王蓓，劉向君，司馬立強(qiáng)

（1.西南石油大學(xué)，成都 610500；2.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院，成都 610041）

0 引言

儲(chǔ)集層分級(jí)是儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，目前常見的儲(chǔ)集層分級(jí)方法可分為 3類：①利用儲(chǔ)集層有效厚度、物性參數(shù)、孔隙結(jié)構(gòu)等參數(shù)建立交會(huì)圖版或引入數(shù)學(xué)參數(shù)優(yōu)選對(duì)儲(chǔ)集層品質(zhì)影響較大的表征參數(shù)[1-3]。②通過沉積微相、巖性巖相、成巖相等對(duì)儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行歸納分類[4]。③在綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上運(yùn)用分形維數(shù)、灰色理論、模糊理論、聚類分析、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等進(jìn)行定量評(píng)價(jià)[5-7]。雖然目前的儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)方法可從儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)參數(shù)、巖石物理相、數(shù)學(xué)方法等多角度對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)，但均主要應(yīng)用于碎屑巖儲(chǔ)集層，在碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中運(yùn)用較少[8-9]。

四川盆地磨溪地區(qū)寒武系龍王廟組氣藏埋深超過4 500 m，2013年提交探明儲(chǔ)量超4 000×108m3，是迄今中國(guó)發(fā)現(xiàn)的單體規(guī)模最大的特大型海相碳酸鹽巖整裝氣藏，也是目前世界上發(fā)現(xiàn)規(guī)模最大的儲(chǔ)集層為寒武系的氣藏[10]。目前，針對(duì)氣藏開發(fā)階段儲(chǔ)集層精細(xì)描述，亟需解決以下兩個(gè)問題：①按照原石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖分類標(biāo)準(zhǔn)[11]，將孔隙度大于12%、滲透率大于10 000×10-3μm2作為Ⅰ類儲(chǔ)集巖，孔隙度為 6%～12%、滲透率為（100～10 000）×10-3μm2作為Ⅱ類儲(chǔ)集巖，孔隙度為2%～6%、滲透率為（1～100）×10-3μm2作為Ⅲ類儲(chǔ)集巖，將孔隙度小于2%，滲透率小于1×10-3μm2作為Ⅳ類儲(chǔ)集巖，照此標(biāo)準(zhǔn)研究區(qū)Ⅰ類優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層基本不發(fā)育，但實(shí)鉆井試油卻證實(shí)氣藏獲30余口百萬立方米以上高產(chǎn)工業(yè)氣井，故原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的分類標(biāo)準(zhǔn)不適用于研究區(qū)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)。②由于研究區(qū)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚不明確，導(dǎo)致對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層展布刻畫不夠精細(xì)，難以支撐氣藏產(chǎn)能補(bǔ)充建設(shè)部署的需求。因此，迫切需要開展深層海相碳酸鹽巖儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)研究，建立新的、適用性強(qiáng)的儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)各級(jí)儲(chǔ)集層進(jìn)行預(yù)測(cè)。

磨溪龍王廟組氣藏以碳酸鹽巖裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層為主，縫、洞配置關(guān)系復(fù)雜，小尺度的溶蝕孔洞和微裂縫極為發(fā)育，儲(chǔ)集層非均質(zhì)性較強(qiáng)，具低孔、中高滲特征。為克服常規(guī)低滲透性碎屑巖儲(chǔ)集層分級(jí)方法在中高滲碳酸鹽巖儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)中的弊端，以及常規(guī)方法在實(shí)際運(yùn)用時(shí)未考慮儲(chǔ)集層非均質(zhì)性的局限性[5-7]，需要對(duì)磨溪龍王廟組氣藏在綜合研究?jī)?chǔ)集層基本特征、儲(chǔ)集層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究?jī)?chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)的參數(shù)，建立適用于研究區(qū)的儲(chǔ)集層分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)參數(shù)的主控因素進(jìn)行分析，并對(duì)各級(jí)儲(chǔ)集層的分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，明確優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層展布規(guī)律，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化該類氣藏開發(fā)技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等方面提供參考。

