陳歡慶，胡海燕，李文青，鄧曉娟

(1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2. 中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司，北京 100007； 3. 中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018)

0 引 言

油藏描述是20世紀30年代萌芽，70年代發(fā)展起來的用于油氣田勘探和開發(fā)的一項新技術[1-7]。目前這項技術已經(jīng)取得了很大進展，并在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應用，獲得了顯著經(jīng)濟效益和社會效益[8-10]。裘懌楠等將油藏描述定義為一個油(氣)藏發(fā)現(xiàn)后，對其開發(fā)地質(zhì)特征進行全面的綜合描述[11]，即對油藏進行綜合研究和評價。在開發(fā)階段，主要是進行精細油藏描述。精細油藏描述是指油田投入開發(fā)后，隨著油藏開采程度提高和動靜態(tài)資料增加進行的精細地質(zhì)研究與剩余油描述，并不斷完善已有地質(zhì)模型和量化剩余油分布進行的研究工作[12-19]。精細油藏描述目前在老油田開發(fā)調(diào)整、滾動擴邊、二次開發(fā)、重大開發(fā)試驗、水平井部署等油田開發(fā)實踐中應用廣泛，促進了油田開發(fā)水平的提高和生產(chǎn)效果的改善。隨著準噶爾盆地瑪湖大油氣區(qū)、塔里木盆地哈拉哈塘油氣區(qū)、松遼盆地火山巖氣區(qū)和遼河盆地興馬潛山油區(qū)等的發(fā)現(xiàn)，砂礫巖、碳酸鹽巖、火山巖和變質(zhì)巖等復雜巖性油藏逐漸成為油氣勘探開發(fā)關注的重點領域。作為油田開發(fā)的最基礎工作，復雜巖性油藏精細描述對于全面認識開發(fā)中后期的儲層地質(zhì)特征和剩余油挖潛，以及提高石油采收率等均具有十分重要的生產(chǎn)實踐意義，越來越受到研究者的重視。本文對復雜巖性油藏精細描述研究現(xiàn)狀和目前存在的主要問題進行全面梳理，結合文獻調(diào)研和工作實踐，總結復雜巖性油藏精細描述的核心內(nèi)容，并指出該項研究的發(fā)展趨勢，以期為相關研究提供參考。

1 復雜巖性油藏界定、研究現(xiàn)狀和存在問題

1.1 復雜巖性油藏界定

復雜巖性油藏就是儲層巖石類型復雜的油藏，包含范圍比較廣泛，主要包括火山巖、碳酸鹽巖、砂礫巖、變質(zhì)巖、泥巖等多種類型。目前研究認為幾乎不同于砂巖油藏的所有儲油巖類均可以稱為復雜巖性。復雜巖性油藏主要是國內(nèi)研究者提出的說法，目前還沒有明確統(tǒng)一的定義。由此可見，復雜巖性也是相對的，在目前的技術方法條件下，所謂的復雜巖性隨著相關學科的發(fā)展進步和研究水平的提高，未來很大可能會變成非復雜巖性，復雜巖性主要是針對研究的難易程度而言的。復雜巖性油藏的研究歷史較早，但受地質(zhì)特征的復雜性、分布范圍的局限性以及有效開發(fā)的困難性，其研究的廣度和深度還有待深入和加強。許多研究者都開展過相關研究，并取得了一定進展[20-28]。趙澄林等編寫了《特殊油氣儲層》的專著，對巖漿巖、變質(zhì)巖、風化殼、煤系碎屑巖和礫巖油氣儲層等進行了詳細的介紹[20]。程時清等對復雜巖性多底水斷塊油藏合理開發(fā)方式進行了研究[21]。孫海成等以玉門油田C3井為例，對核磁共振技術在復雜巖性儲層改造中的應用進行了研究[22]。鄒才能等編寫了《非常規(guī)油氣地質(zhì)》專著，詳細介紹了致密砂巖、煤層氣、頁巖氣碳酸鹽巖縫洞、火山巖、變質(zhì)巖等非常規(guī)油氣成因和勘探開發(fā)特征[23]。李雄炎等利用自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡SOM聚類建立巖性預測模型，對儲集層復雜巖性和多相流體進行精確識別[24]。郭小波等優(yōu)選了對巖性敏感的自然伽馬、中子孔隙度、密度和聲波時差等測井曲線，在馬朗凹陷蘆草溝組致密儲集層識別出泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖和泥質(zhì)白云巖等12種復雜巖性[25]。鄧剛等對海拉爾盆地復雜巖性儲層產(chǎn)能進行了預測，結果與生產(chǎn)情況比較吻合[26]。胡曉慶等以渤海灣石臼坨地區(qū)A油田沙一段、沙二段油藏為例，研究了厚層復雜巖性油藏的儲層精細表征及對開發(fā)的影響[27]。石新樸等以準噶爾盆地滴南凸起火山巖為例，對火山巖巖性巖相識別方法進行了研究[28]。周雪晴等對基于粗糙集-隨機森林算法的復雜巖性識別方法進行了探索，模型對巖性判別率穩(wěn)定到88.3%[29]。劉致秀等以四川盆地A油田為例，利用橫波速度預測復雜巖性儲層[30]。羅興平等以準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡百口泉組為例，探索電成像測井在復雜砂礫巖儲集層巖性識別中的應用[31]。郭劍南等運用Fisher判別分析法識別基底巖性，基底巖性正判率達80.9%[32]。梁永光在確定影響流體識別主要因素基礎上，綜合應用巖芯分析、壓汞及常規(guī)測井資料，建立了基于孔隙結構特征、巖性變化和電性侵入特征的流體識別方法[33]。綜上所述，研究者目前傾向于將不同于砂巖油藏的其他類型油藏都歸于復雜巖性油藏。

