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        滇黔北坳陷燈影組巖溶地層測井響應(yīng)特征

        2022-02-12 07:40:52艾笛姚亞彬芮昀魏寶軍郭寧丁邦春
        錄井工程 2022年4期
        關(guān)鍵詞:黔北燈影孔洞

        艾笛 姚亞彬 芮昀 魏寶軍 郭寧 丁邦春

        (①中國石油測井有限公司地質(zhì)研究院;②中國石油浙江油田公司勘探開發(fā)一體化中心;③中國石油測井有限公司長慶分公司;④中國石油測井有限公司西南分公司)

        0 引言

        四川盆地高石梯-磨溪地區(qū)震旦系氣藏三級儲量規(guī)模已達(dá)萬億立方米,是四川盆地天然氣上產(chǎn)的重要區(qū)域[1]。震旦系燈影組氣藏屬于巖溶風(fēng)化型碳酸鹽巖氣藏,為四川盆地?zé)粲敖M天然氣藏的有效儲層[2]。

        滇黔北坳陷位于上揚(yáng)子地塊西南緣,北鄰四川盆地,南與滇東-黔中隆起相接。滇黔北坳陷與四川盆地有著相似的沉積演化,震旦紀(jì)末的桐灣運(yùn)動使該區(qū)燈影組地層抬升遭受剝蝕[3],大氣對先前部分充填或完全充填的孔洞、裂縫進(jìn)行溶蝕或擴(kuò)溶改造,從而形成大量的溶蝕孔、洞、縫及巖溶角礫間洞,但其多被“葡萄花邊”膠結(jié)作用纖狀白云石及粒狀亮晶白云石充填[4],未被充填的溶蝕孔洞仍是燈影組最為重要的儲集空間,故巖溶地層的識別評價顯得尤為重要。國內(nèi)外巖溶地層測井評價主要依賴常規(guī)測井和電成像測井資料,首先進(jìn)行單井巖溶要素表征,進(jìn)而對巖溶垂向分帶精細(xì)解剖,并與巖溶古地貌耦合[5-8]。鑒于滇黔北坳陷碳酸鹽巖巖溶地層的相關(guān)研究近年來鮮有報道,本文基于常規(guī)測井和電成像測井開展巖溶儲層測井精細(xì)評價,進(jìn)行滇黔北坳陷燈影組巖溶帶劃分,總結(jié)區(qū)域巖溶縱向發(fā)育規(guī)律,并在橫向上加以對比,探求儲層發(fā)育規(guī)律,以期為精細(xì)評價該區(qū)儲層奠定基礎(chǔ),為后續(xù)勘探開發(fā)提供指導(dǎo)。

        1 巖溶帶地質(zhì)特征

        1.1 巖心、薄片上巖溶作用的特征

        通過Y 1、B 1、M 1、CL 1 等井的巖心、薄片觀察發(fā)現(xiàn)(圖1),巖溶作用主要有以下標(biāo)志:褐灰色藻白云巖中發(fā)育未充填溶洞,孔徑約2 cm,發(fā)育未充填微裂縫,寬約1 mm(圖1a);灰色白云巖中微裂縫發(fā)育,多未充填,部分為碳泥質(zhì)半充填(圖1b);藻團(tuán)塊白云巖中發(fā)育粒內(nèi)溶蝕孔(圖1c);藻白云巖發(fā)育葡萄狀構(gòu)造,亮晶白云石充填孔洞(圖1d)。巖心觀察表明,Y 1井巖溶發(fā)育程度較強(qiáng),其余井的發(fā)育程度較弱或特征不明顯。

        圖1 巖心薄片上巖溶作用的特征

        1.2 鉆、錄井過程中巖溶作用的標(biāo)志

        在鉆、錄井過程中,井漏、放空和鉆時降至極低的現(xiàn)象往往揭示有大型縫洞型儲層,同時也是鑒別巖溶作用的主要標(biāo)志。在滇黔北坳陷,CL 1、Z 103、Z 101、M 1 井存在鉆井漏失情況,其中M 1 井鉆井有放空現(xiàn)象,表明本區(qū)發(fā)育有一定程度的巖溶(表1)。

        表1 滇黔北坳陷鉆井放空漏失統(tǒng)計

        2 巖溶帶測井響應(yīng)特征

        2.1 常規(guī)測井曲線上巖溶作用的標(biāo)志

        常規(guī)測井曲線在巖溶帶上的測井響應(yīng)根據(jù)洞穴的大小及充填程度不盡相同。該區(qū)未充填巖溶洞穴層自然伽馬值相對于圍巖基本不變,井徑曲線通常變化不大,中子孔隙度未見明顯變化,聲波時差變化不明顯,但密度降低,雙側(cè)向測井電阻率較正常地層明顯降低(圖2)。

