四川盆地龍崗地區礁灘型儲層有效性評價

謝冰 周肖 唐雪萍 梁濤 張樹東

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 2.川慶鉆探工程有限公司測井公司

四川盆地龍崗地區礁灘型儲層有效性評價

謝冰1周肖1唐雪萍1梁濤1張樹東2

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 2.川慶鉆探工程有限公司測井公司

隨著四川盆地龍崗、普光等大型礁灘型氣藏的發現,礁灘型氣藏的勘探受到越來越多的重視。但隨著勘探的深入,發現該類氣藏儲層受沉積相、成巖作用等因素的影響存在儲層非均質性強、孔隙結構復雜等特點,不同沉積相帶儲層品質差異較大,儲層有效性評價存在困難,從而導致探井測井解釋符合率偏低。為此,開展了針對龍崗地區礁灘型儲層的測井評價技術攻關,從有利儲層的主控因素入手,分析研究不同沉積相、不同巖性、不同孔隙結構儲層的有效性,將常規測井與成像測井相結合,利用自然伽馬、地層傾角、成像測井等方法識別沉積相,ECS元素俘獲測井識別巖性,常規測井結合MDT流度、斯通利波流體移動指數等測井新技術評價儲層有效性。該方法較之以往更注重沉積相的識別及儲層滲透性評價,經勘探、開發實踐驗證,具有較好的應用效果,使該區測井儲層解釋符合率超過90%。

四川盆地 龍崗地區 早三疊世 晚二疊世 生物礁 鮞灘 測井 符合率

1 儲層地質特征

四川盆地龍崗地區的儲層主要包括下三疊統飛仙關組和上二疊統長興組。

1.1 巖性特征

飛仙關組鮞灘:根據已完鉆井巖心描述、化學分析、薄片鑒定以及錄井資料綜合分析,飛仙關組的儲集巖主要為殘余鮞粒云巖、亮晶鮞粒云巖、細—中晶殘余鮞粒云巖、殘余鮞粒灰質云巖、粉晶鮞粒砂屑云巖。

長興組生物礁:以生物礁組合內發育的殘余生屑云巖、砂糖狀中—細晶云巖、殘余生物骨架云巖、殘余海綿骨架云巖、粗粉晶—中晶云巖、生屑灰質云巖、海綿骨架云質灰巖等為主。

1.2 儲集空間特征

飛仙關組鮞灘:粒間溶孔、粒內溶孔、晶間孔、粒間(原生)孔、溶洞及裂縫。

長興組生物礁:晶間溶孔、粒間(內)溶孔、溶洞及裂縫。

1.3 物性特征

飛仙關組產層段主要以一、二類儲層為主(孔隙度大于6%的樣品占87.15%),滲透率主要分布在0.01～100 mD,具中高孔、中滲透的特征;石灰巖儲層孔隙度一般介于1%～5%,滲透率一般小于0.01 mD。

長興組產層段主要以二、三類儲層為主(孔隙度介于2%～12%的樣品占97.76%),滲透率主要分布在0.01～10 mD,具中—低孔、低滲透的特征。

1.4 沉積相特征

飛仙關組高產井沉積相主要為臺緣鮞粒灘相[1],臺內灘由于孔隙之間連通性較差測試一般為干層或微氣層。長興組高產井主要沉積相為生物礁灘相,非礁相一般儲層不發育。

1.5 綜合地質特征

根據地質、測井、測試結果及巖石物理研究,認為龍崗地區飛仙關組及長興組儲層品質受沉積相帶、巖性、孔隙結構等地質因素的控制,各類地質特征與儲層品質對應關系如表1所示。

2 礁灘相識別方法

2.1 長興期生物礁特征及測井識別方法

根據野外地質剖面及鉆井取心觀察,開江—梁平海槽邊緣長興組沉積相一般可分為碳酸鹽開闊臺地相、臺緣相和陸棚相。儲層主要發育在臺緣礁或臺內礁的礁灘(礁頂灘、架間灘和礁基灘)相中[2],其余相帶儲層不發育。