1.2 研究現(xiàn)狀和存在問題

總結目前國內(nèi)復雜巖性油藏精細描述方面的進展，涉及的研究對象包括火山巖、碳酸鹽巖、砂礫巖、變質(zhì)巖、泥巖等多種類型。研究內(nèi)容主要集中在巖性的識別、各種沉積成因模式的總結、儲層物性精細測井解釋、儲層發(fā)育地震反演預測、裂縫表征、地質(zhì)建模、儲層流體預測等。研究方法包括野外露頭觀察、室內(nèi)分析測試實驗、巖芯觀察描述、測井解釋、井震結合地震反演、數(shù)理統(tǒng)計分析、物理模擬和數(shù)值模擬實驗、動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)和生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等。目前研究的熱點對象主要是碳酸鹽巖、火山巖及砂礫巖油藏等，研究方法主要集中在巖芯CT掃描分析、動靜態(tài)資料結合儲層裂縫表征、三維孔隙度建模等。

復雜巖性油藏受地質(zhì)成因的復雜性影響，研究難度極大。結合自身科研實踐，本文將復雜巖性油藏精細描述存在的主要問題總結如下。①巖性識別與分類。復雜巖性油藏巖石類型多種多樣，每一種巖性又可以細分為不同的亞類。由于地質(zhì)成因的復雜性和不同區(qū)域及層位發(fā)育特征的差異性，要正確識別和劃分復雜巖性油藏的巖石類型，難度很大。目前常用的方法包括巖芯觀察與描述(圖1)、測井解釋、各種分析測試、地震解釋與預測等。以測井解釋為例，由于巖性變化的復雜性，對于不同的地區(qū)和不同的研究層位，需要分區(qū)塊和分層位進行巖石類型的測井解釋。②儲層地質(zhì)成因分析還存在諸多未解難題[34]。正確認識儲層發(fā)育特征需要對儲層成因機制進行深入分析。以火山巖為例，首先應該明確火山噴發(fā)模式屬于裂隙式、中心式還是裂隙-中心式噴發(fā)，這樣有助于研究者對儲層分布規(guī)律在宏觀上準確把握。③地層的精細劃分與對比。與常規(guī)地層對比，復雜巖性油藏的地層差異很大，需要探索相應的解決方法。以火山巖儲層精細劃分與對比為例，需要在建立大尺度精細等時地層格架的基礎上進行火山巖體的識別和追蹤，然后才能進一步細分地層[35]。如果直接沿用碎屑巖等時地層劃分的方法，很容易導致地層精細劃分界限穿越火山巖體的“穿時”問題。④裂縫發(fā)育特征定量描述難度很大。裂縫在碳酸鹽巖、火山巖、變質(zhì)巖等復雜巖性中均發(fā)育，是油氣儲集和運移的重要通道，對于油田開發(fā)具有十分重要的影響。但是目前還沒有一種方法能實現(xiàn)裂縫發(fā)育特征的精細定量表征。目前裂縫定量表征的難點集中在裂縫三維地質(zhì)建模和裂縫發(fā)育特征的井間預測。⑤測井精細二次解釋還存在很大問題。由于巖石類型復雜，該類型油藏在開發(fā)過程中測井精細二次解釋的精度亟待提高。其主要原因是巖石類型復雜導致儲層物性分布規(guī)律和流體分布規(guī)律復雜，解釋預測精度低、難度大。以新疆砂礫巖油藏為例，測井二次解釋的精度不足70%，這給精細油藏描述帶來了極大的困難，需要加強方法技術的攻關。⑥復雜巖性油藏地質(zhì)建模還存在很大問題，井間儲層預測精度亟待提高。以碳酸鹽巖油藏為例，優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的位置多為縫洞體，巖芯資料難以獲取，測井資料無法準確標定，很難在優(yōu)質(zhì)儲層預測時發(fā)揮作用，從而導致儲層縫洞體建模存在很大問題。雖然國內(nèi)有學者已經(jīng)在這方面取得了一定的進步，但縫洞體的空間發(fā)育特征地質(zhì)建模成果與開發(fā)生產(chǎn)鉆井的結果驗證還存在很大差異。

圖1 準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組砂礫巖儲層巖芯特征Fig.1 Core Characteristics of Sandy Conglomerate Reservoirs from Lower Karamay Formation in Some Area, the Northwestern Margin of Junggar Basin

2 復雜巖性油藏精細描述核心內(nèi)容

2.1 巖性巖相識別與分類

巖性巖相識別是復雜巖性油藏精細描述的首要問題和基礎。宋延杰等將基于支持向量機的復雜巖性測井識別方法應用于巴彥塔拉油田部分層段，符合率平均值達到96%[36]。謝剛等探索了基于約束最小二乘理論的復雜巖性測井識別方法[37]。寇彧等對克拉美麗氣田石炭系火山巖復雜巖性油藏巖電特征進行了研究，識別出11種火山巖巖石類型和5種巖石構造類型[38]?？锪⒋旱葘舅_爾凹陷蘆草溝組復雜巖性致密油儲層進行了測井巖性識別研究，建立了具有適應性的巖性識別圖版[39]。宋秋強等通過測井相-巖相分析，對剛果盆地某區(qū)復雜巖性進行了識別[40]。張沖等以海拉爾—塔木察格盆地塔南油田銅缽廟組為例，對基于測井相分析技術的復雜巖性識別方法進行了研究[41]。張憲國等以塔南凹陷白堊系為例，探索了復雜巖性地層的測井巖性識別方法[42]。王振洲等以蘇里格氣田蘇東41-33區(qū)塊為例，利用決策樹方法識別復雜碳酸鹽巖巖性[43]。

