xiàn)并不大。本區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層總體上屬于同生期巖溶+埋藏期巖溶的疊加型古巖溶儲(chǔ)層。

        2.1 儲(chǔ)層物性特征

        通過對(duì)167個(gè)巖心樣品物性分析,得到本區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層孔隙度(Φ)為0.06%~12.74%,主要分布在0.50%~2.50%(圖2a),平均孔隙度為1.46%;滲透率(K)為(0.000 274~81)×10-3μm2,主要分布在(0.01~0.05)×10-3μm2和(0.10~0.50)×10-3μm2(圖2b),平均滲透率為1.37×10-3μm2。良里塔格組儲(chǔ)層總體上具有特低孔低滲的物性特征,孔隙度與滲透率無明顯的相關(guān)性。良二段儲(chǔ)層物性優(yōu)于良一、良三段(表1)。

        圖2 良里塔格組儲(chǔ)層巖心孔隙度(a)和滲透率(b)分布直方圖Fig.2 Core porosity (a) and permeability (b) distribution histograms of the Lianglitage Formation reservoir

        Table 1 Reservoir’s physical property statistics of each lithological section of the Lianglitage Formation

        巖性段Φ/%分布范圍平均值K/(10-3μm2)分布范圍平均值O3l10.30~1.490.920.04~0.990.34O3l20.39~2.571.170.01~8.191.95O3l30.44~1.400.770.001~1.910.50

        注:據(jù)167個(gè)巖心樣品統(tǒng)計(jì)。

        本區(qū)良里塔格組同生期巖溶型儲(chǔ)層以S2井和TZ12井為代表,其儲(chǔ)層孔隙度為0.32%~3.98%,平均孔隙度為1.57%;儲(chǔ)層滲透率為(0.000 1~0.25)×10-3μm2,平均滲透率為0.03×10-3μm2。由于該類儲(chǔ)層的主要儲(chǔ)滲空間類型為孤立狀分布的鑄??缀土?nèi)溶孔,孔隙的連通性差,造成該類古巖溶儲(chǔ)層具有孔隙度較高、滲透率較低的特征。表生期巖溶型儲(chǔ)層見于本區(qū)良里塔格組頂部,如Z1、12、13井,TZ2、9、19井。其儲(chǔ)層孔隙度為0.87%~12.74%,平均孔隙度為3.67%;儲(chǔ)層滲透率為(0.06~11.0)×10-3μm2,平均滲透率為1.53×10-3μm2。埋藏期巖溶型儲(chǔ)層在本區(qū)良里塔格組灰?guī)r中發(fā)育,如TZ45井,儲(chǔ)層孔隙度為0.7%~2.0%,平均孔隙度為1.35%,儲(chǔ)層滲透率為(0.1~1.25)×10-3μm2,平均滲透率為0.78×10-3μm2。

        上述物性分析表明,巖溶作用控制下的儲(chǔ)層是本區(qū)良里塔格組灰?guī)r儲(chǔ)層中的高孔滲段,但巖溶作用也使儲(chǔ)層具有極強(qiáng)的非均質(zhì)性。

        2.2 儲(chǔ)滲空間類型及特征

        通過對(duì)巖心的系統(tǒng)觀察與描述及對(duì)150塊有孔鑄體薄片的顯微鏡下詳細(xì)鑒定與統(tǒng)計(jì),從研究區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層中主要識(shí)別出6種儲(chǔ)滲空間類型(表2)。粒內(nèi)溶孔多見于砂屑和鮞粒內(nèi),為良里塔格組主要孔隙類型,如S2井良二段6 781~6 802 m井段粒內(nèi)溶孔發(fā)育(圖3a、b),良一段局部可見。鑄??资橇?nèi)溶孔的溶蝕擴(kuò)大,僅保存顆粒外形或泥晶套,S2井良二段鑄??装l(fā)育良好,多是砂屑和鮞粒的鑄模(圖3b)。非組構(gòu)選擇性溶孔是指既溶蝕顆粒又溶蝕膠結(jié)物和基質(zhì)而成的串珠狀或囊狀孔隙,為良里塔格組次要孔隙類型(圖3c)。溶洞多為良里塔格組有效儲(chǔ)集空間,早期溶洞多以充填殘余洞的形式保留。溶縫是沿著早期的裂縫、縫合線溶蝕擴(kuò)大而形成的。構(gòu)造縫為良里塔格組主要的也是最有效的裂縫類型,以微縫居多(圖3d)。