1 研究區(qū)概況

磨溪地區(qū)地理上位于四川省遂寧市及重慶市潼南縣境內(nèi)，構(gòu)造上處于四川盆地川中平緩構(gòu)造帶樂山—龍女寺古隆起東端（見圖1）。磨溪地區(qū)龍王廟組位于下寒武統(tǒng)上部，與下伏滄浪鋪組和上覆高臺(tái)組呈整合接觸，地層頂界構(gòu)造低緩、多高點(diǎn)，地層厚度為 80～110 m，自下而上可劃分為龍一段和龍二段。巖性以殘余砂屑白云巖、亮晶砂屑白云巖、細(xì)—中晶白云巖為主，除在樂山—龍女寺古隆起核部地區(qū)剝蝕殆盡外，其他地區(qū)均廣泛分布[12]。沉積相為局限臺(tái)地相，顆粒灘為最有利于儲(chǔ)集層發(fā)育的亞相[13-14]。儲(chǔ)集層平面上大規(guī)模連片展布，龍二段儲(chǔ)集層較龍一段發(fā)育規(guī)模大，具有向北、北東方向遷移的趨勢(shì)[15]?？傮w上，磨溪龍王廟組氣藏為巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉氣藏，具有儲(chǔ)量規(guī)模大、高溫、高壓、H2S含量中等、CO2含量較低的特征。

現(xiàn)有的勘探開發(fā)工作成果和地質(zhì)研究表明，磨溪龍王廟組經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地層埋深較大，經(jīng)歷了多期溶蝕作用改造[12]，次生孔、洞、縫較發(fā)育[15-16]，具有儲(chǔ)集層區(qū)域展布各向異性、儲(chǔ)集空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)集層控制因素復(fù)雜多變、儲(chǔ)集層厚度差異大、單井產(chǎn)量不均的特征。

2 儲(chǔ)集空間基本特征

磨溪地區(qū)龍王廟組儲(chǔ)集空間發(fā)育溶蝕孔洞、粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔、裂縫，主要可歸納為裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型兩種儲(chǔ)集空間組合。

2.1 裂縫-孔洞型

裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層巖性以殘余砂屑白云巖、砂屑白云巖為主，單層垂厚為1.02～32.50 m，平均為7.43 m，柱塞樣平均孔隙度為5.21%。儲(chǔ)集空間以溶蝕孔隙和直徑2～5 mm的小尺度串珠狀溶蝕孔洞為主，微裂縫次之（見圖2a、2d）。儲(chǔ)集層段巖心平均洞密度為 25.2個(gè)/m，以孔隙擴(kuò)溶型的小尺度溶蝕孔洞為主，占比為81%（見圖2b、2f）。裂縫有構(gòu)造縫、壓溶縫和構(gòu)造擴(kuò)溶縫3類，宏觀縫欠發(fā)育，以晚期高角度微裂縫和網(wǎng)狀微裂縫發(fā)育為特點(diǎn)，現(xiàn)今對(duì)孔滲性貢獻(xiàn)較大的有效縫主要包括白云石、瀝青部分充填的構(gòu)造縫和沿構(gòu)造縫分布的溶蝕縫（見圖2d）。儲(chǔ)集層段巖心平均裂縫密度為0.5～0.7條/m，縫開度為20～100 μm，縫長(zhǎng)度平均為22.4 mm。

圖1 四川盆地磨溪地區(qū)地理位置及龍王廟組綜合柱狀圖

2.2 裂縫-孔隙型

裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層包括裂縫-粒間（溶）孔型儲(chǔ)集層和晶間（溶）孔型儲(chǔ)集層。裂縫-粒間（溶）孔型儲(chǔ)集層巖性以殘余砂屑白云巖、砂屑白云巖為主，單層垂厚平均為4.11 m，柱塞樣平均孔隙度為3.81%，均較裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層小。儲(chǔ)集空間以粒間溶孔和微裂縫為主（見圖2c、2e），粒間溶孔常被晚期白云石和瀝青半充填（見圖2g、2h），剩余孔隙孔徑為0.1～1.0 mm，面孔率為2%～10%。該類型儲(chǔ)集層裂縫發(fā)育情況與裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層相似，對(duì)改善儲(chǔ)集層滲流能力具較好作用。

晶間（溶）孔型儲(chǔ)集層巖性以晶粒云巖為主，單層平均垂厚和柱塞樣平均孔隙度較小，分別為2.29 m和3.10%。儲(chǔ)集空間以晶間溶孔、晶間孔和微裂縫為主（見圖2h、2i）。晶間（溶）孔常見瀝青充填，孔徑為0.1～0.3 mm，面孔率為2%～10%。