與常規(guī)碎屑巖相比，復雜巖性油藏精細描述中巖性巖相識別的難度極大，常規(guī)的研究方法很難實現(xiàn)準確識別巖性巖相的目標。復雜巖性本身就是區(qū)別于常規(guī)碎屑巖而言的，由于巖性的復雜性和特殊性，具有與常規(guī)巖性油藏研究相比較大的難度和特殊性。目前在復雜巖性巖相識別中常用的方法包括地質(zhì)方法、測井解釋方法和地震巖性反演方法等。地質(zhì)方法主要是基于巖芯觀察與描述、顯微鏡下薄片鑒定以及其他各種分析測試資料來確定儲層巖性；測井解釋方法主要根據(jù)不同巖石類型所反映的電性特征來實現(xiàn)巖性解釋；地震巖性反演方法則主要依據(jù)不同巖性對應的地震反射特征及地震反射波速等信息反演巖性。上述方法中，應用最廣泛的是測井解釋方法，但不同研究者在不同地區(qū)解釋成果的準確率差異很大。建議應該加強巖芯觀察與描述、各種分析測試以及改進提高地震資料巖性巖相預測準確性等研究。目前，地震巖性反演方法主要在碳酸鹽巖儲層中應用較多；而地質(zhì)方法和測井解釋方法在除碳酸鹽巖以外的其他巖性中廣泛應用，特別是在火山巖和變質(zhì)巖儲層中，測井解釋方法取得了很好的效果[44]。利用測井解釋方法識別和分析巖性，將是復雜巖性油藏精細描述的主要手段。陳歡慶等在進行新疆準噶爾盆地西北緣某區(qū)礫巖巖性巖相識別時，基于詳細的巖芯觀察和描述，同時結合密井網(wǎng)精細二次解釋資料進行巖性識別(圖1、2和表1)，取得了較好的效果[45-46]。研究區(qū)目的層主要包括砂礫巖、粗礫巖、中礫巖、細礫巖、砂巖等(圖1、2)，根據(jù)不同巖性與儲層構型的對應關系(表1)，在巖性巖相識別的基礎上，結合電性特征，實現(xiàn)了儲層構型分類識別與井間預測(圖2)，為基于儲層構型表征基礎上的中后期砂礫巖油藏開發(fā)調(diào)整措施實施提供了依據(jù)[47]。具體方法主要是根據(jù)儲層構型研究的成果(主要是不同類型構型空間發(fā)育規(guī)模定量信息)，分析目前密井網(wǎng)中不同類型儲層構型的井間連通性，同時結合動態(tài)監(jiān)測和生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)分析注采井之間的對應關系，提出相應的注采井組調(diào)整方案部署策略，為改善高含水砂礫巖油藏開發(fā)效果和提高石油采收率提供依據(jù)。綜上所述，復雜巖性巖相識別需要在兩方面進行探索：一是努力開發(fā)地質(zhì)、地球物理和地球化學等新方法，尋求巖性巖相識別的突破；二是將目前現(xiàn)有的巖性巖相識別方法有機結合，充分發(fā)揮不同研究方法的優(yōu)勢，解決巖性巖相識別的難題。

2.2 儲層地質(zhì)成因機制分析

復雜巖性油藏形成的特殊性源自其成因的獨特性和復雜性。要進行復雜巖性油藏精細描述，需要首先開展儲層地質(zhì)成因機制分析，準確認識油藏成因的機制和深層次原因。洪忠等以歧北凹陷沙二段為例，對地震沉積學在復雜巖性地區(qū)的應用進行了研究[48]。李民等創(chuàng)新了基于模式識別的稠油油藏復雜巖性識別方法，結果表明Fisher判別分析法識別正確率為81.2%，BP神經(jīng)網(wǎng)絡法識別正確率為90.3%，極限學習機法識別正確率為92%[49]。陳歡慶等在進行南海C盆地儲層碳酸鹽巖地質(zhì)成因研究時，綜合12口取芯井巖性和典型資料、古生物資料以及地震資料等，完成了層序劃分和沉積微相分類(圖3)[50]；同時，根據(jù)錄井和巖芯等資料總結了瓊東南盆地松濤凸起碳酸鹽臺地沉積模式(圖4)[51]，為儲層預測提供了依據(jù)；從A2井錄井和巖芯觀察發(fā)現(xiàn)，瓊東南盆地松濤凸起附近的碳酸鹽臺地灘主要體現(xiàn)的是灰砂礁島和生物灘的特征，且以前者為主。

GR為自然伽馬(API)；SP為自然電位(mV)；R1為1 m底部梯度電阻率(Ω·m)；RT為4 m底部梯度電阻率(Ω·m)；RXO為沖洗帶電阻率(Ω·m)；J2井、J4井、J5井、J7井的井間距離分別為117.32 m、112.83 m、127.94 m圖2 準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組礫巖巖性剖面特征Fig.2 Lithologic Section Characteristics of Conglomerate from Lower Karamay Formationin Some Area, the Northwestern Margin of Junggar Basin