        本區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層中的儲(chǔ)滲空間類型按不同的方式、配比及規(guī)模組合成裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型、孔洞型、孔隙型、裂縫型和孔隙-裂縫型等幾種儲(chǔ)層類型。

        2.3 孔隙結(jié)構(gòu)類型及特征

        根據(jù)巖心觀察、鑄體薄片鑒定和孔喉圖像分析,發(fā)現(xiàn)在研究區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層中起連通作用的喉道主要有裂縫和方解石晶間微孔兩種類型。裂縫喉道可分為寬縫喉道、小縫喉道和微縫喉道3類:寬縫喉道寬度在0.1 mm以上,通常肉眼可識(shí)別;小縫喉道寬度為0.01~0.1 mm,顯微鏡下可識(shí)別,有鑄體進(jìn)入;微縫喉道寬度<0.01 mm,顯微鏡下可見,但鑄體難進(jìn)入。方解石晶間微孔喉道寬度和方解石晶體大小有關(guān),一般晶體越粗,方解石晶間微孔喉道越大,但孔喉寬度一般小于0.01 mm。

        表2 良里塔格組儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間類型統(tǒng)計(jì)表

        注:據(jù)150塊有孔鑄體薄片統(tǒng)計(jì)。

        a.亮晶鮞粒砂屑灰?guī)r,粒內(nèi)溶孔,S2井,6 798.6 m,O3l2,紅色鑄體片,單偏光;b.亮晶砂屑鮞?;?guī)r,鑄??缀土?nèi)溶孔,S2井,6 798.3 m,O3l2,紅色鑄體片,單偏光;c.亮晶鮞粒砂屑灰?guī)r,非選擇性溶孔,S2井,6 798.6 m,O3l2,紅色鑄體片,單偏光;d.亮晶砂屑鮞?;?guī)r,構(gòu)造裂縫,S2井,6 797.3 m,O3l2,紅色鑄體片,單偏光。圖3 良里塔格組儲(chǔ)層的主要儲(chǔ)滲空間類型Fig.3 Reservoir’s accumulation and percolation space types of the Lianglitage Formation

        根據(jù)壓汞曲線形態(tài)和特征參數(shù)統(tǒng)計(jì),將本區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)大致劃分為4類。

        Ⅰ類:進(jìn)汞曲線下凹,具平緩段。該類具有排驅(qū)壓力和中值壓力較低、進(jìn)汞飽和度大、孔喉分選性和連通性較好的特點(diǎn)。排驅(qū)壓力為0.29 MPa,中值壓力為12.14 MPa,最大進(jìn)汞飽和度為88.31%,分選系數(shù)為2.04??紫抖纫话愦笥?.5%,滲透率在5×10-3μm2以上。本區(qū)的裂縫-孔洞型儲(chǔ)層和裂縫-孔隙型儲(chǔ)層具有這類孔隙結(jié)構(gòu)(圖4)。

        圖4 良里塔格組儲(chǔ)層典型壓汞曲線及相應(yīng)孔隙結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Reservoir’s typical mercury penetration curves and it’s pore texture chart of the Lianglitage Formation

        Ⅱ類:進(jìn)汞曲線呈平緩斜坡型。該類具有排驅(qū)壓力和中值壓力較高、進(jìn)汞飽和度中等、孔喉分選性中等的特點(diǎn)。排驅(qū)壓力為1.71 MPa,中值壓力為65.13 MPa,最大進(jìn)汞飽和度為54.52%,分選系數(shù)為4.85??紫抖纫话銥?%~5%,滲透率為(0.1~5)×10-3μm2。本區(qū)的孔隙型儲(chǔ)層多具有這種孔隙結(jié)構(gòu)(圖4)。

