繆祥禧 吳見萌 葛 祥

（中國石化西南石油工程有限公司測井分公司）

元壩地區(qū)須家河組非常規(guī)致密儲層成像測井評價

繆祥禧 吳見萌 葛 祥

（中國石化西南石油工程有限公司測井分公司）

元壩地區(qū)須家河組巖性復(fù)雜、儲層類型多樣，須二段巖屑砂巖、須三段鈣屑砂巖和須四段砂礫巖測試都不同程度獲產(chǎn)，其中以須三段鈣屑砂巖儲層和須四段砂礫巖儲層產(chǎn)能較高。這兩類儲層具有巖性致密、低孔低滲、裂縫發(fā)育、儲層不明顯等特征，常規(guī)測井識別難度較大。緊扣“巖性是基礎(chǔ)，裂縫是關(guān)鍵”主線，利用常規(guī)測井結(jié)合電成像資料進行巖性判別，利用電成像資料拾取裂縫信息，綜合偶極聲波和核磁共振測井來判別儲層的有效性。從巖性和裂縫的角度對儲層展開評價，建立了元壩地區(qū)須家河組致密儲層測井綜合評價技術(shù)。圖7參9

元壩須家河致密儲層成像測井

0 引言

元壩須家河組須三段鈣屑砂巖和須四段砂礫巖儲層都具有低伽馬、低聲波、低中子、高密度和高電阻率特征，儲集空間主要為殘余原生粒間孔、次生溶蝕孔和裂縫[1-2]。儲層表現(xiàn)為低孔、低滲特征，測井特征不明顯，為典型的非常規(guī)儲層，巖性和裂縫對儲層有效性具有較強的控制作用[3-4]，因此利用多種成像測井信息對巖性和裂縫展開評價是儲層識別的有效途徑。

1 巖性識別

元壩須家河組巖性復(fù)雜多樣，巖性對儲層有很強的控制作用，因此巖性甄別是尋找儲層的基礎(chǔ)。

取心資料顯示須三段巖性有礫巖、砂質(zhì)礫巖、鈣屑砂巖和巖屑砂巖等。其中中粗鈣屑砂巖物性相對較好，孔隙度高于粉細砂巖和礫巖。普遍發(fā)育晶間孔和微裂縫，少量還發(fā)育溶蝕孔[5]。須四段巖性有鈣屑砂巖、砂礫巖和巖屑砂巖等，儲層發(fā)育在砂礫巖中，礫石成分多為碳酸鹽巖[6]。由于不同層位不同區(qū)塊儲層巖性不盡相同，因此巖性識別是開展儲層評價的基礎(chǔ)。鈣屑砂巖和砂礫巖在常規(guī)測井曲線上都表現(xiàn)為高電阻低伽馬的特征，因此需要結(jié)合成像資料來開展巖性識別。

電成像測井可以直觀地區(qū)分礫巖和鈣質(zhì)砂巖。礫巖有低伽馬、低聲波、低中子、高電阻率和高密度特征，成像測井動態(tài)資料背景為淺色，有形狀較好的亮色斑塊，斑塊的多少指示礫石的含量，斑塊的大小指示礫巖的粒度，圖1顯示兩口井礫巖的測井曲線特征，左圖礫巖含量較高，粒度較大。

圖1 礫巖測井響應(yīng)特征

鈣屑砂巖和巖屑砂巖都有較低自然伽馬，電成像動態(tài)圖像上均顯示塊狀特征，圖2左圖所示巖屑砂巖密度和電阻率值較低，成像測井顯示交錯層理發(fā)育。圖2右圖所示鈣屑砂巖電阻率較高，可達上萬歐姆米；密度值更接近碳酸鹽巖骨架值，在2.7g/cm3左右。