雖然目前在精細油藏描述中儲層地質(zhì)成因分析方面的研究也有關注，但其重要性還遠遠沒有引起足夠的重視。本文認為在儲層地質(zhì)成因機制分析時，最重要的還是加強野外露頭剖面觀察、現(xiàn)代沉積考察、巖芯觀察與描述、顯微鏡下薄片鑒定、巖芯分析測試等基礎地質(zhì)研究；同時應該增加和優(yōu)化巖芯CT掃描、水槽等各種實驗研究，從微觀和宏觀不同角度，明確儲層地質(zhì)成因機制。對不同類型復雜巖性油藏精細描述開展地質(zhì)成因分析，有助于梳理研究工作重點，采取相對應適合的技術方法。例如，火山巖油藏精細描述，首先開展地質(zhì)成因分析，明確火山噴發(fā)模式屬于裂隙式、裂隙-中心式還是中心式噴發(fā)，在此基礎上可有效確定火山口的位置，預測有利儲層發(fā)育的部位。對于碳酸鹽巖儲層，通過地質(zhì)成因分析，可以確定主要的儲集空間類型到底是孔、洞還是縫，然后采取相應的技術手段，完成有利儲層表征的目標。對于變質(zhì)巖油藏也是如此，通過地質(zhì)成因分析，確定儲集空間是以構造裂縫為主還是以次生孔隙為主等，然后有針對性地描述儲層。當然，油藏類型不同，使用的方法技術和資料基礎也有很大的差異。對于縫洞體的刻畫，主要以地震資料為主，方法上既包括常規(guī)的地震資料解釋，也包括各種地震反演和預測；而對于各種以孔隙結構和巖性變化控制儲集空間的油藏，則以各種測井解釋方法為主，同時要緊密結合地質(zhì)巖芯和各種分析測試資料。不同油藏類型使用的方法沒有截然的界限，方法技術的選擇主要由研究目標或者儲集空間類型來決定。具體到精細油藏描述中的地質(zhì)成因分析，以火山巖油藏為例，通過前期的地質(zhì)成因分析明確火山噴發(fā)模式，有助于研究者確定火山口的具體位置。一般火山口對應的火山通道相，隨著與火山口位置距離的增大，依次對應爆發(fā)相、溢流相直至火山沉積相。不同的火山巖相類型對應儲集性能各異的儲層?；诘刭|(zhì)成因分析，研究者可以對有利儲層發(fā)育的空間位置有比較準確的宏觀把握，為儲層表征提供堅實的基礎。

表1 準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組沖積扇礫巖儲層構型分類特征

注：表格引自文獻[13]。

ILD為深感應電阻率;HST為高水位體系域；TST為水進體系域；LST為低水位體系域；圖件引自文獻[50]圖3 南海C盆地A2井古近系陵水組沉積相剖面特征Fig.3 Characteristics of Sedimentary Section from Palaeogene Lingshui Formation in Well A2 of C Basin, South China Sea

圖件引自文獻[51]圖4 瓊東南盆地松濤凸起碳酸鹽臺地沉積模式Fig.4 Sedimentary Model of Carbonate Platform in Songtao Bump of Qiongdongnan Basin

圖5 準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組礫巖儲集空間掃描電鏡特征Fig.5 SEM Characteristics of Conglomerate Reservoir Space from Lower Karamay Formation in Some Area, the Northwestern Margin of Junggar Basin

2.3 儲集空間識別和描述

儲集空間發(fā)育特征是儲層地質(zhì)研究的重要內(nèi)容之一。以砂礫巖為例，由于形成機制的差異，砂礫巖儲層結構特征與常規(guī)碎屑巖有明顯區(qū)別，具有復模態(tài)結構。如何精確表征該類儲層儲集空間發(fā)育特征，對砂礫巖儲層有效開發(fā)具有十分重要的意義。陳歡慶等在進行準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組礫巖儲層孔隙結構描述時，結合顯微鏡下薄片鑒定、掃描電鏡等多種資料(圖5)，對礫巖儲層的成因機制和分布規(guī)律進行了分析，為油藏密井網(wǎng)的加密調(diào)整和有效開發(fā)奠定了基礎[45-46]。研究區(qū)目的層的儲集空間主要包括殘余粒間孔、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間孔、微裂縫和裂隙等。殘余粒間孔主要是顆粒之間的原始孔隙未被充填和膠結完全；粒內(nèi)溶孔主要是長石和巖屑溶蝕；粒間溶孔主要是雜基或方解石等膠結物溶蝕；晶間孔主要是自生石英或者方解石晶體之間的孔隙；微裂縫主要是壓實作用導致顆粒產(chǎn)生裂縫；裂隙主要由構造作用和成巖作用造成。研究區(qū)目的層孔隙類型以原生孔隙殘余粒間孔、次生孔隙粒內(nèi)溶孔和粒間溶孔為主，其占比多在70%以上，另外發(fā)育少量晶間孔、微裂縫、裂隙等儲集空間。復模態(tài)結構是指在礫巖形成的巖石骨架孔隙中，常常部分或全部被砂粒所充填，而在礫石和砂粒形成的孔隙結構中又部分被黏土顆粒充填。礫石、砂粒、黏土顆粒三者的粒徑、含量及組合關系在不同的沉積環(huán)境中變化不同，形成了礫巖儲集層復雜的巖石結構與孔隙結構[52]。對于砂礫巖儲層的巖石物性，常采用大直徑巖芯進行分析。復模態(tài)結構還可以通過數(shù)學地質(zhì)建模進行定量表征，同時輔助鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞實驗分析來開展研究。復雜巖性油藏儲層儲集空間的類型多種多樣，有火山巖的氣孔和裂縫、碳酸鹽巖縫洞、砂礫巖的原生孔隙和次生孔隙以及微裂縫等。研究時應該針對不同的巖石類型，對儲集空間進行分類和描述，刻畫不同儲集空間類型在空間上的分布規(guī)律，盡量實現(xiàn)儲集空間定量化表征。陳歡慶等曾從成因角度將松遼盆地徐東地區(qū)營城組一段火山巖劃分為原生和次生兩大類，同時進一步細分為12個亞類，為儲集空間的定量評價提供了依據(jù)[53]。目前總體來看，地震數(shù)據(jù)在油氣田開發(fā)中應用還很有限，但是對于復雜巖性油藏而言，其儲集空間特征僅僅依靠密井網(wǎng)資料是無法完成的，這就要求研究者充分重視地震資料的作用，盡量將地震資料與密井網(wǎng)資料充分結合，以實現(xiàn)復雜巖性油藏儲集空間識別和描述的目標。

