王金鋒

(1.陜西省一九四煤田地質(zhì)有限公司，陜西銅川 727000；2.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院)

塔河油田縫洞型儲(chǔ)層中洞穴充填程度半定量化分析

王金鋒1，2

(1.陜西省一九四煤田地質(zhì)有限公司，陜西銅川 727000；2.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院)

洞穴是塔河油田十區(qū)奧陶系縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要類型，鉆遇洞穴型儲(chǔ)層井往往高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而對洞穴充填程度的識別，是判斷洞穴型儲(chǔ)層有效性的關(guān)鍵。將洞穴充填程度分為充填、半充填和未充填三種類型，利用鉆錄井、常規(guī)測井、電成像測井以及交會(huì)圖法判別洞穴型儲(chǔ)層充填程度。利用Th對洞穴充填反應(yīng)敏感特征，建立K(鉀)和Th(釷)交會(huì)圖，分析不同充填類型在交會(huì)圖上的值域范圍，得到了不同充填程度測井響應(yīng)特征判別標(biāo)準(zhǔn)，用以識別洞穴型儲(chǔ)層充填程度。經(jīng)實(shí)例井研究表明，K-Th交會(huì)圖能有效反映洞穴型儲(chǔ)層充填程度。

塔河油田；碳酸鹽巖；縫洞型儲(chǔ)層；洞穴識別

中國法分類號 TE631 文獻(xiàn)識別碼 A

塔河油田十區(qū)奧陶系縫洞型碳酸鹽巖發(fā)育多套儲(chǔ)層和蓋層組合，儲(chǔ)集層埋藏深，位于4 500 m以下，為多期構(gòu)造、巖溶和成藏作用形成的縫洞型碳酸鹽巖油藏[1]。儲(chǔ)集體主要的儲(chǔ)集空間為溶蝕孔、洞、縫，基質(zhì)灰?guī)r較為致密，幾乎無法存儲(chǔ)流體?？p洞發(fā)育難以預(yù)測，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致縫洞體難以預(yù)測識別[2]。

利用更為先進(jìn)的電成像測井技術(shù)，可識別縫洞型儲(chǔ)層[3]。以往對縫洞型儲(chǔ)層研究中，利用常規(guī)測井、電成像測井、核磁共振和地震剖面來識別，并對洞穴充填物及充填程度進(jìn)行評價(jià)[4]。當(dāng)溶蝕孔洞、洞穴被泥質(zhì)和方解石等充填后，充注的流體失去了大部分的儲(chǔ)存空間，因此判斷洞穴充填程度是評價(jià)儲(chǔ)層有效性的關(guān)鍵因素。

針對縫洞發(fā)育十分復(fù)雜的塔河十區(qū)，利用鉆井、錄井、常規(guī)測井、電成像測井以及通過放射性釷測井曲線表征值與洞穴充填程度的相互關(guān)系，半定量化判斷洞穴充填程度，為后期井間縫洞發(fā)育層位、平面縫洞展布特征以及儲(chǔ)層識別及評價(jià)提供依據(jù)。

1 洞穴充填物識別

經(jīng)取心及巖性分析，洞穴充填物主要包括砂巖、泥巖、角礫巖和結(jié)晶碳酸鹽巖四大類。①砂巖充填：伽馬值略高于純灰?guī)r，在成像上相比于圍巖呈暗色，具有一定層理，通過巖屑錄井或鉆井取心可以直觀判斷其巖性。②泥巖充填：井徑擴(kuò)徑明顯，伽馬與去鈾伽馬值都比較高，在成像上顏色較砂巖更暗一些，且成條帶狀，有明顯的平行層理。③角礫巖充填：伽馬值高于圍巖，在成像上表現(xiàn)為角礫大小混雜，棱角分明，角礫呈亮色，而角礫間一般被砂、泥質(zhì)充填。④結(jié)晶碳酸鹽巖充填：伽馬值較低，電阻率值異常高，電成像呈高阻亮色，顏色較均一[5-8]。

