盛 達(dá)，趙金玲，李德寧，武 磊，白永強(qiáng)

(1．中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300280;2．大港油田第四采油廠(chǎng)，天津市 300280)

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，致密儲(chǔ)層的勘探開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視。在致密儲(chǔ)層中，裂縫的存在是決定油氣藏是否具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值的關(guān)鍵因素，因此識(shí)別和探測(cè)裂縫，研究裂縫的分布規(guī)律、發(fā)育程度等就成為這類(lèi)油氣藏勘探開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要內(nèi)容［1］。測(cè)井技術(shù)由于其信息豐富、資料全面、可直接獲得地下信息，所以是目前研究裂縫的主要方法之一。測(cè)井識(shí)別裂縫分常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別和特殊測(cè)井裂縫識(shí)別。常規(guī)測(cè)井可以用來(lái)確定裂縫的張開(kāi)度、孔隙度和滲透率，但很難準(zhǔn)確、有效地識(shí)別裂縫的產(chǎn)狀和分布密度，難以滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)的需要。特殊測(cè)井能夠直觀(guān)地反映井壁特征，且分辨率比常規(guī)測(cè)井相對(duì)較高，有利于裂縫性致密儲(chǔ)集層的識(shí)別［2］。

1 地質(zhì)概況

北塘次凹位于渤海灣盆地，緊鄰歧口主凹、板橋次凹和南堡凹陷，石油資源豐富。沙三段最大埋深6 500 m，最大厚度3 600 m，是很好的生油層。沙三段下部沙三5油組發(fā)育大套的深灰色泥巖，中間夾著一套厚度為100 m左右的泥質(zhì)白云巖與白云質(zhì)泥巖紋層和薄互層狀特殊巖性體致密儲(chǔ)層，自生自?xún)?chǔ)，異常高壓，壓力系數(shù)1.56，儲(chǔ)層孔隙度6.3% ～9.4%，滲透率為(0.7～3.2) ×10－3μm2，有效滲透率為0.28 ×10－3μm2，為低孔特低滲［3］。研究區(qū)有10口井鉆遇特殊巖性體，其中鉆井取心并實(shí)施特殊測(cè)井項(xiàng)目組合的井1口(塘X井)，井壁取心井8口，本文主要在對(duì)塘X井取心段巖心裂縫描述基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井等相關(guān)資料開(kāi)展研究，進(jìn)行裂縫特殊測(cè)井識(shí)別及裂縫參數(shù)定量計(jì)算。

圖1 塘X井巖心裂縫

2 常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別

研究區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造縫，由構(gòu)造應(yīng)力作用形成，分為張性裂縫和剪切裂縫。通過(guò)巖心觀(guān)察，白云巖中剪切裂縫極發(fā)育，多閉合，少量見(jiàn)油跡;可見(jiàn)針孔狀、豆?fàn)钊芸拙植砍蓪影l(fā)育。含泥/泥質(zhì)白云巖薄互層中構(gòu)造張裂縫發(fā)育，開(kāi)度1～5 mm，含油極好;揉皺部位的紋層狀含泥/泥質(zhì)白云巖沿層理面滑動(dòng)形成微裂縫并發(fā)生溶蝕;含泥白云巖中見(jiàn)較多閉合微裂縫(圖1a)。白云質(zhì)/含白云泥巖中高角度縫局部發(fā)育，長(zhǎng)度較長(zhǎng)但多閉合，含油性差;早期垂直縫被斷層泥完全充填或閉合;在巖心橫截面可見(jiàn)網(wǎng)狀縫，整體裂縫發(fā)育較差(圖1b)。泥巖中裂縫不發(fā)育。

通過(guò)巖性對(duì)測(cè)井曲線(xiàn)敏感度分析發(fā)現(xiàn):密度(DEN)、聲波時(shí)差(AC)、井徑(CAL)測(cè)井曲線(xiàn)與裂縫線(xiàn)密度具有極好相關(guān)性，隨著裂縫線(xiàn)密度增大，AC值增加，DEN、CAL值降低;中子(CN)、自然伽馬(GR)、2.5米底部梯度電阻率(RA25)、深側(cè)向電阻率(RD)/淺側(cè)向電阻率(RS)、自然電位(SP)測(cè)井曲線(xiàn)與裂縫線(xiàn)密度不具相關(guān)性。通過(guò)比值參數(shù)可以放大參數(shù)意義，以提高與裂縫線(xiàn)密度的相關(guān)性，可以看出:AC/DEN和AC/GR與裂縫線(xiàn)密度具有較好的相關(guān)性，隨著裂縫線(xiàn)密度增大，AC/DEN值、AC/GR值均明顯增大(圖2)。