2.4 儲層物性精細測井解釋

由于取芯井資料有限，目前儲層物性分析中使用最多的還是儲層物性精細測井解釋。陳歡慶等曾經(jīng)利用聲波時差曲線對遼河盆地西部凹陷某區(qū)儲層物性進行測井二次解釋[54-57]。劉俊華等對最優(yōu)化方法在復雜巖性儲層測井解釋中的應用進行了探索，計算的孔隙度與巖芯分析孔隙度具有很好的一致性[58]。吳豐等以柴達木盆地西部地區(qū)為例，對復雜巖性核磁共振T2截止值進行了研究[59]。結果表明，一般砂礫巖T2截止值為1.8～3.0 ms，泥質(zhì)砂巖為5～10 ms，中高孔隙度、低滲透率泥灰?guī)r為3 ms左右，藻灰?guī)r為10～25 ms，低孔隙度、低滲透率裂縫型灰?guī)r為10～30 ms。劉玉明等對復雜巖性儲層進行了核磁共振測井巖芯分析，建立核磁共振測井解釋模型，指導了儲層評價[60]。李興麗等利用ECS測井資料對復雜巖性儲層滲透率進行了評價[61]。袁少陽等利用貝葉斯判別法在巖性識別基礎上進行孔隙度評價，為儲層的解釋評價提供了理論基礎[62]。在精細油藏描述階段，由于密閉取芯井和加密調(diào)整井等資料的增加和補充，儲層物性精細測井解釋的資料基礎進一步完善。同時，由于油田開發(fā)的進展，各種動態(tài)監(jiān)測和生產(chǎn)動態(tài)資料更加豐富，這也為儲層物性精細測井解釋提供了有利條件。目前，儲層物性精細測井解釋研究主要集中在提高解釋模型方面，比較有效的做法是分區(qū)塊、分層位進行物性解釋。測井精細解釋是目前復雜巖性油藏物性解釋的最基本手段。對于火山巖儲層而言，一般多為裂縫、孔隙雙重介質(zhì)，因此，儲層物性定量計算也應包括基質(zhì)孔隙度計算和裂縫參數(shù)定量計算兩部分。基質(zhì)孔隙度計算時，對于酸性火山巖，核磁共振測井是最直接和最有效的方法，可以相對直接地測量火山巖的孔隙度和滲透率。對于中基性火山巖而言，核磁共振測井的應用受到了限制，誤差較大，需要結合常規(guī)測井方法對孔隙度進行綜合確定[63]。對于碳酸鹽巖，由于洞穴型儲層空間非均質(zhì)性強，常規(guī)測井解釋識別儲層物性難度遠大于裂縫性儲層，實踐中常采用成像測井、核磁共振測井等[63]。流體識別可以用電成像視地層水電阻率譜法：對于水層，孔隙的成像特征與儲層背景值差異小，顏色較氣層暗，視地層水電阻率譜分布范圍小，頻帶窄，且其主峰向小的方向偏離；對于油氣層，則相反。對于變質(zhì)巖油藏，由于裂縫是主要的儲集空間，所以常將成像測井和常規(guī)測井方法相結合來分析儲層物性等特征。需要特別注意的是，在進行儲層物性精細解釋時，一定要在測井解釋模型中充分體現(xiàn)復雜巖性油藏的特殊性，以保證解釋結果的準確性，提高解釋結果符合率。目前，比較常用的是分層位、分區(qū)塊建立測井解釋模型，效果較好。

孔隙度和滲透率計算公式分別為

Φ=Δt-ΔtmaΔtf-Δtma1cp

(1)

K=0.000 193e0.442 612Φ

(2)