3 儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

為了精細(xì)表征研究區(qū)儲(chǔ)集層微觀內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物性參數(shù)，開展了CT掃描、數(shù)字巖心、壓汞測(cè)試等室內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)氣藏儲(chǔ)集層20個(gè)壓汞樣品的孔隙度與排驅(qū)壓力、中值壓力關(guān)系圖版分析（見圖3）發(fā)現(xiàn)，不同毛細(xì)管壓力曲線對(duì)應(yīng)的孔隙度界限區(qū)間不同，分別以孔隙度值 2%、4%、7%為分界點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)樣品分為4個(gè)分布區(qū)。不同孔隙度區(qū)間的排驅(qū)壓力具有明顯差異，據(jù)此研究將龍王廟組氣藏儲(chǔ)集空間分為 4類：Ⅰ類，孔隙度大于7%；Ⅱ類，孔隙度為4%～7%；Ⅲ類，孔隙度為2%～4%；Ⅳ類，孔隙度小于2%（見表1）。每類儲(chǔ)集空間分別代表相應(yīng)儲(chǔ)集層類型。

通過對(duì)20個(gè)壓汞樣品的孔隙度與最大喉道半徑、中值喉道半徑關(guān)系圖版分析（見圖4）發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)樣品點(diǎn)也分布在 4個(gè)分布區(qū)。不同喉道半徑對(duì)應(yīng)的孔隙度界限區(qū)間不同，其界限與孔隙度值 2%、4%、7%的分界點(diǎn)基本吻合，不同孔隙度區(qū)間的喉道半徑分界明顯，這也印證了龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層內(nèi)部可能存在儲(chǔ)集層物性相對(duì)差異的 4個(gè)類別的儲(chǔ)集空間。經(jīng)對(duì)比分析，孔隙度大于 7%的儲(chǔ)集層以發(fā)育裂縫-孔洞型儲(chǔ)集空間為主；孔隙度為 4%～7%的儲(chǔ)集層以裂縫-粒間（溶）孔型儲(chǔ)集空間為主；孔隙度為 2%～4%的儲(chǔ)集層以微裂縫、晶間（溶）孔型儲(chǔ)集空間為主；孔隙度小于2%的儲(chǔ)集層以晶間孔型儲(chǔ)集空間為主。

圖2 磨溪龍王廟組氣藏各類儲(chǔ)集層巖性及其儲(chǔ)集空間照片

圖3 龍王廟組儲(chǔ)集層壓汞樣品孔隙度與排驅(qū)壓力和中值壓力圖版

對(duì)儲(chǔ)集層內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析表明，在相同的排驅(qū)壓力和中值壓力下，中值孔喉半徑越大，最大進(jìn)汞量和退出效率亦越大，表明儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)越好，因此，中值孔喉半徑是儲(chǔ)集層分級(jí)的重要參數(shù)。研究區(qū)柱塞樣品壓汞實(shí)驗(yàn)表明，Ⅰ類、Ⅱ類儲(chǔ)集層孔隙度較高，孔、喉搭配關(guān)系良好，具有較低的排驅(qū)壓力和中值壓力、較低的束縛水飽和度和較高的退汞效率（見表1）。其中，Ⅰ類儲(chǔ)集空間最大孔喉半徑大，中值孔喉半徑大于0.7 μm，以裂縫-孔洞型儲(chǔ)集空間為主，毛細(xì)管壓力曲線呈凹狀臺(tái)階型，儲(chǔ)滲性最好；Ⅱ類儲(chǔ)集空間中值孔喉半徑0.2～0.7 μm，以裂縫-粒間（溶）孔型儲(chǔ)集空間為主，毛細(xì)管壓力曲線呈雙臺(tái)階型，孔滲性較好。Ⅲ類、Ⅳ類儲(chǔ)集空間孔隙度較低—極低，喉道半徑較小，排驅(qū)壓力、中值壓力較高，束縛水飽和度也較高，退汞效率較低。其中，Ⅲ類儲(chǔ)集空間中值孔喉半徑為0.02～0.20 μm，孔滲能力相對(duì)較弱，以晶間（溶）孔型儲(chǔ)集空間為主，毛細(xì)管曲線呈近似直線型；Ⅳ類儲(chǔ)集空間中值孔喉半徑小于0.02 μm，儲(chǔ)滲能力很差，基本為無效儲(chǔ)集空間。

綜合以上龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層地質(zhì)特點(diǎn)及其內(nèi)部?jī)?chǔ)集空間分析研究，可基本認(rèn)為儲(chǔ)集層內(nèi)部?jī)?chǔ)集空間的中值孔喉半徑、裂縫-溶蝕孔洞發(fā)育帶的有效孔隙度和有效滲透率以及裂縫-溶蝕孔洞組合發(fā)育程度這4個(gè)參數(shù)是研究區(qū)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵參數(shù)。