2 充填程度測井識別

2.1 鉆錄井分析

鉆井參數(shù)的異常變化能反映洞穴充填的程度。一般來說，鉆遇半充填洞穴的鉆時(shí)相對于圍巖要加快，鉆遇未充填洞穴時(shí)往往出現(xiàn)鉆具放空、泥漿漏失、溢流等現(xiàn)象，而完全充填洞穴的鉆時(shí)變化不明顯。在錄井上，未充填或半充填洞穴層段，一般有較高的氣測顯示(油層)或返出地層水(水層)，而完全充填洞穴沒有這些特征。

根據(jù)塔河十區(qū)10口實(shí)鉆井鉆錄井分析表明，未充填洞穴和半充填洞穴直接測試或經(jīng)過措施均可獲得高產(chǎn)油氣流，而充填洞穴測試基本都是干層(表1)。

2.2 電成像測井

充填洞穴中，電成像各極板能較好貼靠井壁，尤其動(dòng)態(tài)圖像顯示均勻(圖1a)。半充填洞穴由于局部井眼擴(kuò)徑，導(dǎo)致電成像極板部分貼靠井壁，呈亮暗相間的斑塊狀(圖1b)。未充填洞穴儲(chǔ)層中電成像各極板未貼靠井壁，呈滑脫現(xiàn)象，測量的是泥漿流體電阻率，圖像均勻(圖1c)。

2.3 常規(guī)測井分析

碳酸鹽巖洞穴型儲(chǔ)層的常規(guī)測井響應(yīng)特征有：①井徑曲線異常增大，自然伽馬值根據(jù)充填程度的不同由低值到高值分布；②具有高聲波時(shí)差、高中子、低密度的特征；③深、淺側(cè)向電阻率為低值，多為“正差異”；④電成像資料上表現(xiàn)為較大面積的暗色斑塊狀或條帶狀，且顯示頂、底部破碎帶有較多裂縫特征；⑤陣列聲波顯示強(qiáng)能量衰減和反射異常。

表1 塔河十區(qū)10口井洞穴充填程度與鉆井異常情況統(tǒng)計(jì)

圖1 不同洞穴充填特征電成像測井響應(yīng)

塔河十區(qū)洞穴型儲(chǔ)層在測井電性特征表現(xiàn)為“兩高-兩低”，即高伽馬、高聲波時(shí)差，低密度、低電阻率，且井徑擴(kuò)徑明顯。例如T752井，5 617～5 623 m處為典型洞穴型儲(chǔ)層響應(yīng)(圖2)。在成像測井上該段表現(xiàn)為大面積的暗色斑塊狀、條帶狀或溶塌角礫巖。

低頻斯通利波與儲(chǔ)層滲透性有著直接的關(guān)系，根據(jù)斯通利波能量衰減和傳播速度，可估算洞穴型儲(chǔ)層滲透性。斯通利波在井筒中傳播過程，類似于一個(gè)活塞運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成井壁在徑向上收縮和膨脹，此時(shí)若井壁處發(fā)育洞穴，則會(huì)使鉆井液在洞穴內(nèi)產(chǎn)生流出和流入的情況，從而消耗能量，導(dǎo)致幅度降低。反之在井壁處不發(fā)育洞穴時(shí)，則不會(huì)產(chǎn)生能量損耗。利用斯通利波是否衰減的特征，來判斷洞穴型儲(chǔ)層發(fā)育情況。當(dāng)洞穴被充填時(shí)，充填物內(nèi)含放射性物質(zhì)，自然伽馬和去鈾伽馬都很高；深淺電阻率較低。中子密度測井值較低，反映充填物未被壓實(shí)。

根據(jù)聲波、伽馬、中子密度與電阻率交會(huì)圖判定反映洞穴充填程度。經(jīng)大量實(shí)測井資料分析，塔河十區(qū)不同充填程度儲(chǔ)層的伽馬值、聲波、中子密度和電阻率具有明顯分布特征。目前塔河十區(qū)共16口井發(fā)育洞穴，通過電性特征統(tǒng)計(jì)，分析K和Th曲線交會(huì)，Th對洞穴充填反應(yīng)敏感，因此結(jié)合Th曲線來劃分洞穴充填程度。通過交會(huì)圖分析得出，充填洞穴Th含量大于6×10-6，半充填洞穴Th含量(3～6)×10-6，未充填洞穴Th含量小于3×10-6(圖3)。據(jù)此建立起充填程度判別依據(jù)(表2)。

