繆祥禧

（中石化西南石油工程有限公司測井分公司，四川成都610100）

元壩地區(qū)雷四段巖溶縫洞性儲層測井評價

繆祥禧*

（中石化西南石油工程有限公司測井分公司，四川成都610100）

川東北元壩地區(qū)雷四段為與古風(fēng)化面相關(guān)的巖溶縫洞性儲層，綜合利用常規(guī)、偶極、成像等測井資料，對雷四段縫洞性碳酸鹽巖儲層進行測井分類評價，開展了裂縫有效性判別方法、儲層定性識別和定量評價等工作?？偨Y(jié)了川東北元壩地區(qū)雷四段巖溶縫洞優(yōu)質(zhì)儲層的測井響應(yīng)特征，形成適合閬中—元壩地區(qū)工區(qū)縫洞性碳酸鹽巖儲層的測井綜合評價技術(shù)。

川東北；巖溶縫洞；儲層；評價

川東北元壩地區(qū)雷口坡組為陸表海型碳酸鹽巖臺地，成巖后期處于暴露環(huán)境，風(fēng)化作用較強，裂縫和溶蝕孔洞發(fā)育，儲層類型為裂縫-孔洞型和巖溶縫洞型儲層。由于長期暴露，風(fēng)化殼頂部的泥質(zhì)含量較高、縫洞發(fā)育，給儲層有效性識別帶來困難。

1 儲層基本地質(zhì)特征

巖芯分析資料顯示川東北元壩雷口坡組巖性復(fù)雜，除了云巖、灰?guī)r及過渡巖性外，還發(fā)育有藻屑白云巖、云質(zhì)角礫巖和角礫白云巖等。純白云巖、含灰白云巖、灰質(zhì)白云巖、角礫白云巖等各類白云巖所占巖樣比重較大，達到79%。圖1為發(fā)育在XX12井雷四段的粉晶白云巖和XX204井雷四段角礫白云巖巖芯薄片圖。

巖芯分析顯示儲集性能較好的雷四頂部，巖性主要為含一定泥質(zhì)的云巖和灰質(zhì)云巖。雖然基質(zhì)孔隙較差（主要分布在8%以下），但成像測井顯示縫洞發(fā)育，受縫洞溝通影響，滲透率變化范圍很大，在（0.01～324.7）×10-3μm2范圍內(nèi)。

圖1 元壩雷四段巖芯薄片圖

2 儲層識別

雷四頂部風(fēng)化殼儲層巖性主要以云巖、泥質(zhì)云巖和灰質(zhì)云巖為主。從巖芯資料和成像測井資料分析，雷四段物性較好的儲層通常都有裂縫或溶蝕孔洞發(fā)育，三孔隙度和電阻率曲線均有所反映，特別是成像測井更能直觀的判斷縫洞是否發(fā)育，可達到定性識別儲層的目的。

圖2為XX2井雷四段頂部儲層，4858～4862m巖性以云巖為主，自然伽馬值較低，巖性純，補償聲波和補償中子值較高、密度值中等，顯示有一定孔隙發(fā)育，電阻率測值中等，呈低尖峰狀，低角度裂縫發(fā)育，為裂縫-孔洞型儲層。

圖2 XX2井雷四段儲層測井響應(yīng)特征圖

利用常規(guī)測井信息進行交會對儲層進行定量識別，聲波與伽馬、密度、中子和電阻率值交會圖版中樣本數(shù)據(jù)點較密集，不能有效區(qū)分Ⅱ類儲層、Ⅲ類儲層、含氣層、泥巖層和致密層；中子與伽馬、中子與電阻率交會圖版能將儲層與非儲層有效區(qū)分開，只有Ⅱ類儲層和Ⅲ類儲層界限較模糊，而密度與中子交會圖版能將儲層與非儲層有效區(qū)分開，Ⅱ類儲層和Ⅲ類儲層界限也相對較清晰。在交會模板的基礎(chǔ)上建立了儲層定量識別標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 儲層定量識別標(biāo)準(zhǔn)

3 儲層有效性評價

從巖芯圖片和成像測井資料上可看到雷四段儲層裂縫和溶孔溶洞發(fā)育，儲層的有效性受控于縫洞的發(fā)育程度，可以從以下幾個方面來分析縫洞儲層的有效性：

（1）從裂縫充填與溶蝕程度評價裂縫有效性。裂縫形成后在漫長的地史中必然伴隨充填與溶蝕的改造作用，充填對裂縫起破壞作用，影響裂縫有效性，而溶蝕則對裂縫起建設(shè)性作用，可提高裂縫的有效性。

裂縫充填包括高阻充填與低阻充填，高阻充填物一般為次生石英或方解石晶體，低阻充填一般為泥質(zhì)充填。高阻充填縫在成像圖上表現(xiàn)為較亮的正弦波條紋，在常規(guī)電阻率曲線上無明顯低阻特征，一般為無效的閉合縫。泥質(zhì)充填縫與有效張開縫在成像圖上均表現(xiàn)為黑色條紋，也具有低阻的特征，差別主要在自然伽馬，有效張開縫與背景巖性比較其伽馬值幾乎無變化。