表1 龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層孔喉結(jié)構(gòu)分類評(píng)價(jià)表

圖4 龍王廟組孔隙度與最大喉道半徑和中值喉道半徑關(guān)系圖版

3.1 孔隙度評(píng)價(jià)

磨溪龍王廟組氣藏 1 415塊儲(chǔ)集層柱塞樣品平均孔隙度為 4.22%，84.88%的樣品孔隙度分布范圍在2%～6%，所以，基質(zhì)孔隙度對(duì)儲(chǔ)集層分級(jí)用處不大，而裂縫、溶蝕孔洞發(fā)育帶的有效孔隙度則是儲(chǔ)集層分級(jí)的關(guān)鍵因素（下文所指孔隙度均為有效孔隙度）。研究區(qū)裂縫與孔洞、孔隙配合發(fā)育，Ⅰ類儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間主要為裂縫-孔洞型，裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層少量發(fā)育；Ⅱ類儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間主要為裂縫-孔隙型，裂縫-孔洞型少量發(fā)育；Ⅲ類儲(chǔ)集層發(fā)育少量裂縫-粒間孔型儲(chǔ)集層；Ⅳ類非儲(chǔ)集層儲(chǔ)滲能力很差，基本為無效儲(chǔ)集空間。據(jù)此按孔隙度大小分為4級(jí)：大于7%、4%～7%、2%～4%及小于 2%（見表2）。例如，位于研究區(qū)溶蝕孔洞較發(fā)育區(qū)的MX8井比相對(duì)低孔低滲區(qū)域的MX19井測(cè)井解釋孔隙度高，分別為6.1%和3.9%。

表2 磨溪龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層孔隙度、滲透率分類評(píng)價(jià)表

3.2 滲透率評(píng)價(jià)

磨溪龍王廟組氣藏 1 245塊儲(chǔ)集層柱塞樣品平均滲透率為 0.75×10-3μm2，最高達(dá) 64.3×10-3μm2。與基質(zhì)孔隙度參數(shù)指標(biāo)一樣，基質(zhì)滲透率對(duì)儲(chǔ)集層分級(jí)亦用處不大，而裂縫、溶蝕孔洞發(fā)育帶的有效滲透率則是儲(chǔ)集層分級(jí)的關(guān)鍵因素（下文所指滲透率均為有效滲透率）。研究區(qū)試井解釋滲透率高達(dá)500×10-3μm2，顯示出中、高滲特征，因此將滲透率指標(biāo)也分為4級(jí)：大于 5×10-3μm2、（0.5～5.0）×10-3μm2、（0.05～0.50）×10-3μm2及小于 0.05×10-3μm2（見表2）。例如，位于研究區(qū)溶蝕孔洞較發(fā)育區(qū)的MX8井較相對(duì)低孔低滲區(qū)域的MX19井測(cè)試產(chǎn)量高78.4×104m3/d，試井解釋其滲透率分別為 535.3×10-3μm2和 0.043×10-3μm2。

3.3 裂縫評(píng)價(jià)

研究區(qū)儲(chǔ)集層柱塞樣物性統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)出低孔、低滲特征，平均滲透率為0.75×10-3μm2，動(dòng)、靜態(tài)資料所展示出的滲透率存在較大矛盾，表明儲(chǔ)集層中微裂縫可能極為發(fā)育，巖心和鑄體薄片觀察也同樣證實(shí)微裂縫非常發(fā)育。而 MX17井實(shí)鉆裂縫發(fā)育程度高，測(cè)井解釋孔隙度為4.4%，試井解釋近井區(qū)滲透率為0.5×10-3μm2，但測(cè)試獲中產(chǎn)工業(yè)氣流。因此，裂縫是提高氣藏滲流能力的有效通道。

3.4 儲(chǔ)集空間類型評(píng)價(jià)

研究區(qū)鉆井證實(shí)，溶蝕孔洞越發(fā)育，氣井測(cè)試獲工業(yè)氣流產(chǎn)量越高，即溶蝕孔洞發(fā)育程度與氣井產(chǎn)量之間存在正相關(guān)關(guān)系。如果儲(chǔ)集層中溶蝕孔洞和裂縫均較發(fā)育，裂縫與溶蝕孔、洞在儲(chǔ)集層中組合良好，則極易獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流。例如，位于氣藏北部的MX12井溶蝕孔洞較發(fā)育，裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層鉆遇率為60%，測(cè)試獲百萬立方米以上高產(chǎn)工業(yè)氣流。