圖2 T752井四性關(guān)系

圖3 塔河十區(qū)共16口井洞穴充填程度判別依據(jù)

3 實(shí)例分析

3.1 充填洞穴

TK12190井波阻抗地震剖面上反映有一個(gè)規(guī)模較小的縫洞體，鉆井過程無漏失放空等鉆井異常。儲(chǔ)層段5 851～5 858 m測井解釋，GR呈明顯高值，井徑無明顯擴(kuò)徑現(xiàn)象，密度明顯低值，電阻率低值,由于K曲線和Th曲線均明顯高值，綜合分析認(rèn)為該洞穴為泥質(zhì)充填。用5 mm油嘴試采，油壓6 MPa，日產(chǎn)油8.3 t，僅生產(chǎn)20天后即停噴，累計(jì)產(chǎn)油103.5 t，試采效果較差。

3.2 半充填洞穴

TK10124井地震剖面上呈串珠狀地震反射，鉆井過程中5 769.44～5 770.89 m發(fā)生放空，5 777.53～577 8.18 m出現(xiàn)漏失，漏失量7.65 m3。半充填洞穴釷曲線Th含量為(3～6)×10-6，表現(xiàn)為中低值。該洞穴頂部GR呈明顯高值，K-Th曲線明顯高值，密度低值，電阻率低值，洞穴底部K和Th曲線表現(xiàn)為低值，綜合分析認(rèn)為該洞穴為泥質(zhì)半充填。用4 mm油嘴試采，油壓11 MPa，日產(chǎn)油31.2 t，試采452天后停噴，累計(jì)產(chǎn)油1.65×104t。

3.3 未充填洞穴

TH10254X井地震剖面上呈串珠狀地震反射，鉆井過程中5921.49～5922.99m段漏失，漏失量

表2 塔河十區(qū)儲(chǔ)層不同充填程度測井響應(yīng)特征判別標(biāo)準(zhǔn)

7.72 m3；5 925.64～5 931.05 m段放空，放空5.41 m，無泥漿漏失。未充填洞穴Th含量小于3×10-6，表現(xiàn)為低值。該洞穴頂部GR呈低值，井徑擴(kuò)徑明顯，K-Th曲線呈低值，聲波時(shí)差明顯高值，電阻率呈低值，由于K和Th曲線均表現(xiàn)為低值，綜合分析認(rèn)為該洞穴未充填。5 mm油嘴試采，油壓18 MPa，日產(chǎn)油82.9 t，試采410天后停噴，累計(jì)產(chǎn)油3.21×104t，試采效果較好。

4 結(jié)論

通過對塔河十區(qū)碳酸鹽巖洞穴儲(chǔ)層測井特征及測試結(jié)果分析，得到以下兩點(diǎn)認(rèn)識：

(1)分析鉆錄井、電成像測井、常規(guī)測井對洞穴充填程度的判別依據(jù)，建立塔河十區(qū)洞穴充填程度判別標(biāo)準(zhǔn)，對儲(chǔ)層洞穴充填情況有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，也為類似縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層充填識別提供依據(jù)。

(2)洞穴的有效性受其充填程度影響極大，充填程度嚴(yán)重的井，往往投產(chǎn)后低產(chǎn)或幾乎無產(chǎn)能。對洞穴充填程度的判別，要充分利用常規(guī)測井、成像測井等多種資料和方法進(jìn)行綜合分析。為了尋找具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的洞穴型儲(chǔ)層油氣藏，除了測井儲(chǔ)層評價(jià)外，還需結(jié)合地震等資料進(jìn)行綜合分析。

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編輯：趙川喜

1673-8217(2017)02-0044-04

2016-10-24

王金鋒，工程師，1987年生，勘查技術(shù)與工程專業(yè)在讀碩士研究生，現(xiàn)從事物探研究工作。