電成像測井信息能夠有效區(qū)分工區(qū)發(fā)育的巖屑砂巖、鈣屑砂巖和沙礫巖。

圖2 巖屑砂巖和鈣屑砂巖測井響應(yīng)特征

2 裂縫識別

巖心分析表明，元壩須三和須四非常規(guī)儲層巖心平均孔隙度1.72%，滲透率平均值0.069 mD，基質(zhì)為特低孔特低滲特征，高產(chǎn)井巖心資料可見明顯裂縫及溶蝕孔，儲層發(fā)育程度受裂縫控制。因此，裂縫是否發(fā)育是判斷儲層有效性的關(guān)鍵。工區(qū)裂縫類型除常見的高角度縫、低角度縫和網(wǎng)狀縫外，還發(fā)育有特征不顯著的微裂縫，由于裂縫規(guī)模小，常規(guī)測井資料很難識別，借助成像測井資料可對各類裂縫進行拾取。

低角度裂縫在工區(qū)最為發(fā)育，也易于識別，常規(guī)測井聲波和中子呈“高尖峰”特征，密度和電阻率呈“低尖峰”特征（圖3左）成像測井為幅度較低的正弦波狀暗色條紋。高角度縫和網(wǎng)狀縫在常規(guī)曲線上沒有顯著特征，利用成像測井能夠準(zhǔn)確判別（圖3中），高角度縫為幅度較高的正弦波狀暗色條紋。網(wǎng)狀縫的裂縫規(guī)模相對較大，多條裂縫相互交織成網(wǎng)狀，裂縫間有相互切錯現(xiàn)象，在圖像上呈褐暗色網(wǎng)狀條紋（圖3右）。

圖3 元壩地區(qū)須家河組低角度縫、高角度縫和網(wǎng)狀縫的測井相應(yīng)特征

除上述特征明顯的常規(guī)裂縫外，一些礫緣縫、穿礫縫、壓溶縫也普遍發(fā)育在礫巖、砂礫巖和鈣屑砂巖中（圖4左），由于這類微裂縫對巖石物理參數(shù)貢獻微弱，常規(guī)測井資料基本無法反映其存在[7]。而此類裂縫又往往是儲層是否有效的關(guān)鍵，成像測井的高分辨率特征在此類微裂縫的識別中就發(fā)揮了很好作用。圖4右所示為工區(qū)非常規(guī)裂縫在成像圖上的特征，有發(fā)育在礫巖周圍的不規(guī)則微裂縫和切割礫巖的穿礫縫。

圖4 元壩須家河組礫緣縫和穿礫縫成像測井特征

3 儲層有效性評價

元壩地區(qū)須三段和須四段儲層類型以裂縫型和孔隙-裂縫型為主，裂縫對儲層的貢獻較大，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，降低裂縫有效性，而溶蝕則對裂縫起建設(shè)性作用，可提高裂縫的有效性，因此裂縫的有效性是決定儲層是否有效的關(guān)鍵。

（1）利用裂縫充填與溶蝕程度評價儲層有效性

當(dāng)天然裂縫發(fā)育時，由于地下水的侵蝕，容易在裂縫發(fā)育段附近形成次生溶蝕孔洞，縫洞在提高儲層儲集性能的同時，其良好的溝通性提高了裂縫對儲層產(chǎn)能的貢獻，裂縫被溶蝕是儲層有效性的特征之一。被溶蝕的裂縫在電成像圖上有縫寬較大、裂縫開口度不均、裂縫周圍伴隨溶蝕孔洞等特征，如圖3左YL10井成像測井顯示,須四段4071~4074 m低角度裂縫發(fā)育，并伴隨較大規(guī)模溶蝕，分析認(rèn)為溶蝕使得裂縫有效性大幅提高，儲層品質(zhì)變好。經(jīng)測試該段獲天然氣13.6×104m3/d，儲層有效性好。

（2）利用裂縫走向評價儲層有效性

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地發(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。