通過對(duì)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)參數(shù)的分析并綜合以上研究分析論證，可以確立本區(qū)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵參數(shù)為：儲(chǔ)集層內(nèi)部?jī)?chǔ)集空間中值孔喉半徑和裂縫、溶蝕孔洞發(fā)育帶的有效孔隙度、有效滲透率以及裂縫與溶蝕孔洞的發(fā)育組合，其中裂縫與溶蝕孔洞的發(fā)育組合關(guān)系為評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的核心參數(shù)。結(jié)合室內(nèi)儲(chǔ)集層實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可建立與研究區(qū)相對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

表3 磨溪龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ級(jí)縫洞型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層。以裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層為主，發(fā)育少量裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層。多尺度裂縫廣泛發(fā)育，與孔洞（溶蝕孔洞）和孔隙（溶蝕孔隙）配合發(fā)育，與孔洞（溶蝕孔洞）孔喉配位數(shù)為1—5。構(gòu)造位置位于龍王廟組頂界構(gòu)造高部位，表生期溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)集層的影響最明顯，沉積環(huán)境為顆粒灘中部厚層灘主體區(qū)域，試井解釋曲線顯示出井筒附近儲(chǔ)集層呈現(xiàn)良好的徑向流特征，測(cè)試產(chǎn)量高、試采產(chǎn)量大、生產(chǎn)壓差小，屬于高產(chǎn)型儲(chǔ)集層。

Ⅱ級(jí)縫孔型中等儲(chǔ)集層。以裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層為主，其中裂縫-粒間孔型儲(chǔ)集層占50%以上，發(fā)育少量裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層和晶間孔型儲(chǔ)集層，裂縫與粒間孔（粒間溶孔）配合發(fā)育。構(gòu)造位置位于地層頂界高部位或斜坡部位；沉積環(huán)境為顆粒灘主體或側(cè)翼的灘邊緣；試井曲線表現(xiàn)為依靠酸化改造改善近井地帶滲流條件，但酸化改造范圍有限，基質(zhì)補(bǔ)給流體能力不足；測(cè)試產(chǎn)量較高、試采產(chǎn)量相對(duì)較低、生產(chǎn)壓差大，屬于中產(chǎn)型儲(chǔ)集層。

Ⅲ級(jí)晶間孔型差儲(chǔ)集層。以晶間孔型儲(chǔ)集層為主，發(fā)育少量裂縫-粒間孔型儲(chǔ)集層，裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層零星分布或基本不發(fā)育。晶間孔（晶間溶孔）孔徑較小，基本不與裂縫配合發(fā)育。構(gòu)造位置位于龍王廟組頂相對(duì)低部位；沉積環(huán)境為顆粒灘邊緣；試井曲線表現(xiàn)為酸化改造溝通距離十分有限，相對(duì)低滲特征明顯；較Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)儲(chǔ)集層測(cè)試產(chǎn)量低、試采產(chǎn)量低、生產(chǎn)壓差大，屬于低產(chǎn)型儲(chǔ)集層。

4 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的地球物理響應(yīng)特征

已往的勘探開發(fā)實(shí)踐表明，研究區(qū)儲(chǔ)集層與非儲(chǔ)集層以及不同類別儲(chǔ)集層的地球物理響應(yīng)特征有明顯差異。在沉積相、巖電實(shí)驗(yàn)和地球物理資料解釋的基礎(chǔ)上，篩選出FMI電成像測(cè)井和無監(jiān)督地震波形分類技術(shù)對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行地球物理響應(yīng)特征分析。

4.1 測(cè)井響應(yīng)特征

測(cè)井資料中電成像測(cè)井對(duì)縫、溶蝕孔洞的分辨率較高，通過巖心觀察、巖電實(shí)驗(yàn)和成像測(cè)井解釋等資料表明，磨溪龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層中有效裂縫按產(chǎn)狀可分低角度縫、斜交縫、高角度縫和網(wǎng)狀縫，儲(chǔ)集空間按直徑大小和成巖作用可分為孔洞（溶蝕孔洞）、粒間孔（粒間溶孔）、晶間孔（晶間溶孔）。用巖心、電成像測(cè)井資料標(biāo)定后，常規(guī)測(cè)井主要是依據(jù)自然伽馬、電阻率及孔隙度曲線響應(yīng)的特征識(shí)別孔、洞、縫，如表4所示。