式中：Δt為聲波時差；cp為地層的壓實校正系數(shù)；Δtf、Δtma為孔隙流體與巖石骨架的聲波時差；Φ為孔隙度；K為滲透率。

2.5 儲層地質(zhì)建模

儲層地質(zhì)建模是精細油藏描述的核心研究內(nèi)容，在復雜巖性油藏精細描述中也是如此。受成因模式的控制，復雜巖性油藏地質(zhì)建模的研究內(nèi)容、方法和模型特征均與常規(guī)碎屑巖有很大差異。以火山巖儲層地質(zhì)建模為例，由于火山巖儲層圍繞火山口分布，不同巖石類型對應的儲層性質(zhì)差異很大，所以在建模過程中應該在火山噴發(fā)模式的控制之下，緊密結合鉆井資料和地震資料建立地質(zhì)模型，實現(xiàn)儲層井間分布規(guī)律的準確預測。冉啟全等在進行松遼盆地徐深氣田營城組某區(qū)火山巖氣藏儲層表征研究時，首先對不同火山機構(火山巖體)進行識別刻畫，在此基礎上建立火山巖儲層地質(zhì)模型(圖6)[64]。對于常規(guī)碎屑巖儲層，常用的是基于密井網(wǎng)井間插值的方法，主要利用變差函數(shù)的擬合來實現(xiàn)。目前也有學者探索基于訓練圖像的多點地質(zhì)統(tǒng)計學方法，并已經(jīng)取得了重要進展[65]。而在火山巖和碳酸鹽巖等復雜巖性油藏地質(zhì)建模研究中，應該更加注重地震資料的作用，利用屬性切片、疊前反演等方法，刻畫火山通道、儲層裂縫、溶洞等儲集空間的位置，實現(xiàn)儲層的井間預測，建立復雜巖性油藏三維地質(zhì)模型。前已述及，與常規(guī)碎屑巖油藏地質(zhì)建模研究不同，在復雜巖性油藏地質(zhì)建模研究中需要特別注意各種建模方法與油藏地質(zhì)研究緊密結合，因為常規(guī)的建模方法很難達到復雜巖性油藏儲層井間預測的目標。羅勁等以江漢盆地潛江凹陷為例，對鹽湖盆地復雜巖性區(qū)儲層預測方法進行了研究，總結出“四定法”儲層預測技術[66]。張宇焜等在進行渤海灣盆地石臼坨凸起A油田復雜巖性儲層地質(zhì)建模時，就將地質(zhì)、測井和地震資料緊密結合，建立儲層巖相和物性模型，提高了深層復雜巖性儲層預測的精度[67]。綜上所述，只有將油藏開發(fā)地質(zhì)特征的研究成果充分應用至復雜巖性油藏地質(zhì)建模工作中，才能得到較理想的地質(zhì)模型成果。

圖(a)中兩種不同井位指示不同時期的鉆井;圖件引自文獻[64]圖6 松遼盆地徐深氣田某區(qū)營城組火山巖儲層地質(zhì)模型Fig.6 Geological Model of Volcanic Reservoir from Yingcheng Formation in Some Area of Xushen Gas Field, Songliao Basin

3 復雜巖性油藏精細描述發(fā)展趨勢

3.1 地層精細劃分與對比

地層精細劃分與對比一直是復雜巖性油藏精細描述的重點內(nèi)容[9，68]。與常規(guī)碎屑巖儲層不同，復雜巖性油藏中火山巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖等油藏的地層分布特殊性明顯，要實現(xiàn)地層精細劃分與對比，首先應該明確地層成因機制，并認識地層的空間分布規(guī)律。劉文嶺等以大港王徐莊油田為例，對復雜巖性油藏井震聯(lián)合等時地層對比技術進行了探索[69]。陳歡慶等在進行松遼盆地徐東地區(qū)營城組火山巖地層精細劃分與對比時，提出了“二步二結合”的地層精細劃分與對比方法，建立了研究區(qū)目的層高精度等時地層格架[70]。該方法有兩個特點：一是在地層對比過程中加入了火山機構和火山巖體追蹤識別的步驟，避免了地層精細劃分與對比界限穿越火山巖體的“穿時”矛盾；二是在資料基礎上緊密結合井震資料，保證了地層對比過程中大尺度等時地層格架和小尺度精細地層劃分與對比界限的統(tǒng)一性和準確性?？傮w來看，復雜巖性油藏地層劃分與對比研究沒有標準的方法技術可循，工作中應該根據(jù)不同巖性成因特征，探索有針對性的方法技術。在分析地層發(fā)育規(guī)律、進行地層精細劃分時，要準確認識地層成因機制，并在其指導下開展工作。

3.2 微觀孔隙結構表征

儲層孔隙結構是指巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其連通關系[54,71-72]?？紫督Y構屬于儲層的微觀研究范疇，因此也稱之為儲層微觀孔隙結構。顯微鏡下薄片的觀察和分析是儲層孔隙結構研究最直接和有效的方法。陳歡慶等在進行新疆準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組礫巖儲層微觀孔隙結構表征時，在大量顯微鏡下薄片鑒定的基礎上，對儲層孔隙結構的成因、類型以及分布規(guī)律等特征進行了詳細的分析(圖7)[45-46]。從成因上，研究區(qū)目的層孔隙結構可以劃分為原生孔隙和次生孔隙兩大類。其中，前者主要為殘余粒間孔，后者可以細分為粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔和晶間孔。有關孔隙結構的成因機制和發(fā)育規(guī)律在第2.3節(jié)儲集空間識別和描述中有詳細介紹。由于復雜巖性油藏儲層孔隙結構具有極強的特殊性，同時又是儲層儲集性能的直接控制因素，所以一直受到油田開發(fā)研究者的重視。

目前，在儲層孔隙結構研究中有逐漸從定性向定量發(fā)展的趨勢。研究中可以對掌握的儲層孔隙結構特征參數(shù)進行梳理分析，優(yōu)選能夠充分體現(xiàn)孔隙結構特征的一個或幾個參數(shù)，通過聚類分析或者其他數(shù)學算法，對儲層孔隙結構進行分類評價，并刻畫不同類型儲層孔隙結構在空間上的發(fā)育特征，最終預測有利的開發(fā)區(qū)帶。陳歡慶等在進行松遼盆地徐東地區(qū)營城組一段火山巖儲層孔隙結構研究時就利用這種方法開展工作，并取得了較好的效果[73-76]。研究中，基于23口取芯井206塊樣品統(tǒng)計分析，從反映孔喉大小的眾多參數(shù)中優(yōu)選有效孔隙度、總滲透率和孔喉半徑中值3個參數(shù)，基于SPSS軟件，利用聚類分析方法將研究區(qū)目的層孔隙結構劃分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類和Ⅳ類等4種類型(表2)，并分析了不同類型孔隙結構在不同小層平面上的分布(圖8)，為氣藏開發(fā)方案編制中井位部署提供了依據(jù)。特別值得一提的是，在進行儲層微觀孔隙結構表征時，首先要對儲層孔隙結構進行定性的成因分類研究，包括對顯微鏡下薄片的觀察、壓汞曲線形態(tài)的分類(圖9)等。隨著油田開發(fā)工作的不斷深入，特別對于老油田，研究者越來越關注微觀剩余油的分布狀況。因此,復雜巖性油藏微觀孔隙結構表征越來越受到研究者的重視。通過文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，復雜巖性油藏未來儲層孔隙結構研究的重點攻關方向?qū)⒕劢乖谔妓猁}巖、頁巖、泥頁巖等儲層類型[77-79]，研究方法將重點關注實驗模擬成因機理、核磁測井、恒速壓汞測試、數(shù)字巖芯等[80-81]。