表1 龍崗地區礁灘沉積相不同品質儲層的地質特征表

圖1 長興組生物礁相識別模式圖

長興期生物礁相的識別主要采用以下方法:①根據自然伽馬能譜測井特征及飛仙關組底部(以下簡稱飛底)泥巖厚度來識別生物礁。礁體一般生長在海水透明度好、陽光充足、不含泥沙的“清潔”高能環境,不論礁體是否白云石化或白云化程度如何,總自然伽馬與無鈾伽馬曲線均表現為大段低值[3],總伽馬一般小于18 API。礁體上、下地層及礁后同期沉積均處于低能或相對低能環境,自然伽馬能譜測井的總伽馬曲線明顯高于礁體,而無鈾伽馬仍為低值。同時,還可根據飛底泥灰巖厚度判別長興組頂部有無生物礁存在。據統計,在長興組頂部有生物礁發育的井,飛底泥質灰巖厚度一般都小于10 m,最好是小于5 m;而無生物礁發育的井,飛底泥質灰巖厚度一般大于15 m。②根據地層傾角特征識別生物礁相。通常生物礁相在電成像圖上表現為致密塊狀高阻,無任何層理發育,地層傾角上表現為傾角、傾向雜亂的雜亂模式,有時為無矢量點的空白模式,在飛底地層傾角常具有紅色模式,即傾向不變,傾角逐漸增大。非礁相地層傾角上表現為傾角、傾向無明顯變化的綠模式。③根據成像測井特征識別生物礁相。在生物礁儲層發育段成像測井圖上一般可見到有溶蝕孔洞發育(圖1)。非礁相層理發育,表現為一種層狀特征,成像測井圖上溶蝕孔洞欠發育。

2.2 飛仙關期鮞灘特征及測井識別方法

飛仙關期鮞灘儲層為發育在長興期古地貌基礎上的受沉積相及成巖作用控制的灘相儲層,飛仙關期沉積相可劃分為碳酸鹽臺地相、陸棚相和海槽相3大沉積單元,而碳酸鹽臺地相又進一步劃分出鮞粒灘相、潟湖相、潮坪相、臺緣鮞粒壩相等次級相帶,優質鮞灘儲層主要發育在臺地邊緣相帶中。

飛仙關組鮞灘儲層的識別主要采用以下方法:①根據自然伽馬、電阻率測井資料識別灘相與非灘相。由于鮞灘巖性的成分純度較高,發育于高能、氧化環境條件下,因此,表現為“三低”,即低泥質含量、低自然伽馬值(一般在15 API左右)、低鈾元素含量[3]。從常規測井來看,臺緣灘自然伽馬值普遍較低(一般低于20 API,有的可低到10 API),電阻率較高(一般超過幾千Ω·m,在非儲層段多為限幅)。臺內淺灘在常規測井上表現為比臺緣灘略高的自然伽馬值,而非灘相自然伽馬值多高于20 API,且電阻率呈鋸齒狀。②根據成像測井區分臺內灘與臺緣灘。從沉積構造來看,高能環境形成的臺緣鮞粒灘相沉積主要以中、厚層或中厚層夾薄層狀構造為主,而低能環境形成的臺內淺灘則以薄層狀構造為主。利用成像測井可以較好地識別臺緣灘及臺內灘,即臺緣灘在成像測井上表現為厚層塊狀,或隱約可見交錯層理,而臺內灘則表現為大量低角度層理,其間夾有溶蝕的薄層灘相特征,還可見到明顯的縫合線發育。

3 儲層有效性評價方法

3.1 電成像測井評價儲層有效性

根據區域沉積相及儲層的研究,開江—梁平海槽邊緣礁灘疊合帶是儲層的有利發育區,相對于臺內及海槽區,該區帶屬于最高能的沉積環境,水體能量強,發育的儲層呈厚層塊狀,巖石顆粒粗,縫合線、層理不發育。而到了臺地內部,沉積環境變為局限的低能環境,水體能量有所減弱,巖石顆粒變細,儲層發育為薄層狀,單層厚度通常小于1 m,層理、縫合線較發育。研究發現,電成像測井可以很好地反映沉積時水體能量的變化,同時電成像測井還可以直觀的對儲層的孔、洞、縫發育情況進行分析,進而指導儲層有效性的判別。根據龍崗地區電成像測井資料與儲層的對比分析,建立了飛仙關組鮞灘儲層電成像測井有效儲層識別模式(圖2):有效儲層的成像特征顯示為厚層塊狀,層理不發育,溶蝕孔隙較發育,該類儲層以粒間、晶間孔為主,白云化程度高,孔隙之間連通性較好,測試往往有較好產能;非儲層成像特征為薄層狀,層理、縫合線發育,反映相對低能的沉積環境,這類儲層儲集空間主要為鑄模孔及粒內溶孔,白云化程度低,孔隙之間連通性較差,測試往往為干層或微氣[4]。

