張 磊

(中國海洋石油國際有限公司，北京 100010)

0 引 言

西非深水鹽下儲層是近年來油氣勘探的熱點。L氣田位于南加蓬次盆深水區(qū)，鉆井揭示鹽下儲層巖性為砂巖，儲層巖芯孔隙度平均值約為14%，滲透率平均值為3 mD，呈中孔低滲特征。巖芯分析表明地層主要存在2種膠結(jié)形式，即泥質(zhì)膠結(jié)與鹽膠結(jié)，局部有少量碳酸鹽巖膠結(jié)，鹽膠結(jié)是導(dǎo)致儲層物性變差的主要原因之一。

也門Azal油田鹽膠結(jié)儲層評價時發(fā)現(xiàn)，鹽膠結(jié)會使孔隙度明顯降低(Gardner et al., 1980；Huurdeman et al., 1991)，利用三孔隙度曲線可以定性識別鹽膠結(jié)，從而為研究鹽膠結(jié)分布提供依據(jù)，國內(nèi)鮮有鹽膠結(jié)類型的復(fù)雜儲層評價相關(guān)實例。

研究區(qū)地層水礦化度高，取樣水分析顯示礦化度為360 g/L,砂巖與鹽巖通過斷面對接導(dǎo)致鹵水進入是鹽下砂巖儲層發(fā)育鹽膠結(jié)作用的主要成因(饒勇等，2018；陽懷忠等，2018)。不同成巖階段孔隙的差異性直接導(dǎo)致了儲層物性的好壞，由于鹽膠結(jié)形成于成巖晚期，不利于原生孔隙的保存，對儲層孔隙連通性產(chǎn)生較大影響，造成儲層物性變差(邵曉州等，2018；雒斌，2019)。然而，鹽巖密度僅為2.1 g/cm3,明顯低于砂巖骨架密度，鹽膠結(jié)的存在造成密度曲線偏低，密度測井計算孔隙度較巖芯分析值偏大。在鹽膠結(jié)砂巖儲層中，孔隙度難以用傳統(tǒng)的中子-密度方法準確計算，巖芯分析孔滲關(guān)系也顯示不同膠結(jié)類型的儲層滲透性截然不同。由于孔隙度難以準確計算，嚴重制約了儲層評價等工作(譚偉等，2020)，因此鹽膠結(jié)的識別及孔隙度評價是L氣田儲層評價的關(guān)鍵。

1 L氣田儲層特征分析

1.1 測井響應(yīng)特征

無鹽膠結(jié)氣層測井響應(yīng)特征(圖1)：常規(guī)測井自然伽馬值低，電阻率(AT90)一般>10 Ω·m，由于泥質(zhì)含量高，薄氣層電阻率值范圍為4～10 Ω·m；聲波測井(DTCO)值在300 μs/m(90 μs/ft)左右；中子測井(TNPH)“挖掘效應(yīng)”特征不明顯；核磁測井可動流體特征明顯，核磁可動孔隙度范圍為10%～20%。

圖1 L-1井無鹽膠結(jié)氣層測井響應(yīng)特征

圖2 L-1井鹽膠結(jié)氣層測井響應(yīng)特征

鹽膠結(jié)段砂巖測井響應(yīng)特征(圖2)：電阻率較氣層高，一般為30～200 Ω·m；聲波測井值為197～230 μs/m(60～70 μs/ft)；中子測井存在明顯的“挖掘效應(yīng)”；核磁測井顯示幾乎無可動信號，核磁可動孔隙度值一般<5%。

在嚴重鹽膠結(jié)段(4 640～4 690 m)若采用密度測井計算孔隙度，其值一般大于該區(qū)孔隙度下限值10%，同時中子測井存在“挖掘效應(yīng)”，測井解釋應(yīng)為氣層。但在解釋過程中發(fā)現(xiàn)密度、孔隙度結(jié)果明顯高于聲波孔隙度和核磁有效孔隙度(均為5%～8%)，核磁可動孔隙信號較小；該段共進行了10次MDT測壓，結(jié)果顯示7個未坐封成功點、3個致密點，可見儲層物性較差，故測井一次綜合解釋多為干層，少量氣層。