由于地下水的侵蝕溝通，容易在致密巖石的裂縫發(fā)育段附近形成次生溶蝕孔洞，縫洞的良好溝通更提高了裂縫的有效性，此時即使是低角度裂縫也將為有效縫。如果溶蝕形成規(guī)模較大的溶洞和地下暗河會發(fā)生規(guī)模不等的井漏現(xiàn)象。

（2）從裂縫走向評價裂縫有效性。當(dāng)裂縫走向與現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向一致或夾角很小時，裂縫大多為現(xiàn)今構(gòu)造運動所產(chǎn)生，裂縫形成時間較短、未被充填，大多為開啟狀態(tài)，這種裂縫能最大程度的發(fā)揮其滲流通道的作用，此時認(rèn)為裂縫系統(tǒng)是有效的。反之，當(dāng)裂縫走向與現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力垂直或斜交時，裂縫大多為古構(gòu)造運動所產(chǎn)生，經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期其中部分裂縫已被礦物質(zhì)充填，沒有被充填的部分也可能在現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力作用下閉合，裂縫的滲透作用大大降低，從而削弱了裂縫的有效性。

根據(jù)張景和、孫宗欣研究成果（地應(yīng)力、裂縫測試技術(shù)在石油勘探開發(fā)中的應(yīng)用，石油工業(yè)出版社，2001），當(dāng)裂縫走向與現(xiàn)今最大主應(yīng)力間的夾角小于30°時，裂縫是有效的；當(dāng)二者夾角大于30°時，裂縫的有效性較差。也即是說，并非所有的高角度裂縫都是有效縫，而僅僅是裂縫走向與現(xiàn)今最大主應(yīng)力方向相近時才有效。

（3）從裂縫徑向延伸評價裂縫有效性。微電阻率掃描成像測井比雙側(cè)向測井的徑向探測深度小得多，僅在水平裂縫或低角度裂縫時兩者才比較接近。因此成像測井可看到井壁上的全部裂縫，包括有效的和無效的，而雙側(cè)向可探測到徑向延伸在2m以上的裂縫。所以通過對兩者的比較，就可估計裂縫的徑向延伸情況。具體方法是從成像測井圖上確定是否為天然裂縫，然后，結(jié)合雙側(cè)向測井，可定性確定這些裂縫是否存在，如果雙側(cè)向電阻率有裂縫響應(yīng)特征，則裂縫為延伸較遠(yuǎn)的有效裂縫。反之，為無效裂縫。

圖3 XX12井斯通利波能量反射圖

（4）從斯通利波能量衰減與反射評價裂縫有效性：

①用斯通利波能量衰減判斷裂縫的滲透性。低頻斯通利波與儲層的滲濾性具有直接關(guān)系，用斯通利波的能量衰減和傳播速度可以較好地估算裂縫儲層的滲透性。

斯通利波是一種具有較大徑向探測深度的管波，它在井筒中的傳播近似于活塞運動，造成井壁在徑向上的膨脹和收縮，這時如有有效裂縫與井壁連通，則將使井液沿著裂縫流進和流出，從而消耗能量，使其幅度降低；而在無效裂縫處則不會發(fā)生能量衰減。并且斯通利波能量受其它因素(如巖性變化、層界面、井眼條件等)影響較小，它主要與地層的滲透性有關(guān)，斯通利波的衰減主要發(fā)生在滲透性好的層段。因此，利用斯通利波能量衰減可以定性判斷裂縫儲層的滲透性。

②利用斯通利波反射也可以定性判斷裂縫儲層的滲透性。排除巖性界面和砂巖中交錯層理的影響，斯通利波“人字型”干涉條紋出現(xiàn)，同時反射系數(shù)增大指示有效裂縫存在。因此可利用斯通利波反射特征進一步識別裂縫發(fā)育程度和裂縫有效性。

圖3為XX12井斯通利波能量反射圖，成像測井顯示4955～4960m網(wǎng)狀裂縫發(fā)育，斯通利波能量衰減嚴(yán)重，斯通利波反射呈“人字型”干涉條紋，證明裂縫有效性較好，該段測試無阻流量達76.18×104m3/d。

4 結(jié)論

通過儲層四性關(guān)系研究，對縫洞性儲層進行識別并對儲層有效性進行了分析，研究總結(jié)了川東北元壩地區(qū)雷四段巖溶縫洞優(yōu)質(zhì)儲層的測井響應(yīng)特征為：

（1）井眼規(guī)則，沒有井眼垮塌現(xiàn)象，井徑擴大率較小，對于8.5寸鉆頭，一般要求井徑擴大率低于6%；對于12.25寸鉆頭，一般要求井徑擴大率低于3%；

（2）巖性以白云巖為主，泥質(zhì)含量較低，GR值一般低于35API；

（3）三孔隙度曲線表現(xiàn)為高孔特征；Ⅱ類儲層厚度大于4m；

（4）高角度縫和網(wǎng)狀縫發(fā)育；

（5）斯通利波有明顯能量衰減特征，反射呈“人字型”干涉條紋。

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TE122.23

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1004-5716(2015)06-0051-04

2014-06-25

2014-06-27

繆祥禧（1982-），男（漢族），云南宣威人，工程師，現(xiàn)從事測井解釋、測井地質(zhì)應(yīng)用工作。