        Ⅲ類:進(jìn)汞曲線呈明顯陡坡型。該類具有排驅(qū)壓力和中值壓力高、進(jìn)汞飽和度小、孔喉分選性差的特點(diǎn)。排驅(qū)壓力為1.95 MPa,最大進(jìn)汞飽和度為23.30%,分選系數(shù)為5.45。孔隙度一般為1.5%~3.0%,滲透率為(0.01~0.10)×10-3μm2(有裂縫的貢獻(xiàn))。本區(qū)的裂縫型儲(chǔ)層和少量裂縫-孔隙型儲(chǔ)層常具有這種孔隙結(jié)構(gòu)(圖4)。

        Ⅳ類:進(jìn)汞曲線呈陡短型。其具有排驅(qū)壓力大、進(jìn)汞飽和度很小、孔喉分選性很差的特點(diǎn)。排驅(qū)壓力為2.92 MPa,最大進(jìn)汞飽和度為8.23%??紫抖纫话?1.5%,滲透率一般<0.01×10-3μm2,由于裂縫作用,有時(shí)可見滲透率值異常高的情況。本區(qū)的致密灰?guī)r和以基質(zhì)微孔喉為主的巖石具有此類孔隙結(jié)構(gòu)(圖4)。

        3 殘余巖溶強(qiáng)度表征

        巖溶強(qiáng)度是表征易溶巖類,特別是碳酸鹽巖溶蝕強(qiáng)弱的一個(gè)綜合指標(biāo)。殘余巖溶強(qiáng)度是指易溶巖類經(jīng)溶蝕、壓實(shí)、膠結(jié)、再溶蝕、再壓實(shí)和膠結(jié)反復(fù)進(jìn)行后所殘留的溶蝕強(qiáng)度,也就是現(xiàn)在取出巖心所觀察到的巖溶的殘余強(qiáng)度[21]。鏡下觀察表明,90%以上的有效孔洞縫都是巖溶作用產(chǎn)生的或受到了巖溶作用的溶蝕擴(kuò)大。因此殘余巖溶強(qiáng)度比較全面地表征了巖溶作用所形成的儲(chǔ)層孔洞縫的有效性,它是表征碳酸鹽巖儲(chǔ)集性能的一個(gè)重要指標(biāo)。

        王允誠(chéng)[21]針對(duì)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)慶氣田馬五1儲(chǔ)層提出,殘余巖溶強(qiáng)度(殘余巖溶率)理論上是碳酸鹽巖巖溶率減去充填率,在實(shí)際應(yīng)用中,將儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度簡(jiǎn)化為有效厚度(巖溶段累加厚度)除以巖層總厚度,再乘以有效厚度的平均孔隙度。筆者根據(jù)研究區(qū)單井良里塔格組各巖性段的儲(chǔ)層巖溶發(fā)育和保存的實(shí)際情況,將殘余巖溶強(qiáng)度R的表達(dá)式確定為

        R=(Φ有效縫洞+Φ巖心)Hk/

        其中:Φ有效縫洞為有效縫洞率,是指巖心中縫洞被礦物充填后的殘余縫洞(有效縫洞)的總面積與所統(tǒng)計(jì)的巖心總面積之比;Φ巖心為巖心孔隙度,根據(jù)小巖心柱實(shí)測(cè)得到;Hk為有效儲(chǔ)層厚度,是 (Φ有效縫洞+Φ巖心)大于1.5%的儲(chǔ)層厚度(1.5%為研究區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層孔隙度下限);Hl為儲(chǔ)層的總厚度。