        2.2 電成像測井識別巖溶

        電成像測井圖像能夠通過電阻率的差異解釋地質(zhì)現(xiàn)象,電阻率差異越大,圖像的反差就越明顯[9]。碳酸鹽巖巖溶帶中的溶洞與裂縫的響應(yīng)特征有所差異,因溶洞形狀通常不規(guī)則,故溶洞在電成像測井圖像上呈不規(guī)則深色團(tuán)塊狀分布。溶溝成像測井上表現(xiàn)為近垂直的深色帶狀或不規(guī)則狀,溶孔呈相對孤立或集群分布,在成像測井上呈深色斑點(diǎn)狀或蜂窩狀分布(圖2)。燈影組往往伴生裂縫,根據(jù)產(chǎn)狀不同,呈水平、垂直或正弦線狀暗線。

        圖2 Y 1井溶洞測井響應(yīng)特征

        3 巖溶垂向分帶及特征

        巖溶分帶的研究已有很多[10-12],前人認(rèn)為,巖溶受地下水分布的影響和運(yùn)動的控制,古巖溶地貌在垂向上自下而上可劃分為地表巖溶帶、垂直滲流巖溶帶、水平潛流巖溶帶和深部緩流巖溶帶。受現(xiàn)有資料限制,無法對該區(qū)深部緩流巖溶帶進(jìn)行相關(guān)研究。但該區(qū)內(nèi)垂直滲流巖溶帶、水平潛流巖溶帶測井特征明顯,結(jié)合其他資料可對其進(jìn)行識別和劃分;地表巖溶帶未能清楚識別,推測其受到桐灣運(yùn)動的影響,遭受剝蝕,致使其在該區(qū)中缺失;巖溶作用最大影響深度可達(dá)270 m,溶孔、溶洞、溶溝、溶縫等巖溶作用的產(chǎn)物在電成像測井上特征明顯(圖3)。

        3.1 垂直滲流巖溶帶

        由于桐灣運(yùn)動構(gòu)造抬升,燈影組碳酸鹽巖在大氣淡水的作用下遭受風(fēng)化、淋濾,其頂部地層中的斷層、裂縫、節(jié)理等為大氣降水和地表水提供了滲流通道,垂向滲流作用明顯,最終形成垂直滲流巖溶帶。該巖溶帶主要產(chǎn)物是縫洞復(fù)合體,包括溶縫、溶溝、溶洞及溶孔。溶縫常是垂直或高角度的;溶溝呈紡錘形或近垂直的不規(guī)則條帶狀;溶蝕孔洞呈串珠狀,未充填或被泥質(zhì)、白云石等充填。垂直滲流帶常位于侵蝕面與最高潛水面之間,主要發(fā)育在距風(fēng)化殼頂約100 m 深度范圍內(nèi)。

        通過分析識別,該區(qū)內(nèi)Y 1井垂直滲流巖溶帶可達(dá)170 m,主要受古巖溶地貌的影響。垂直滲流巖溶帶井徑曲線基本正常,在該帶較大規(guī)模洞穴發(fā)育處有明顯的擴(kuò)徑現(xiàn)象。自然伽馬值范圍為11~77 API,較純的白云巖穩(wěn)定在18 API左右,被泥質(zhì)部分充填的洞穴,自然伽馬曲線可出現(xiàn)明顯的尖峰狀增大。雙側(cè)向電阻率50~14 000 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率無明顯差異,溶蝕孔洞發(fā)育處數(shù)值有所降低。聲波時差變化較小,密度和補(bǔ)償中子測井表現(xiàn)為孔隙度向下逐漸減小的趨勢,從側(cè)面反映了向下溶蝕作用的減弱。垂直滲流帶在電成像測井圖像上的特征更加直觀,大型的溶溝、溶洞呈近垂直的深色帶狀或不規(guī)則狀,有時呈紡錘形;伴生的小溶蝕孔洞常常呈集群狀的深色斑點(diǎn);高角度裂縫發(fā)育,表現(xiàn)為較大振幅的暗色正弦線(圖3)。