圖2 塘X井裂縫發(fā)育程度與測(cè)井組合關(guān)系圖

3 特殊測(cè)井裂縫識(shí)別

針對(duì)北塘次凹沙三5油組致密儲(chǔ)層特點(diǎn)，特殊測(cè)井系列選擇以下三種:確定儲(chǔ)層含油性和裂縫發(fā)育程度的高分辨率陣列感應(yīng)(HDIL)測(cè)井;用來(lái)識(shí)別巖性和裂縫高度的交叉偶極子陣列聲波(XMAC)測(cè)井;分析裂縫形態(tài)、區(qū)域裂縫發(fā)育程度、地層走向的增強(qiáng)型微電阻率成像(XRMI)測(cè)井。

3.1 HDIL測(cè)井裂縫識(shí)別

塘X井HDIL測(cè)井測(cè)量井段為2 916～3 240 m，目的層為沙三5。該井鉆井液性能為聚合物KCL，密度1.53 g/cm3，粘度56 mPa·s，18 ℃泥漿電阻率0.27 Ω·m，為咸水泥漿。該井為斜井，最大井斜角為16.44°。應(yīng)用HDIL測(cè)井可獲得3種不同縱向分辨率，6種探測(cè)深度共18條電阻率曲線(xiàn)，通過(guò)這18條不同徑向探測(cè)深度的電阻率曲線(xiàn)可以求取原狀地層電阻率，并劃分薄層、進(jìn)行泥漿侵入特性的描述，定性分析地層的滲透性及流體性質(zhì)［4］。

塘X井HDIL測(cè)井曲線(xiàn)與側(cè)向測(cè)井曲線(xiàn)進(jìn)行分析對(duì)比，3 128～3 148 m為泥質(zhì)白云巖，電性較高，物性也較好，陣列感應(yīng)曲線(xiàn)有明顯的正差異(圖3)，表明該層段有明顯的裂縫，但從側(cè)向曲線(xiàn)上看電阻率曲線(xiàn)基本無(wú)差異，無(wú)裂縫特征。利用陣列感應(yīng)深淺電阻率的差異與補(bǔ)償密度曲線(xiàn)進(jìn)行重疊，包絡(luò)面積的大小即可反映儲(chǔ)層含油性，包絡(luò)面積大說(shuō)明儲(chǔ)層電性高，滲透性好，裂縫較發(fā)育，儲(chǔ)層含油性較好，包絡(luò)面積小說(shuō)明裂縫發(fā)育較差，儲(chǔ)層含油性較差，陣列感應(yīng)深淺電阻率差異小說(shuō)明儲(chǔ)層偏干。

圖3 塘X井測(cè)井綜合圖

3.2 XMAC測(cè)井裂縫識(shí)別

塘X井XMAC測(cè)井測(cè)量井段為2 888～3 240 m。根據(jù)XMAC測(cè)井所提供的測(cè)井信息，分別從兩個(gè)方面進(jìn)行了解釋評(píng)價(jià)，包括XMAC時(shí)差提取波幅度處理、地層各向異性分析。塘X井主要目的層沙三5油組包含有泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥巖等泥質(zhì)含量較重的巖層，與泥巖相比這些泥質(zhì)較重巖層的橫縱波時(shí)差比變化較小，在1.8～1.9之間，縱波值一般在230 ～340 μs/m 之間。

3.2.1 XMAC波幅度處理

從XMAC時(shí)差提取波幅度處理成果圖上可以看出:目的層3 122～3 146 m井段內(nèi)波幅度曲線(xiàn)值較低即幅度較小，能量衰減多，是泥灰?guī)r儲(chǔ)層的物性較好的特征，結(jié)合常規(guī)曲線(xiàn)特征解釋為油層。3 146～3 156 m井段內(nèi)波幅度曲線(xiàn)值相對(duì)較高即橫波幅度較大，證明地層能量衰減較少，即物性較差、裂縫不發(fā)育，結(jié)合常規(guī)曲線(xiàn)特征解釋為低產(chǎn)油層(圖4)。