        根據(jù)式(1),利用巖心描述資料和物性分析資料,計(jì)算了TZ12等15口井良里塔格組各巖性段的R(表3)。

        表3反映出:良里塔格組儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度高值(R>2.0%)主要分布于TZ16、42、45和54井周圍;中值(R為1.0%~2.0%)主要分布于TZ12、30井周圍和TZ44、24及26井一帶,TZ35井良一段、TZ161井良二段和TZ54井良三段的儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度也均為中值;低值(R<1.0%)主要分布于TZ15、43、49、451井一帶,TZ12井良三段、TZ16井良二段、TZ30井良一段和良三段、TZ35井良二段和良三段、TZ44井良三段、TZ49井良一段和良三段、TZ161井良一段和良三段的儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度也均為低值??傮w上良里塔格組儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度值從南到北呈增大趨勢(shì)。

        4 儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫預(yù)測(cè)

        由于構(gòu)造應(yīng)力的大小、方向決定了巖石的破壞狀態(tài)和方式,進(jìn)而影響和控制水流的運(yùn)移方向和動(dòng)力條件,在一定程度上決定著巖溶發(fā)育的特點(diǎn)和規(guī)律。而構(gòu)造裂縫作為巖體破壞的主要產(chǎn)物之一,它為水流對(duì)可溶性巖類的溶蝕創(chuàng)造了基本條件。所以古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析及裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果既是古巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的構(gòu)造背景,又是古巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的重要依據(jù)。

        筆者采用二維有限元數(shù)值模擬法,利用經(jīng)過二次開發(fā)的“二維有限元分析軟件2D-σ”對(duì)研究區(qū) 反射層(良里塔格組與鷹山組間的反射界面)碳酸鹽巖進(jìn)行模擬研究,進(jìn)而對(duì)本區(qū)良里塔格組灰?guī)r儲(chǔ)層開展裂縫預(yù)測(cè)。具體流程如下:

        其中:c為巖石的內(nèi)聚力;φ為巖石的內(nèi)摩擦角。c、φ均為對(duì)碳酸鹽巖所測(cè)得的經(jīng)驗(yàn)值。

        當(dāng)η<1.00時(shí),巖體將是穩(wěn)定的,一般不會(huì)被破壞(其應(yīng)力狀態(tài)處于屈服曲面的內(nèi)部);當(dāng)η≥1.00時(shí),巖體所受的應(yīng)力狀態(tài)已處于或超過Mohr-coulomb應(yīng)力圓破裂包絡(luò)線,巖體將失穩(wěn)產(chǎn)生較明顯的破裂(應(yīng)力莫爾圓處于屈服曲面外或屈服曲面上)。一般來說,η值越大,裂縫就越發(fā)育。

        3)根據(jù)古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬分析結(jié)果計(jì)算η,結(jié)合研究區(qū)的沉積、儲(chǔ)層、構(gòu)造特征和鉆井、測(cè)試及生產(chǎn)資料進(jìn)行綜合分析,針對(duì)本區(qū)的裂縫發(fā)育程度,制訂了以下裂縫評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(表4)。

        表3 單井良里塔格組各巖性段儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表

        Table 3 Reservoir’s residual karst intensity(R)statistics of each lithological section of the Lianglitage Formation in single well

        井號(hào)巖性段R/%井號(hào)巖性段R/%井號(hào)巖性段R/%井號(hào)巖性段R/%井號(hào)巖性段R/%TZ12O3l11.37TZ24O3l11.56TZ35O3l11.88TZ44O3l1TZ54O3l1O3l21.63O3l21.94O3l20.00O3l21.74O3l22.99O3l30.00O3l3O3l30.00O3l30.07O3l31.78TZ15O3l10.00TZ26O3l1TZ42O3l1TZ45O3l1TZ161O3l10.00O3l20.59O3l21.22O3l22.09O3l24.25O3l21.22O3l3O3l3O3l32.11O3l3O3l30.37TZ16O3l15.88TZ30O3l10.00TZ43O3l10.18TZ49O3l10.00TZ451O3l10.00O3l20.00O3l21.49O3l20.00O3l20.86O3l20.77O3l3O3l30.00O3l30.00O3l30.00O3l3

        圖反射層裂縫發(fā)育程度評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)圖Fig.

