中拐凸起石炭系火山巖儲層蝕變測井表征方法研究

李靜

摘 要：以本區蝕變火山熔巖為研究對象，利用已有的薄片數據直觀判斷同口井同種巖性中蝕變儲層特征，并對本區主要蝕變的類型、影響蝕變作用的因素及測井曲線進行分析，得到黏土蝕變火山熔巖電阻率、聲波、補償中子、密度曲線及鈉長石化作用下伽馬曲線的特點，并針對以上敏感性參數首次構建鈉長石化指數彌補了現有認識的不足、構建適合本區的黏土蝕變指數表征蝕變程度并定量計算黏土含量，對發生黏土蝕變的儲層進行孔隙度校正，提升儲層有效性認識，也為儲量計算提供合理的孔隙度參數。同時該套蝕變表征方法對于其他地區也具有較好的適應性，推廣應用效果顯著。

關鍵詞：中拐凸起石炭系;黏土蝕變;鈉長石化;儲層有效性

1 概況

1.1 研究目的及意義

自2012年，金龍10井在石炭系火山巖獲得突破，火山巖儲層已成為準噶爾盆地西北緣中拐地區油氣勘探的重要目標，在經歷了大規模勘探開發后發現兩個問題：

一是經過壓裂措施后單井產量差異大;

二是本區火山巖都呈現低放射性的特征。

通過鉆井取心及巖石薄片等資料發現本區酸性火山巖普遍發生了鈉長石化蝕變并伴有黏土蝕變，而基性火山巖主要發生黏土蝕變，整體改變了原有火山熔巖的孔隙結構，并間接影響到油氣的儲集量和產能。

1.2 研究區勘探現狀

與常規儲層相比較，準噶爾盆地西北緣石炭系火山巖油藏存在明顯特殊性，突出表現在：

①儲層巖石類型多，具有良好儲滲性能的各種火山巖均可作為儲層，但與物性、含油性的內在關系復雜;

②儲層分布受構造、巖性控制作用明顯。繼承性構造、風化、淋濾、剝蝕和斷裂等地質作用是控制油氣富集的主要因素;

③不同火山巖蝕變對儲層孔隙度及滲透率的影響不清，進一步影響火山巖儲層評價效果。因此，以金龍10井區為依托，對石炭系火山巖儲層特征深入研究，分析不同類型火山巖儲層蝕變特征，不同相帶火山巖蝕變特征以及蝕變對物性的影響因素分析，對于加快該類油氣藏的勘探和評價具有理論和現實意義。

1.3 研究思路及內容

針對火山熔巖儲層蝕變的測井表征方法，首先對研究區蝕變儲集層孔隙度、滲透率的特征進行統計分析。研究結果顯示基性巖隨著黏土含量增加孔隙和滲透率降低，中性巖的黏土含量對孔隙度影響較大，但對滲透率影響較小，而酸性巖中蝕變作用對儲層物性的影響較復雜，在本區基本發生鈉長石化的現象，同時伴生有部分黏土蝕變，使得儲層改造有雙重影響。具體以研究區測井數據為基礎結合薄片分析情況，對火山熔巖儲層不同蝕變類型的孔隙度滲透率關系以及在伽馬、電阻率、聲波、補償中子、密度等測井曲線上的響應特征進行分析，優選敏感參數; 根據優選的敏感參數，構建表征本研究區的各類蝕變程度的指數（鈉長石化、黏土化蝕變）;研究蝕變火山熔巖的真實儲層物性，定量計算蝕變產物-黏土含量，從而對孔隙度進行校正。

2 火山熔巖蝕變機理及地層特征

2.1 研究區火山熔巖蝕變特征

研究區火山巖孔隙結構見有溶蝕孔，因此大致判斷研究區火山巖具有溶蝕現象。基于研究區薄片分析數據，火山碎屑巖蝕變不明顯，熔巖具有明顯且較高的蝕變程度，火山巖蝕變類型包括基質綠泥石化，角閃石斑晶綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽巖化、長石、角閃石、黑云母斑晶見綠泥石化、伊利石化等。其中安山巖段的蝕變類型以基質綠泥石化，角閃石斑晶綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化為主，同時蝕變類型不單一，一種蝕變類型常與其他一種或幾種蝕變類型并存;火山角礫巖蝕變不明顯;凝灰巖蝕變類型以伊利石化為主，局部見碳酸鹽化。此外薄片分析還見有蝕變充填孔隙、充填裂縫等現象。

2.2 火山熔巖蝕變機理

原巖蝕變，又稱原巖交代蝕變或主巖交代蝕變，是指容礦原巖在內部流體（氣相、液相）的作用下所發生的化學和物理變化，從而引起原巖化學成分和結構構造的變化。由于熱液交代蝕變作用是流體或熱液在開放或半開放體系內運動過程中發生和進行的，因此成巖系統往往是在動態或者非平衡狀態下進行礦物和物質置換作用，具有很大隨機性;同時交代蝕變過程的時間要比區域變質作用過程要短。由于熱液蝕變在空間規模上常相對較小，因此在交代蝕變巖中會殘留或保存原巖或早期巖石的礦物、結構、構造和礦物的假象和殘留體等。早期階段礦物常被晚期階段礦物所交代，常使巖石的內部結構、構造和礦物共生關系變得更加復雜，這也為研究交代蝕變或成礦的過程創造了有利價值。

3 認識與結論

以巖心實驗、測錄井為基礎，針對儲層蝕變的表征方法所面臨的問題，通過研究得出以下認識與結論：

①由于本研究區基性火山巖主要發生黏土蝕變，根據黏土蝕變作用在常規測井曲線電阻率，補償中子、密度的響應特征，構建蝕變指數主要表征黏土含量，再建立孔隙度校正模型，消除黏土對儲層物性的影響，計算出真實孔隙度。從而有效提高了測井解釋精度;

②酸性火山巖主要發生鈉長石化作用并伴生有部分黏土蝕變。其中GR曲線作為鈉長石化的敏感參數，構建了表征鈉長石化蝕變程度的指數，同時ECS元素俘獲測井中K+含量的變化與鈉長石化的機理相印證，首次明確了本區低放射性火山巖的成因，彌補了現有認知的不足;

③同時該套蝕變表征方法對于其他地區也具有較好的適應性，推廣應用效果顯著。