研究區(qū)裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層以孔洞（溶蝕孔洞）和高角度裂縫為主，縫、洞發(fā)育程度高。直徑2～5 mm的小洞約占孔洞總數(shù)的 80%，平均面孔率為 4.05%，裂縫以高角度縫為主，最大主應(yīng)力方向?yàn)楸睎|—南西向和北西—南東向，裂縫指數(shù)（FI）表明裂縫發(fā)育程度較高（FI≥0.6），成像測(cè)井圖像表現(xiàn)為斑狀特征，呈大小不均、形狀不規(guī)則小圓狀或橢圓形的“蜂窩”暗色斑狀和多條暗色高導(dǎo)異常，某些低角度和斜交縫多被溶蝕孔洞特征所掩蓋。常規(guī)測(cè)井響應(yīng)聲波時(shí)差為138.0～156.2 μs/m，密度普遍小于2.8 g/cm3，中子孔隙度為5%～10%，深側(cè)向電阻率測(cè)井值小于4 000 Ω·m。

裂縫-粒間（溶）孔型儲(chǔ)集層以粒間孔（粒間溶孔）和高角度裂縫為主，縫、洞發(fā)育程度中等。粒間孔（粒間溶孔）平均面孔率為3.04%，裂縫以高角度縫和斜交縫為主，偶見網(wǎng)狀縫和低角度縫，最大主應(yīng)力方向?yàn)楸睎|—南西向和北西—南東向，裂縫指數(shù)為0.3～0.6，成像測(cè)井圖像表現(xiàn)為塊狀特征，呈黑色與亮色的過渡暗色塊狀異常和多條暗色高導(dǎo)異?；虺收摇⒔普仪€的暗色高導(dǎo)異常（具有浸染特征）。常規(guī)測(cè)井響應(yīng)聲波時(shí)差為 135.1～150.1 μs/m，密度為 2.70～2.85 g/cm3，中子孔隙度為4%～8%，深側(cè)向電阻率小于5 000 Ω·m。

晶間（溶）孔型儲(chǔ)集層以晶間孔（晶間溶孔）為主，縫、洞發(fā)育程度較低，平均面孔率為2.75%，裂縫以斜交縫和低角度縫為主，發(fā)育較為局限或不發(fā)育，裂縫指數(shù)小于0.3，成像測(cè)井圖像基本為同一色彩（亮色）的低導(dǎo)異常和部分層段為較連續(xù)的暗色正弦曲線或類似于泥質(zhì)條帶的高導(dǎo)異常，邊緣有浸染狀特征。常規(guī)測(cè)井響應(yīng)聲波時(shí)差為 132.1～144.1 μs/m，密度為2.75～2.85 g/cm3，中子孔隙度為 3%～6%，深側(cè)向電阻率小于5 000 Ω·m。

表4 龍王廟組氣藏縫洞測(cè)井響應(yīng)模式表

4.2 地震響應(yīng)特征

磨溪地區(qū)龍王廟組地震資料主頻為35～40 Hz，頻寬為6～72 Hz，依據(jù)研究區(qū)地震波場(chǎng)正演模型，現(xiàn)有地震資料對(duì)儲(chǔ)集層的最小分辨率為10 m，不同儲(chǔ)集層發(fā)育程度在地震記錄上的反射特征和振幅能量也會(huì)有差異[17-20]。井震資料聯(lián)合處理和標(biāo)定表明，不同地震波形特征代表不同的儲(chǔ)集層發(fā)育特征，其平面分布和組合反映一定的儲(chǔ)集層發(fā)育分布規(guī)律。利用無監(jiān)督波形分類方法可將磨溪龍王廟組氣藏地震響應(yīng)細(xì)分為 3類 7種子波波形。經(jīng)過與實(shí)際鉆井資料分析對(duì)比，劃分出的 3類地震波形與儲(chǔ)集層發(fā)育程度有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合實(shí)際儲(chǔ)集層物性資料，可對(duì)研究區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)集層分級(jí)分類并對(duì)其平面分布規(guī)律進(jìn)行綜合解釋（見表5）。

通過對(duì)比可以看出，不同類型波形具有明顯的特征差異。地震波形表現(xiàn)為地層內(nèi)部強(qiáng)波峰反射的儲(chǔ)集層類別，可細(xì)分為單峰內(nèi)部強(qiáng)峰型、雙峰頂弱內(nèi)強(qiáng)型、雙峰頂強(qiáng)內(nèi)強(qiáng)型 3種，振幅能量屬性圖中主要對(duì)應(yīng)于黃色—紅色高能灘體控制的裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。地震波形表現(xiàn)為地層內(nèi)部弱波峰反射的儲(chǔ)集層類別，可細(xì)分為單軸中部弱峰型、單軸中部雜亂型、雙軸頂強(qiáng)中弱型 3種，振幅能量屬性圖中主要對(duì)應(yīng)于綠色—黃色相對(duì)低能灘體控制的裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。地震波形為地層內(nèi)部波谷反射的儲(chǔ)集層類別，表現(xiàn)為單峰頂強(qiáng)中無型，振幅能量屬性圖中主要對(duì)應(yīng)于綠色低能灘體控制的裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。