圖7 準噶爾盆地西北緣某區(qū)克下組礫巖儲層微觀孔隙結構特征Fig.7 Micro-pore Structure Characteristics of Conglomerate Reservoirs from Lower Karamay Formation in Some Area, the Northwestern Margin of Junggar Basin

表2 松遼盆地徐東地區(qū)營城組一段火山巖儲層孔隙結構分類及特征參數(shù)

圖中百分數(shù)為各類孔隙在各個井中的占比；井位置旁邊的數(shù)字為參加聚類的樣品總數(shù)；圖件引自文獻[73]圖8 松遼盆地徐東地區(qū)營城組一段不同小層平面孔隙結構分類及分布Fig.8 Distribution and Classification of Pore Structure from Different Planes of Member 1 of Yingcheng Formation in Xudong Area of Songliao Basin

圖9 松遼盆地徐東地區(qū)營城組一段火山巖儲層孔隙結構壓汞曲線Fig.9 Mercury Injection Curve of Pore Structure of Volcanic Reservoir from Member 1 of Yingcheng Formation in Xudong Area of Songliao Basin

3.3 儲層裂縫表征

圖件引自文獻[83]圖10 巖性與裂縫之間的關系Fig.10 Relationships Between Lithology and Fractures

所謂裂縫是指巖石發(fā)生破裂作用而形成的不連續(xù)面，是巖石受力而發(fā)生破裂作用的結果，是油氣儲層特別是裂縫性儲層的重要儲集空間，更是良好的滲流通道。張學汝等編寫的《變質(zhì)巖儲集層構造裂縫研究技術》專著中，以遼河潛山儲集層為例，系統(tǒng)闡述了變質(zhì)巖儲層構造裂縫的特征、識別、預測與評價等內(nèi)容[82]。袁士義等對裂縫性油藏開發(fā)技術進行了全面總結，內(nèi)容涉及砂礫巖、火山巖、碳酸鹽巖和泥巖等多種復雜巖性油藏(圖10)[83]。由于復雜巖性油藏的特殊性，使得裂縫成為該類油藏十分重要的儲集空間，在火山巖、碳酸鹽巖和變質(zhì)巖等油藏中均如此。雖然目前儲層裂縫表征已成為精細油藏描述的熱點之一，但是還存在諸多的未解難題，例如，裂縫的井間預測、儲層裂縫三維建模等。目前儲層裂縫研究的方法主要包括野外露頭考察、巖芯觀察與描述、顯微鏡下薄片鑒定、常規(guī)測井解釋、成像測井、地震屬性切片、相干體分析以及生產(chǎn)動態(tài)資料對比分析等。不同方法均有其明顯的優(yōu)勢，但也存在各種各樣的問題。研究認為，儲層裂縫表征應該盡量綜合多種資料信息，相互驗證對比，確定裂縫的發(fā)育位置和發(fā)育規(guī)律，避免研究結果的多解性和不確定性。對于復雜巖性油藏精細描述中的裂縫表征而言，可以不斷加大密井網(wǎng)資料和地震資料結合的力度，不斷提高裂縫性儲層的識別和預測準確度及精度。同時，應該重點關注試井等資料在裂縫表征中應用、油藏流體場和壓力場與裂縫的關系、縫網(wǎng)壓裂與提高石油采收率等問題的解決[84-85]。從世界范圍來看，目前還沒有一種方法能夠有效地實現(xiàn)儲層裂縫定量表征。但作為復雜巖性油藏中儲集和運移油氣的一種十分重要的載體，裂縫又發(fā)揮著至關重要的作用。這就要求研究者不斷創(chuàng)新思路，改進方法技術，不斷推進裂縫表征研究發(fā)展進步。