        Table 4ηstandard of fracture evaluation and prediction of reflection stratum

        η儲(chǔ)層巖體破裂程度儲(chǔ)層裂縫發(fā)育級(jí)別≤1.04破裂欠發(fā)育區(qū)Ⅳ級(jí)1.04~1.23破裂發(fā)育臨界區(qū)Ⅲ級(jí)1.23~1.42破裂較發(fā)育區(qū)Ⅱ級(jí)1.42~1.52破裂發(fā)育區(qū)Ⅰ級(jí)≥1.52破壞區(qū)斷裂帶

        5 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)

        塔中西部良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層屬于典型的特低孔低滲灰?guī)r儲(chǔ)層,溶蝕孔洞縫和構(gòu)造裂縫的發(fā)育是控制碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)鍵。因此,對(duì)其碳酸鹽巖儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)不能僅以物性參數(shù)作為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn),還要在考慮儲(chǔ)層物性的前提下,充分考慮到巖溶作用和構(gòu)造裂縫對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的重要影響。

        筆者將能夠表征巖溶作用所形成的孔洞縫的有效性的定量指標(biāo)(R)和反映裂縫發(fā)育程度的定量指標(biāo)(η)與巖石類型、沉積微相、成巖作用、儲(chǔ)層基本類型、物性參數(shù)、壓汞曲線類型和產(chǎn)能等多項(xiàng)儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)綜合,進(jìn)一步完善了碳酸鹽巖古巖溶儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表5)。將本區(qū)良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層劃分為4類,即Ⅰ類儲(chǔ)層(好儲(chǔ)層)、Ⅱ類儲(chǔ)層(較好儲(chǔ)層)、Ⅲ類儲(chǔ)層(中等儲(chǔ)層)及Ⅳ類儲(chǔ)層(差或非儲(chǔ)層)(表5)。根據(jù)研究區(qū)良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表5), 對(duì)大量重點(diǎn)井開展單井儲(chǔ)層評(píng)價(jià),在統(tǒng)計(jì)單井儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度和巖體破壞接近度系數(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用多因素綜合分析疊合成圖的方法,對(duì)本區(qū)良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層在平面上進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)(圖6)。這對(duì)于進(jìn)一步明確塔中西部地區(qū)今后油氣勘探的主攻方向具有重要意義。

        表5 良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        圖6 良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)平面圖Fig.6 Plan of evaluation and prediction of palaeokarst reservoir of the Lianglitage Formation

        研究區(qū)良里塔格組Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層主要分布于臺(tái)地邊緣相帶的S2井——TZ45井——TZ12井一帶,其次分布于Z11井——TZ10井——TZ11井一帶;Ⅰ類儲(chǔ)層分布區(qū)僅見于臺(tái)地邊緣相帶的TZ451井——TZ45井一帶;Ⅳ類儲(chǔ)層分布于研究區(qū)的西北部和東北部;其余地區(qū)以Ⅲ+Ⅳ類儲(chǔ)層為主(圖6)。

        6 結(jié)論

        1)本區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層具有特低孔低滲的物性特征,孔隙度與滲透率無明顯的相關(guān)性。良二段儲(chǔ)層物性優(yōu)于良一、良三段。巖溶作用控制下的儲(chǔ)層是良里塔格組儲(chǔ)層中的高孔滲段??紫额愋鸵粤?nèi)溶孔、鑄模孔和非組構(gòu)選擇性溶孔為主,主要見裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型、孔洞型、孔隙型和裂縫型等儲(chǔ)層類型。根據(jù)壓汞曲線形態(tài)和特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)將本區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)大致劃分為4類。

        2)本區(qū)良里塔格組和良二段的儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度均存在高值(R>2.0%)、中值(1.0%~2.0%)和低值(R<1.0%),總體上良里塔格組儲(chǔ)層殘余巖溶強(qiáng)度值從南到北呈增大趨勢(shì)。根據(jù)古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬分析結(jié)果計(jì)算出巖體破壞接近度系數(shù)(η);利用裂縫評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),在本區(qū)平面上劃分出4個(gè)級(jí)別的裂縫發(fā)育區(qū)。