圖2 飛仙關組鮞灘有效儲層識別模式圖

3.2 陣列聲波測井評價儲層有效性

陣列聲波測井得到的斯通利波是一種界面波,在井眼中的傳播可以認為是井眼誘導的壓力脈沖,在有效滲透性層段使流體向地層流動,從而消耗能量,使斯通利波能量明顯衰減;而在滲透性不好的地方,則不會發生能量的衰減。此外,根據低頻斯通利波傳播理論,用縱、橫波時差、斯通利波時差和密度曲線、孔隙度曲線以及鉆井液時差等資料可以計算出理論上的斯通利波時差,它和實際測量的斯通利波時差的差值即流體移動指數,該值可指示儲層滲透性高低、評價儲層孔隙連通性以及裂縫的有效性,從而判斷儲層有效性[5-6]。

通過對龍崗地區多口井測試段的流體移動指數進行分析,建立了儲層有效性評價圖版(圖3),得出有效儲層流體移動指數的下限在2.2左右,即流體移動指數大于2.2的地層才具有一定的產出能力(包括水),而流體移動指數小于2.2的地層則產出能力較差[7]。

圖3 礁灘儲層流體移動指數儲層判別圖

3.3 MDT測井評價儲層有效性

MDT測井的一個重要的作用就是評價地層的滲透性,根據其測得的地層壓力值和壓力恢復時間可計算出地層滲透率。通常在MDT測試成果圖上會給出壓降流度(K/μ,單位壓差下的流量),即

式中 K/μ為壓降流度,mD/(m Pa·s);C1為儀器常數; Q為流量,cm3;Δp為壓差,psi(1 psi=6.895 kPa)。

壓降流度值等于儲層滲透率與流體黏度的比值,是目前所有測井方法中對地層中不同性質流體滲流能力大小的最直觀反映。由于MDT在計算壓降流度時抽取的液體為鉆井液濾液,在不考慮鉆井液濾液含鹽成分、礦化度、壓力和溫度等因素時(實際影響不大),可以假定鉆井液濾液黏度為定值,因此,壓降流度實際上可以直接反映儲層的滲流能力[8]。龍崗地區多口井進行的MD T測井作業與巖心滲透率分析及試油結果已經證實了可以直接利用MDT壓降流度評價儲層的滲流能力。根據龍崗地區飛仙關組、長興組MDT流度資料、儲層巖性及測試情況,分別建立了飛仙關組及長興組的MDT流度與巖性的儲層有效性評價圖版(圖4)。從圖4可以看出,飛仙關組有效儲層MDT流度應大于0.3,白云巖含量大于43%;長興組有效儲層流度應大于0.08,白云巖含量大于50%。

圖4 礁灘型儲層MDT流度儲層有效性評價圖版

4 結論

1)四川盆地龍崗地區礁灘型儲層儲集巖性主要為白云巖,石灰巖儲層連通性較白云巖儲層差,儲集空間為各種溶蝕孔洞及裂縫,不同孔隙類型的孔隙結構差異較大,生物礁儲層非均質性強于鮞灘儲層。

2)不同沉積相帶儲層發育程度及儲層品質差異較大,臺緣礁灘疊合帶是最有利的儲層發育區,飛仙關組臺緣鮞粒灘相及長興組生物礁灘相是最有利的沉積相,沉積相的識別是測井儲層評價的基礎。

3)通過常規、地層傾角和成像測井資料,可較好地識別和劃分生物礁相和鮞灘相。長興組生物礁相的測井響應特征為低自然伽馬值(低于18 API)、地層傾角為雜亂模式或無矢量點的空白模式、成像測井顯示層理不發育;鮞灘相發育于高能、氧化環境條件下,因此,表現為“三低”特征,即低泥質含量、低自然伽馬值(一般在15 API左右)、低鈾。

4)有效儲層的成像特征顯示為厚層塊狀、溶蝕孔洞較發育、層理不發育,反映為高能沉積環境;非儲層成像特征為薄層狀,層理、縫合線發育,反映相對低能的沉積環境。

5)陣列聲波測井得到的斯通利波能量在有效儲層段有明顯衰減,流體移動指數大于2.2;非儲層段斯通利波能量衰減不明顯,流體移動指數小于2.2。

6)龍崗地區飛仙關組有效儲層MDT測井流度應大于0.3,白云巖含量大于43%;長興組有效儲層流度應大于0.08,白云巖含量大于50%。

[1]魏國齊,謝增業,劉滿倉,等.四川盆地長興—飛仙關組的有利儲集相帶[J].天然氣工業,2009,29(9):35-38.