        圖3 Y 1井測井響應(yīng)特征及巖溶帶劃分

        3.2 水平潛流巖溶帶

        水平潛流巖溶帶受到了古巖溶高地地下水的側(cè)向補(bǔ)給,橫向徑流尤其發(fā)育[13]。該巖溶帶主要產(chǎn)物是溶溝、溶洞及溶孔。溶溝呈近水平方向的不規(guī)則條帶狀。溶孔呈蜂窩狀,未充填或白云石等半充填-充填,以沿藻白云巖富屑紋層溶蝕形成的近水平方向的溶蝕孔洞最為典型。由于沿溶洞壁發(fā)育的“葡萄花邊”溶蝕空間的連通性相對較好,可以形成相當(dāng)有利的儲集空間。

        水平潛流巖溶帶位于地質(zhì)記錄最高地下潛水面與地質(zhì)記錄最低排泄基準(zhǔn)面之間[14],距頂100~200 m。水平潛流巖溶帶井徑整體正常,局部受溶洞影響稍有增大。自然伽馬值范圍為12~29 API,曲線整體起伏變化不大,較純的白云巖穩(wěn)定在18 API 左右。雙側(cè)向電阻率100~12 000 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率無明顯差異。孔隙度測井系列顯示出孔隙度較低的特征,聲波時差值144~202 μs/m;密度變化較小,其值為2.5~2.8 g/cm3;補(bǔ)償中子穩(wěn)定在0~5%范圍內(nèi)。電成像測井圖像上出現(xiàn)的近水平分布的暗色斑點(diǎn)或暗色條帶,往往可與巖心白云巖中發(fā)育的順層溶孔對應(yīng)(圖3)。

        4 巖溶平面分布特征

        滇黔北坳陷及鄰區(qū)震旦系燈影組沉積末期巖溶古地貌可以劃分為巖溶臺地、巖溶坡地和巖溶谷地,其中巖溶臺地分布在樂山-犍為以西,永川-江津以北以及古藺-仁懷一帶。巖溶谷地受德陽安岳裂陷槽影響,分布在內(nèi)江-瀘州-筠連-鎮(zhèn)雄地區(qū),二者之間的區(qū)域?yàn)閹r溶坡地分布區(qū)(圖4)。該區(qū)整體上位于巖溶坡地以及巖溶谷地區(qū)域,垂直滲流巖溶帶分布范圍不大,發(fā)育橫向連通性良好的溶蝕孔洞,巖溶儲層發(fā)育程度較高。巖溶谷地地勢相對較低,水體相對較深,水動力條件差,流動緩慢,巖溶作用弱,往往處于過飽和狀態(tài),化學(xué)沉淀作用強(qiáng),因而不利于巖溶儲層的形成和保存。

        圖4 滇黔北坳陷燈影組巖溶帶平面分布(據(jù)文獻(xiàn)[15]修改)

        CL 1井燈四段巖溶發(fā)育程度偏低,主要因?yàn)樵摼挥趲r溶谷地,縫洞易被化學(xué)作用形成的白云石充填。相對巖溶臺地及巖溶谷地而言,巖溶坡地區(qū)域水動力條件較強(qiáng),地下水具有較強(qiáng)的垂向滲流和水平徑流作用,加之燈影組丘灘體發(fā)育,為巖溶提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ),并且溶蝕物質(zhì)能被迅速帶走,從而形成了良好的儲層條件,其中,水平潛流巖溶帶管道系統(tǒng)發(fā)育、橫向連通性好,可發(fā)育保存較好的大型巖溶孔洞,是油氣勘探的重點(diǎn)。

        由于CL 1、B 1、M 1井靠近巖溶谷地,巖溶發(fā)育程度低;Y 1井位于古巖溶臺地附近的巖溶坡地,巖溶較發(fā)育,與川中GS 1、MX 8井對比,垂直滲流巖溶帶增厚,水平潛流帶略有減薄,具有良好的儲層條件(圖5)。

        圖5 燈影組巖溶帶測井響應(yīng)與連井對比

        5 結(jié)論

        本文通過測井、錄井、地質(zhì)資料分析了滇黔北坳陷燈影組巖溶地質(zhì)特征、測井特征。明確了巖溶垂向分帶與巖溶帶測井特征以及平面上巖溶發(fā)育與古地貌的關(guān)系。在橫向上通過與川中高石梯-磨溪地區(qū)對比,揭示了該區(qū)巖溶地層勘探潛力,為精細(xì)評價該區(qū)儲層奠定了基礎(chǔ),對油氣勘探下一步?jīng)Q策具有一定的指導(dǎo)意義。

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