        3)將R和η與巖石類型、沉積微相、成巖作用、儲(chǔ)層基本類型、物性參數(shù)、壓汞曲線類型和產(chǎn)能等多項(xiàng)參數(shù)綜合,進(jìn)一步完善了碳酸鹽巖古巖溶儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將本區(qū)良里塔格組古巖溶儲(chǔ)層劃分為4類。在平面上評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)認(rèn)為Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層主要分布于S2井——TZ45井——TZ12井一帶和 Z11井——TZ10井——TZ11井一帶。這對(duì)于進(jìn)一步明確塔中西部地區(qū)今后油氣勘探的主攻方向具有重要意義。

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        Evaluation of Carbonate Reservoir Based on Residual Karst Intensity Characterization and Structural Fracture Prediction:A Case from the Upper Ordovician Lianglitage Formation in the West of Center Tarim Basin

        Zhao Yonggang1, Chen Jingshan2, Li Ling2, Gu Yonghong3,Zhang Chunyu4, Zhang Dongliang1, Zhang Wenqiang4, Zhou Tong4

        1.SchoolofEarthSciencesandEngineering,Xi’anPetroleumUniversity,Xi’an710065,China
        2.SchoolofResourcesandEnvironment,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China
        3.ResearchInstituteofOilandGasTechnology,PetroChinaChangqingOilfieldCompany,Xi’an710018,China
        4.CompanyGasProductionPlantNo.4,PetroChinaChangqingOilfieldCompany,Xi’an710021,China

        At present, because of the wide existence of karst genetic pore, cave and seam and the development of structural fractures, usual standards of reservoir classification and evaluation have been difficulties to meet the actual needs of palaeokarst reservoir evaluation in china. Palaeokarst reservoir of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in the west of center Tarim basin is studied. The reservoir characteristics are analysed systematically firstly. Then, by characterizing residual karst and predicting structural fractures, residual karst intensity(R)and rock failure approach index coefficient(η)are chosen as the important quantitative indexes of palaeokarst reservoir evaluation. CombiningRandηwith the relevant parameters of reservoir geology, a better standard of carbonate reservoir classification and evaluation is established, which is used for evaluation and prediction of superimposed type palaeokarst reservoir of Lianglitage Formation in the west of center Tarim basin. Palaeokarst reservoir of Lianglitage Formation is divided into 4 types: Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ. The palaeokarst reservoir is evaluatedand predicted by applying multi factors synthetical analysis-Laminate maps method.Ⅰ,Ⅱtype of the palaeokarst reservoir mainly distributed in Well S2-Well TZ45-Well TZ12 area and in Well Z11-Well TZ10-Well TZ11 area.

        residual karst intensity; structural fracture; laminate maps; Lianglitage Formation; the west of center Tarim basin

        10.13278/j.cnki.jjuese.201501103.

        2014-04-28

        中國(guó)石油科技創(chuàng)新基金研究項(xiàng)目(2011D-5006-0103);陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(14JK1567);西安石油大學(xué)博士科研啟動(dòng)項(xiàng)目(207003);國(guó)家科技重大專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目(2011ZX05044-3);國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(41372118)

        趙永剛(1976——),男,副教授,博士,主要從事沉積學(xué)與儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究,E-mail:yg_zhao@126.com。

        10.13278/j.cnki.jjuese.201501103

        P588.245;P618.13

        A

        趙永剛,陳景山,李凌,等. 基于殘余巖溶強(qiáng)度表征和裂縫預(yù)測(cè)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià):以塔中西部上奧陶統(tǒng)良里塔格組為例.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(1):25-36.

        Zhao Yonggang, Chen Jingshan, Li Ling,et al. Evaluation of Carbonate Reservoir Based on Residual Karst Intensity Characterization and Structural Fracture Prediction: A Case from the Upper Ordovician Lianglitage Formation in the West of Center Tarim Basin.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(1):25-36.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201501103.

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