1.2 巖芯分析特征

孔滲與薄片特征： L氣田2口井巖芯分析孔隙度與顆粒密度關(guān)系(圖3)顯示，無鹽膠結(jié)巖芯(黃色數(shù)據(jù)點)顆粒密度值越小孔隙度越大，與常規(guī)砂巖儲層一致；鹽膠結(jié)點(綠色數(shù)據(jù)點)顆粒密度較無鹽膠結(jié)點明顯降低，其孔隙度也隨顆粒密度值降低而降低。薄片分析(圖4)結(jié)果顯示，鹽膠結(jié)巖芯孔隙連通性較差，無鹽膠結(jié)巖芯薄片顯示了較好的孔隙連通性，巖芯分析孔隙度與滲透率關(guān)系(圖5)顯示，鹽膠結(jié)現(xiàn)象導(dǎo)致孔滲明顯變差。

圖3 L氣田巖芯分析孔隙度與顆粒密度關(guān)系圖

圖4 L氣田鹽膠結(jié)(a)與無鹽膠結(jié)薄片(b)特征

圖5 L氣田巖芯分析孔隙度與滲透率關(guān)系圖

2 鹽膠結(jié)定性識別方法

2.1 元素俘獲測井識別

巖性識別對復(fù)雜巖性中儲層有效性判斷及儲層參數(shù)評價至關(guān)重要(魏丹等，2014)。在L-2井進行元素俘獲測井，能夠得到元素Cl的干重曲線(劉緒剛等，2005；Radtke et al., 2012；Feng et al.，2014；康冬菊等，2018；黃秋靜等，2019)，元素Cl干重曲線與利用巖芯薄片統(tǒng)計得到的鹽巖含量變化趨勢吻合較好(圖6)。通過元素俘獲測井元素Cl干重曲線能夠較好地定性識別鹽膠結(jié)的存在。

2.2 常規(guī)測井識別方法

如果通過其他常規(guī)測井曲線能夠定性識別鹽膠結(jié)則具有重要意義。分析發(fā)現(xiàn)，鹽膠結(jié)儲層與無鹽膠結(jié)儲層測井響應(yīng)特征具有明顯差異的為中子孔隙度和核磁可動流體孔隙度，這是由于地層含有鹽巖，使得Cl含量增高，導(dǎo)致熱中子被俘獲數(shù)增高，所以中子孔隙度值明顯降低。鹽膠結(jié)導(dǎo)致滲透性變差，核磁可動流體孔隙度必然降低，故利用上述2條曲線構(gòu)建1條指示曲線INDEX，該曲線與元素俘獲測井Cl元素干重曲線形態(tài)一致(圖6)，INDEX≥0時為無鹽膠結(jié)，INDEX<0時為存在鹽膠結(jié)，可較好地指示鹽膠結(jié)的存在，從而有效解決鹽膠結(jié)定性識別的問題。鹽膠結(jié)識別因子按下式計算。

INDEX=(TNPH-0.245)+(CMFF-0.05)

(1)

2.3 鹽膠結(jié)段孔隙度計算

有效識別出是否存在鹽膠結(jié)之后，在鹽膠結(jié)段(4 640～4 700 m)利用聲波測井計算孔隙度，結(jié)果(圖7)與巖芯分析基本一致，為下一步飽和度和滲透率計算、氣田儲量評價以及利用地震資料開展儲層預(yù)測工作奠定了基礎(chǔ)(宋雙，2017)。

圖6 L-2井Cl元素干重曲線與巖芯薄片統(tǒng)計鹽含量對比

圖7 L-2井孔隙度計算結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)鹽膠結(jié)現(xiàn)象容易導(dǎo)致密度測井值較低，出現(xiàn)指示物性變好的假象，實際上巖芯分析表明鹽膠結(jié)會導(dǎo)致孔滲變差，給儲層有效性識別及參數(shù)計算帶來偏差。

(2)元素俘獲測井可以有效定性識別鹽膠結(jié)。中子測井與核磁測井結(jié)合可建立鹽膠結(jié)識別因子曲線，在無元素俘獲測井情況下，也可快速定性識別鹽膠結(jié)存在，有效解決儲層有效性識別問題。

(3)聲波測井可較準確計算鹽膠結(jié)段孔隙度，并據(jù)此進一步開展飽和度、滲透率等參數(shù)評價，為氣田儲量計算奠定基礎(chǔ)。