3.4 儲層綜合定量評價

復雜巖性油藏儲層評價時，首先應該對儲層進行地質(zhì)成因分析，找出儲層成因的主要控制因素，根據(jù)資料的掌握狀況，選擇適合的特征參數(shù)和合理計算方法對儲層進行定量評價。如果不進行儲層地質(zhì)成因分析，一方面不能準確選擇儲層分類評價的參數(shù)，另一方面只會使儲層評價變成簡單的數(shù)字游戲，無法對油田開發(fā)起到指導和幫助作用；如果只注重地質(zhì)成因分析，又無法滿足油田開發(fā)對儲層評價定量化的要求。在研究中應該將兩者有機結合，滿足油田開發(fā)生產(chǎn)實踐的要求。陳培元等采用基于地質(zhì)成因的多參數(shù)方法對碳酸鹽巖儲層進行了定量評價[86]。楊龍等通過礫巖儲層礫緣縫應力敏感性實驗評價研究，驗證了礫緣縫的存在是導致礫巖應力敏感非線性滲流的主控因素[87]。田瀚等以四川盆地高石梯磨溪地區(qū)龍王廟組縫洞型碳酸鹽巖儲層為例，探索了縫洞型碳酸鹽巖儲層有效性評價新方法[88]。儲層評價方法的選擇在研究中至關重要。陳歡慶等對不同儲層評價方法進行了總結和對比，分析了不同儲層評價方法的優(yōu)缺點[89]。儲層評價研究是一項系統(tǒng)工程，由于資料的多樣性和研究目的差異性，研究方法也是多種多樣，在實踐中應該盡量綜合多種資料和不同研究方法的優(yōu)點，盡量避免不同方法的缺點，深入發(fā)掘不同類型資料中的有用信息，對儲層性質(zhì)特征作出正確評價。需要特別指出的是，在對復雜巖性油藏進行儲層綜合定量評價時，應該充分體現(xiàn)該類儲層的特性。在評價參數(shù)選擇時應該充分體現(xiàn)儲層縫洞體、成因模式等因素；在刻畫不同類型儲層分類成果分布規(guī)律時，應該充分考慮巖性、巖相等控制和影響因素，不能過度依靠井間差值的方法和結果。

3.5 流體識別

圖件引自文獻[94]圖11 松遼盆地白堊系營城組火山巖頂面構造+火山錐+單井產(chǎn)氣量疊合圖Fig.11 Overlay Map of the Top Volcanic Rock Structure+Volcanic Cone+Single Well Gas Production of Cretaceous Yingcheng Formation in Songliao Basin

油藏流體分布特征的刻畫對于儲量計算和油田開發(fā)調(diào)整方案設計都具有十分重要的影響。吳劍鋒等對二連盆地復雜巖性油層測井解釋評價技術進行探索時，形成了基于巖石物理研究和不同沉積微相測井解釋建模的測井解釋評價技術[90]。湯永梅等對準噶爾盆地五八區(qū)復雜巖性與油氣層進行了識別[91]。閆偉林等對塔木察格盆地中部斷陷帶塔南、南貝爾油田以火山碎屑巖為主的儲層進行了流體識別研究，建立了基于“四分”儲層并考慮油藏類型和模式的流體識別方法，提高了復雜巖性儲層流體識別的精度[92]。梁永光以海拉爾盆地南屯組為例，對復雜巖性儲層流體識別方法進行了研究[93]。前人對松遼盆地徐深氣田營城組火山巖儲層中含氣性進行了分析[94]，認為徐深氣田營城組火山巖儲層含氣性橫向上差異很大，有效厚度高值區(qū)都位于局部構造高部位的火山機構，也就是說，火山機構的高部位更有利于天然氣的富集(圖11)。譚星宇等以東營凹陷史南—郝家地區(qū)為例，對復雜巖性區(qū)濁積巖含油性預測方法進行研究[95]。總結目前復雜巖性油藏流體識別研究現(xiàn)狀，資料基礎主要為井震資料。研究方法以測井解釋為主，雖然地震方法也有使用，但地震流體預測的精度很難滿足復雜巖性油藏精細描述的需求，還需要在資料采集、數(shù)據(jù)處理和解釋方法技術等方面持續(xù)攻關。特別需要指出的是，由于巖性復雜，尤其是在開發(fā)中后期，剩余油分布具有“總體高度分散，局部相對富集”的特征[96]，在復雜巖性油藏流體識別研究中，剩余油表征方面還有諸多難題需要持續(xù)攻關解決。實踐中應該緊密結合井震資料，充分利用各種分析測試資料、動態(tài)監(jiān)測和生產(chǎn)動態(tài)資料等，加強微構造精細解釋、單砂體儲層構型表征、復雜巖性油藏儲層預測、復雜巖性儲層水淹層測井解釋等研究力度，提高復雜巖性油藏剩余油表征研究精度和預測準確度。

4 結 語

(1)復雜巖性油藏精細描述對于全面認識開發(fā)中后期的儲層地質(zhì)特征，提高石油采收率和剩余油挖潛等均具有十分重要的生產(chǎn)實踐意義。復雜巖性油藏就是儲層巖石類型復雜的油藏，目前包含范圍比較廣泛，主要包括火山巖、碳酸鹽巖、砂礫巖、變質(zhì)巖等多種類型。復雜巖性油藏精細描述存在的主要問題包括巖性巖相識別與分類、儲層地質(zhì)成因分析難度大、地層精細劃分與對比具有特殊性、裂縫表征難度很大、測井精細二次解釋精度低、地質(zhì)建模井間儲層預測準確率低等。

(2)復雜巖性油藏巖石類型眾多，不同巖性儲層精細油藏描述重點內(nèi)容各異，應該根據(jù)油藏特點和開發(fā)工作實踐確定重點研究內(nèi)容?？傮w來看，該研究核心內(nèi)容主要包括巖性巖相識別與分類、儲層地質(zhì)成因機制分析、儲集空間識別和描述、儲層物性精細測井解釋和儲層地質(zhì)建模等5個方面。

(3)復雜巖性油藏已成為油田開發(fā)中十分重要的油藏類型之一。由于地質(zhì)成因的復雜性和開發(fā)工作的特殊性，復雜巖性油藏精細描述還存在諸多難題需要探索攻關。復雜巖性油藏精細描述發(fā)展趨勢主要包括地層精細劃分與對比、微觀孔隙結構表征、儲層裂縫表征、儲層綜合定量評價和流體識別等5個方面。