[2]洪海濤,王一剛,楊天泉,等.川北地區長興組沉積相和生物礁氣藏分布規律[J].天然氣工業,2008,28(1):38-41.

[3]張樹東,齊寶權,賀洪舉,等.X井礁灘儲層測井精細評價[J].天然氣工業,2009,29(10):42-44.

[4]中國石油勘探與生產分公司.碳酸鹽巖油氣藏測井評價技術及應用[M].北京:石油工業出版社,2008.

[5]司馬立強,疏壯志.碳酸鹽巖儲層測井評價方法及應用[M].北京:石油工業出版社,2009.

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[7]謝冰.四川盆地礁灘型儲層測井識別及評價方法[R]∥碳酸鹽巖測井評價技術與學科建設研討會論文集.成都:西南石油大學,2010.

[8]陳育勤,石紅梅,華永川.MDT測井技術在LG地區多井解釋中的應用[J].天然氣工業,2009,29(10):45-47.

Effectivenessevaluation of reef-bank-type reservoirs in the Longgang area of the Sichuan Basin

Xie Bing1,Zhou Xiao1,Tang Xueping1,Liang Tao1,Zhang Shudong2
(1.Ex p loration and Development Research Institute,Southw est Oil&Gasfield Com pany,PetroChina, Chengdu,Sichuan 610051,China;2.Logging Com pany,Chuanqing D rilling Engineering Co.,L td., CN PC,Chongqing 400021,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 7,pp.28-31,7/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

A long w ith the discovery of large reef/bank-type gas reservoirs such as Longgang and Puguang in the Sichuan Basin,more and more attention is paid to the exp loration of such reservoirs.However,they are featured by strong heterogeneity and comp lex po re structures due to the influencesof various facto rs including sedimentary faciesand diagenesis.Reservoir quality varies greatly in different facies belts,w hich becomes a great challenge fo r the evaluation of reservoir effectiveness and logging interp retation of exp lo rato ry wells.In o rder to solve these p roblem s,we perfo rmed a study on logging evaluation of reef/bank reservoirs in the Longgang area.Starting from the recognition of majo r controlling factorson favo rable reservoirs,we analyzed the effectivenessof various sedimentary facies,lighologiesand po re structures.Conventional logging and image logging data were integrated to identify sedimentary facies,ECSelement cap ture logging data were used to identify lithologies,and new logging techniques such as MDT fluidity and the fluid mobility index of Stoneley wave were combined w ith conventional logging fo r the evaluation of reservoir effectiveness.Compared w ith the p reviousmethods,thesemethods focuson the recognition of sedimentary faciesand the evaluation of reservoir permeability.Practical app lication show s that the coincidence rate of logging interp retation is over 90%.

Sichuan Basin,Longgang area,Early Triassic,Late Permian,bioherm,oolitic beach,logging,image logging evaluation DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.007

謝冰等.四川盆地龍崗地區礁灘型儲層有效性評價.天然氣工業,2011,31(7):28-31.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.007

國家科技重大專項“四川龍崗地區大型碳酸鹽巖氣田勘探開發示范工程”(編號:2008ZX05047)、中國石油測井工程技術攻關項目“四川盆地龍崗、磨溪地區礁灘儲層測井評價攻關研究”的部分成果。

謝冰,1973年生,高級工程師;從事礁灘體及風化殼碳酸鹽巖儲層測井評價方法、頁巖氣測井評價技術研究工作。地址:(610051)四川省成都市建設北路一段83號。電話:(028)86015497。E-mail:xxb-th@petrochina.com.cn

(修改回稿日期 2011-05-05 編輯 韓曉渝)

Xie Bing,senior engineer,born in 1973,is engaged in research of logging evaluation of reef/bank carbonate reservoirs and weathering crust carbonate reservoirs.

Add:No.83,Sec.1,Jianshebei Rd.,Chengdu,Sichuan 610051,P.R.China

Tel:+86-28-8601 5497 E-mail:xxb_th@petrochina.com.cn