研究區(qū)以強(qiáng)峰型模式為主的氣井較以弱波峰型和波谷型為主的氣井占比高，三者占比分別為 75.5%、21.0%和3.8%，儲(chǔ)集層厚度分別為17.4 m、5.5 m和1.2 m，孔隙度分別為5.2%、3.6%和3.4%，測(cè)試產(chǎn)量分別為（100～200）×104m3/d、（30～100）×104m3/d和（3～30）×104m3/d。

通過以上對(duì)各級(jí)儲(chǔ)集層的預(yù)測(cè)研究表明，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間以孔洞（溶蝕孔洞）和高角度裂縫為主，縫、洞發(fā)育程度高，地震響應(yīng)為強(qiáng)峰型模式。即裂縫指數(shù)越大、成像測(cè)井圖像上表現(xiàn)孔洞發(fā)育的暗色斑狀特征越多，常規(guī)測(cè)井響應(yīng)聲波時(shí)差為 14.0～15.8 μs/m，密度普遍小于 2.8 g/cm3，中子孔隙度為 5%～10%，深側(cè)向電阻率小于4 000 Ω·m；且地層內(nèi)部地震響應(yīng)為強(qiáng)波峰、均方根振幅屬性能量較強(qiáng)，儲(chǔ)集層中值孔喉半徑較大、裂縫和溶蝕孔洞發(fā)育帶的有效孔隙度和有效滲透率較大、溶蝕孔洞發(fā)育程度較高，表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育程度高，氣井測(cè)試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流。

在優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育主控因素和各級(jí)儲(chǔ)集層地球物理響應(yīng)特征基礎(chǔ)上，結(jié)合氣井開發(fā)產(chǎn)量對(duì)比分析，最終建立了一套深層海相碳酸鹽巖儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級(jí)儲(chǔ)集層綜合預(yù)測(cè)方法，如表6所示。

表5 龍王廟組氣藏地震波形分類表（E2g—龍王廟組頂；E1l—龍王廟組底）

5 儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)

5.1 各級(jí)儲(chǔ)集層空間展布規(guī)律評(píng)價(jià)

利用上述儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)測(cè)方法，對(duì)研究區(qū)各級(jí)儲(chǔ)集層發(fā)育位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，在前期勘探開發(fā)中初步認(rèn)識(shí)儲(chǔ)集層展布趨勢(shì)的基礎(chǔ)上[21]，較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了局部區(qū)域各級(jí)儲(chǔ)集層空間展布規(guī)律，并編制了龍王廟組上、下亞段Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)儲(chǔ)集層平面展布圖（見圖5）。圖5中Ⅰ級(jí)儲(chǔ)集層呈厚層塊狀，在MX9井區(qū)龍一段連片發(fā)育，MX8井區(qū)龍二段圈閉范圍內(nèi)呈條帶狀或塊狀局限分布，在 MX11井區(qū)龍二段呈片狀發(fā)育，厚度相對(duì)較薄、物性較差，在龍一段基本不發(fā)育。Ⅱ級(jí)儲(chǔ)集層以中厚層塊狀為主，在MX9井區(qū)龍一段大面積連片分布、龍二段西端局限分布，MX8井區(qū)總體上呈條帶狀，主要分布在東側(cè)和南側(cè)，但二期厚度較一期大，MX11井區(qū)上下亞段均僅在西側(cè)局限分布，厚度較小，僅12～16 m，物性相對(duì)較差。Ⅲ級(jí)儲(chǔ)集層多呈薄層條帶狀，在MX9井區(qū)和MX8井區(qū)大面積分布，MX11井區(qū)僅在龍一段局限發(fā)育，龍二段基本不發(fā)育，相比Ⅰ級(jí)儲(chǔ)集層和Ⅱ級(jí)儲(chǔ)集層厚度薄、物性差、產(chǎn)量低。綜上所述，綜合考慮構(gòu)造、沉積、成巖、物性、縫洞發(fā)育、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等對(duì)深層海相低孔、中高滲碳酸鹽巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的影響，明確了磨溪龍王廟組氣藏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層主要分布于MX9井區(qū)高部位和MX8井區(qū)南、北兩翼，二期Ⅰ、Ⅱ級(jí)儲(chǔ)集層較一期相比分布范圍更廣。