YL702井須三段4398~4400 m常規(guī)曲線顯示低角度裂縫發(fā)育（圖5），成像測井拾取高導(dǎo)縫5條，統(tǒng)計裂縫走向主要為北北西向，與須三段最大水平主應(yīng)力方向夾角較小（小于30°），完井后，該層測試獲天然氣產(chǎn)量6.74×104m3/d，儲層有效性好。

圖5 裂縫走向與裂縫的有效性對比圖

（3）利用斯通利波能量衰減與反射評價儲層有效性

低頻斯通利波對裂縫較為敏感，其能量衰減可定性判斷儲層的滲透性。另外，當(dāng)斯通利波遇到與井眼相交的張開裂縫時，將引起較大聲阻抗差異，從而使斯通利波發(fā)生反射，出現(xiàn)斯通利波“人字型”干涉條紋，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。

如圖6所示，YL20井4614~4619 m巖性為巖屑砂巖，巖性致密，常規(guī)曲線顯示孔隙低，成像測井顯示裂縫發(fā)育。借助偶極聲波測井資料對儲層有效性進行判別，斯通利波衰減明顯，有“人字型”干涉條紋，反映裂縫有效性好。

圖6 斯通利波能量衰減及反射與裂縫有效性對比圖

（4）核磁共振測井可動烴信息指示儲層有效性

核磁共振測井不受巖石骨架成分的影響，直接對巖石孔隙中的流體信息進行探測。一般來說，核磁共振測井弛豫過程有3種弛豫作用：表面弛豫、體積弛豫、擴散弛豫[8]。對元壩須家河縫洞性儲層，表面弛豫作用較小，體積弛豫起主要作用。溶蝕孔洞越發(fā)育，體積弛豫作用越強，橫向弛豫時間越短，對于天然氣，其擴散比油或水快得多，氣體的擴散系數(shù)和氣體的密度及分子運動速度有關(guān)，而氣體的密度及分子運動速度與溫度、壓力有關(guān)，隨著壓力增大，氣體密度增大，隨著溫度的升高，分子運動速度加快，分子間碰撞幾率增加，擴散系數(shù)增大，橫向弛豫時間越短；對于地層水，當(dāng)附著于溶蝕孔洞中時，體積弛豫起主要作用[9]。通過上述分析，以測試資料為依據(jù)，并結(jié)合縫洞性儲層T2分布譜特征，分析認(rèn)為縫洞性儲層氣水分布主要表現(xiàn)為：氣層的T2分布譜右峰靠前，水層的T2分布譜右峰靠后。

縫洞性儲層含氣還表現(xiàn)在長短等待時間的差異上，當(dāng)?shù)却龝r間較長時，油氣水都完全被極化，測量信號包含三種流體的信息；當(dāng)?shù)却龝r間較短時，水層完全被極化，而油氣層由于極化時間較長，還沒有被完全極化，此時只有水層信號，將長等待時間的T2分布減去短等待時間的T2分布，便只有油氣層的信號了，利用該法能較為可靠地識別出縫洞性儲層的可動烴信息，從而對裂縫性儲層有效性進行判別。

圖7電成像測井資料處理成果顯示YL10井須三4143.5~4151 m井段裂縫、溶蝕發(fā)育，核磁共振測井處理成果第二道為孔隙譜分布，顯示4150 m附近特征孔徑較大，孔隙以中孔為主。圖7第六道核磁共振差譜信息較強，具有明顯的可動烴指示，分析認(rèn)為該層段以4150 m附近裂縫發(fā)育，物性、含氣性較好。完井后對4144~4155 m進行試氣求產(chǎn)，獲得天然氣無阻流量12.51×104m3/d，證實儲層有效性好。

圖7 核磁共振與裂縫有效性對比圖

繆祥禧，男，1982年出生，工程師；2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)地球探測與信息技術(shù)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，一直從事測井資料解釋與綜合研究工作。地址：（610100）四川省成都市龍泉驛區(qū)鯨龍路66號。電話：13438467461。E-mail：592039652@qq.com