3.2.2 地層各向異性分析

利用XMAC處理成果可進(jìn)行地層各向異性分析，圖5為塘X井3 120～3 170 m各向異性處理成果圖，分析地層最大主應(yīng)力為北北東—南南西。圖中可知本井段各向異性明顯增強(qiáng)、反射系數(shù)增大，對(duì)應(yīng)的斯通利波變密度圖上存在倒“V”字型條紋、各向異性增大，結(jié)合常規(guī)資料可知此處并非由層界面引起，而是因地應(yīng)力不均衡、裂縫情況較發(fā)育引起，結(jié)合常規(guī)測(cè)井資料可以看出該段泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥巖及泥質(zhì)白云巖的裂縫情況比較發(fā)育，是較好的特殊巖性?xún)?chǔ)層。

圖4 塘X井XMAC時(shí)差提取波幅度處理成果圖

圖5 塘X井地層各向異性處理成果圖

3.3 XRMI測(cè)井裂縫識(shí)別

成像測(cè)井的成像原理是把由巖性、物性變化以及裂縫、孔洞、層理等引起的巖石聲阻抗或電阻率的變化用灰度(黑白圖)或色度(彩色圖)來(lái)表示，此時(shí)井壁可以表示成一張黑白圖象或彩色圖象，從而使人們直觀(guān)而清晰地看到地層的巖性及幾何界面的變化［5］。用來(lái)識(shí)別巖性、層面、層理、礫石、透鏡體、結(jié)核、孔洞、裂縫、斷層、不整合及井眼垮塌等，以便于進(jìn)行地層解釋、薄層分析、沉積相分析、構(gòu)造分析、儲(chǔ)集性分析、工程應(yīng)用等，其特點(diǎn)是比常規(guī)測(cè)井方法更精確、直觀(guān)、方便。

圖6 塘X井巖心、XRMI測(cè)井圖

由于塘X井進(jìn)行了鉆井取心，因此可以依據(jù)鉆井取心的巖樣與電成像解釋成果圖進(jìn)行對(duì)比分析，效果較好。XRMI測(cè)井測(cè)量井段3 122～3 146 m，測(cè)井資料反應(yīng)儲(chǔ)層裂縫較為明顯，內(nèi)白云石含量較高，儲(chǔ)層孔隙、高角度裂縫均較發(fā)育，為典型的孔隙－裂縫型儲(chǔ)層。在3 122 m附近，有傾向相差近180°但傾角不大的兩條裂縫，配合聲波時(shí)差可識(shí)別低角度裂縫(圖6)。

4 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及縫四參數(shù)的定量計(jì)算

計(jì)算的裂縫四個(gè)參數(shù)分別為:裂縫長(zhǎng)度、裂縫密度、裂縫視孔隙度和裂縫水動(dòng)力寬度(表1)。塘X井位于儲(chǔ)層相對(duì)較為發(fā)育的構(gòu)造帶上，儲(chǔ)層的物性較好，裂縫定量計(jì)算的參數(shù)值也反映儲(chǔ)層裂縫總體上較為發(fā)育，儲(chǔ)層類(lèi)型主要為孔隙－裂縫型和裂縫型。

表1 塘X井裂縫參數(shù)定量計(jì)算統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)論

(1)常規(guī)測(cè)井中與裂縫發(fā)育響應(yīng)較好的測(cè)井類(lèi)型有DEN、AC、CAL;與裂縫發(fā)育響應(yīng)較好的測(cè)井組合類(lèi)型為AC/DEN、AC/GR。

(2)高分辨率陣列感應(yīng)測(cè)井、交叉偶極子陣列聲波測(cè)井和增強(qiáng)型微電阻率成像測(cè)井系列組合能夠較好識(shí)別致密儲(chǔ)層裂縫。

(3)特殊測(cè)井結(jié)合巖心、常規(guī)測(cè)井資料可以更準(zhǔn)確地識(shí)別裂縫，并可對(duì)裂縫縫參數(shù)進(jìn)行定量計(jì)算，確定裂縫長(zhǎng)度、裂縫密度、裂縫視孔隙度和裂縫水動(dòng)力寬度。

［1］ 尤征，杜旭東，侯會(huì)軍，等.成像測(cè)井解釋模式探討［J］．測(cè)井技術(shù)，2000，24(5):393 －399.

［2］ 田飛，章成廣.電成像測(cè)井資料裂縫識(shí)別技術(shù)及其應(yīng)用［J］．工程地球物理學(xué)報(bào)，2010，7(6):723－727.

［3］ 孫贊東，賈承造，李相方.非常規(guī)油氣勘探與開(kāi)發(fā)［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2011.

［4］ 方林林，肖斐，丁娛嬌，等.高分辨率陣列感應(yīng)(HDIL)測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)及應(yīng)用［J］．國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2003，18(5):16 －22.

［5］ 袁士義，宋新民，冉啟全.裂縫性油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2004.