表6 磨溪龍王廟組氣藏儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)測(cè)綜合表

圖5 磨溪龍王廟組氣藏Ⅰ、Ⅱ級(jí)儲(chǔ)集層厚度分布圖

5.2 分級(jí)儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)應(yīng)用效果

綜合運(yùn)用以上儲(chǔ)集層分級(jí)及預(yù)測(cè)研究方法，有效識(shí)別出了不同級(jí)別儲(chǔ)集層的分布，指導(dǎo)了儲(chǔ)集層的橫向?qū)Ρ群蛢?chǔ)集層各向異性等研究，為井位部署提供了儲(chǔ)集層目標(biāo)靶區(qū)，為氣藏優(yōu)化開發(fā)調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。例如，開發(fā)井MX-Z井部署目的為有效動(dòng)用MX9井區(qū)儲(chǔ)量，該井位于構(gòu)造相對(duì)高部位，其地震響應(yīng)模式為強(qiáng)波峰型，即頂部弱波峰、內(nèi)部強(qiáng)波峰等特征，預(yù)測(cè)該井位龍一段Ⅰ級(jí)縫洞型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層垂厚為 16～20 m、龍二段垂厚為24～28 m，溶蝕孔洞和微裂縫較發(fā)育，儲(chǔ)集層物性較好。如按照碳酸鹽巖氣藏開發(fā)地質(zhì)特征描述[11]，基于巖塊的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)集巖分級(jí)，該井僅屬于Ⅲ級(jí)特低滲透儲(chǔ)集巖。實(shí)鉆證實(shí)該井龍王廟組儲(chǔ)集層垂厚為54 m，測(cè)井解釋孔隙度為4.7%，測(cè)試獲中產(chǎn)工業(yè)氣流（見圖6），進(jìn)一步證實(shí)本文所建立的磨溪地區(qū)龍王廟組碳酸鹽巖儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)測(cè)方法正確有效，且對(duì)同類型氣藏的儲(chǔ)集層精細(xì)描述、儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)具有借鑒意義。

圖6 磨溪地區(qū)龍王廟組氣藏實(shí)鉆井MX-Z井儲(chǔ)集層綜合柱狀圖及其地球物理響應(yīng)

6 結(jié)論

磨溪龍王廟組氣藏發(fā)育裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型兩種儲(chǔ)集空間組合類型，裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層物性優(yōu)于裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層。裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層具體包括裂縫-粒間（溶）孔型儲(chǔ)集層和晶間（溶）孔型儲(chǔ)集層，裂縫-粒間孔型儲(chǔ)集層物性優(yōu)于晶間（溶）孔型儲(chǔ)集層。通過單一儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)參數(shù)研究，以中值孔喉半徑、有效孔隙度、有效滲透率、裂縫-溶蝕孔洞發(fā)育組合關(guān)系 4個(gè)對(duì)儲(chǔ)集層分級(jí)敏感性較強(qiáng)的分級(jí)評(píng)價(jià)參數(shù)，建立了具有針對(duì)性的四級(jí)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。明確了構(gòu)造位置、沉積環(huán)境、成巖后生作用 3個(gè)有利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育的主控因素，揭示了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育條件。綜合運(yùn)用儲(chǔ)集層發(fā)育的主控地質(zhì)因素、縫洞發(fā)育帶的FMI成像測(cè)井縫洞識(shí)別和分級(jí)儲(chǔ)集層地震波形分類響應(yīng)特征并結(jié)合試井動(dòng)態(tài)資料分析，可較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)磨溪龍王廟組氣藏各級(jí)儲(chǔ)集層空間展布。綜合運(yùn)用研究區(qū)儲(chǔ)集層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級(jí)儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方法，獲得較好的鉆探效果，研究區(qū)后續(xù)部署實(shí)鉆井證實(shí)各級(jí)儲(chǔ)集層在各井區(qū)的分布預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較高。

符號(hào)注釋：

GR——自然伽馬，API；K——滲透率，10-3μm2；p50——中值壓力，MPa；pd——排驅(qū)壓力，MPa；R——復(fù)相關(guān)系數(shù)，無因次；R50——中值孔喉半徑，μm；Rmax——最大孔喉半徑，μm；Rt——電阻率，Ω·m；RXO——沖洗帶電阻率，Ω·m；ρ——密度，g/cm3；φCNL——中子孔隙度，%；φ——孔隙度，%；Δt——聲波時(shí)差，μs/m。