柴窩堡三維區(qū)儲(chǔ)層特征與測(cè)井評(píng)價(jià)

牛曉燕

（中國(guó)石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東東營(yíng)257000）

柴窩堡區(qū)塊位于新疆烏魯木齊市東南準(zhǔn)噶爾盆地內(nèi)，主體構(gòu)造由達(dá)坂城次級(jí)凹陷構(gòu)成，南北兩側(cè)分別為依林黑比爾根山和博格達(dá)山（圖1）。根據(jù)前人研究，早二疊世時(shí)，由于伊林哈比爾尕有限洋盆于石炭紀(jì)末期的閉合，伊林哈比爾尕山開始崛起，并不斷向北逆沖，準(zhǔn)噶爾盆地南緣東段在該構(gòu)造帶的構(gòu)造負(fù)荷作用下，形成南深北淺的箕狀坳陷，自蘆草溝組到三疊系，準(zhǔn)噶爾盆地南緣東段陸相碎屑沉積的主要物源來自盆地西南的伊林哈比爾尕山，而且隨著該造山帶的不斷北移，盆緣沉積不斷變粗，并且常形成局部不整合。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地南緣柴窩堡地區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

1 儲(chǔ)層特征

1.1 物性特征

柴窩堡區(qū)塊油氣勘探的主要目的層是上二疊統(tǒng)紅雁池組和蘆草溝組，鉆井、錄井、實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析和測(cè)井資料研究表明，柴窩堡地區(qū)二疊系儲(chǔ)集層巖性復(fù)雜，主要為礫巖、砂礫巖、砂巖和粉砂巖等，通過研究紅雁池組和蘆草溝組孔隙度發(fā)現(xiàn)，整體物性自西南向東北逐漸變差（圖2、圖3）。

圖2 柴窩堡三維區(qū)紅雁池組孔隙度分布

1.2 影響儲(chǔ)層物性要素

1.2.1 相帶

通過對(duì)三維區(qū)的達(dá)1井和柴參1側(cè)1紅雁池組和蘆草溝組進(jìn)行單井相劃分，得出柴窩堡三維區(qū)發(fā)育扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲亞相，通過統(tǒng)計(jì)紅雁池組和蘆草溝組物性與亞相的關(guān)系、相帶內(nèi)巖性與物性數(shù)據(jù)，得出扇三角洲前緣砂礫巖物性相對(duì)較好。

1.2.2 裂縫

圖3 柴窩堡三維區(qū)蘆草溝組孔隙度分布

在鉆井取心和野外露頭都發(fā)現(xiàn)該地區(qū)裂縫相對(duì)發(fā)育。通過毛細(xì)管壓力分析，裂縫對(duì)三維區(qū)儲(chǔ)層物性改善起著重要作用，另外通過比較測(cè)井響應(yīng)特征和巖心資料顯示的裂縫段3 023～3 024 m 和未發(fā)育裂縫段3 007.2～3 021.0m 這組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)發(fā)育裂縫的粉砂巖孔隙度為12.4%而未發(fā)育裂縫段砂礫巖孔隙度為9.65%。進(jìn)而得出在一定深度，同一扇三角洲前緣相帶，發(fā)育裂縫粉砂巖比未發(fā)育裂縫砂礫巖物性好，可見裂縫對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層物性起主要作用。

2 測(cè)井評(píng)價(jià)

本次測(cè)井評(píng)價(jià)主要以實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析、錄井和測(cè)試資料為基礎(chǔ)，分析了不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征，制定出巖性判別標(biāo)準(zhǔn)［1］；選用對(duì)儲(chǔ)層物性較為敏感的測(cè)井資料，建立儲(chǔ)層物性測(cè)井解釋模型；在巖電實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立含油氣飽和度解釋模型；根據(jù)物性分析和測(cè)試資料及建立的儲(chǔ)層物性、含油性解釋模型，合理制定出油層判別標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)儲(chǔ)層物性及含油氣性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)［2］。

2.1 巖性

根據(jù)達(dá)1和柴參1側(cè)1巖電關(guān)系研究，柴窩堡地區(qū)不同巖性，其測(cè)井響應(yīng)特征各異。泥巖具有高自然伽馬的特征，砂礫巖具有低自然伽馬的特征，通過分析紅雁池組波阻抗和GR 數(shù)據(jù)，得出砂礫巖的GR 值均大于65，波阻抗大于9 500；而泥巖GR 小于65，波阻抗小于9 500，通過分析GR 和波阻抗把砂礫巖和泥巖區(qū)分開。

2.2 物性和電性

柴窩堡地區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重，測(cè)井曲線響應(yīng)特征復(fù)雜，為了準(zhǔn)確求出儲(chǔ)層孔隙度，以巖心分析紅雁池組孔隙度、密度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用回歸擬合技術(shù)，建立密度測(cè)井值與儲(chǔ)層孔隙度的關(guān)系模型圖版［3-4］，得出回歸直線關(guān)系式：

φ＝-31.47DEN＋84.71

式中：φ——孔隙度，%；DEN——密度，g／cm3。

柴窩堡地區(qū)二疊系紅雁池組電阻率大部分在20 ～30Ω·m，為低阻，其次深感應(yīng)測(cè)井受井眼和圍巖的影響較小，能夠較好地反映原狀地層的電阻率，因此我們選用了深感應(yīng)測(cè)井電阻率作為地層電阻率。通過做孔隙度與電阻率交會(huì)圖了解氣層、干層和水層的物性與電性差異。

2.3 含油氣性

根據(jù)阿爾奇公式可知，含氣飽和度Sg與a、b、m、n、Sw、Rw、Rt八個(gè)參數(shù)有關(guān)。

2.3.1 求取a、b、m、n

根據(jù)達(dá)1井巖電實(shí)驗(yàn)圖版確定出（圖4、圖5）：m＝1.3271，n＝2.0301，a＝1.2867，b＝0.983。

a、b——與巖性有關(guān)的常數(shù)；m——膠結(jié)指數(shù)，與孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)；n——飽和度指數(shù)。

圖4 柴窩堡三維區(qū)地層因素與孔隙度交匯圖

圖5 柴窩堡三維區(qū)電阻率指數(shù)與含水飽和度圖

2.3.2 求取Rw

式中：SSP——靜自然電位，mV；Ed——擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)，V；Eda——擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)，V；Kd——擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)系數(shù)；Kda——擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù)；Rmf——泥漿濾液電阻率，Ω·m；Rw——地層水電阻率，Ω·m。

由于該區(qū)尚無地層水分析資料得出，根據(jù)柴參1側(cè)1井自然電位測(cè)井曲線全井段近似于直線的特點(diǎn)，判斷地層水電阻率與泥漿電阻率基本相當(dāng)［5］。

根據(jù)達(dá)1井的試油資料得出：溫度74.1℃，礦化度12 000～14 000 mg／L，按照斯倫貝謝電阻率與礦化度和溫度關(guān)系圖版，泥漿電阻率為0.2Ω·m。根據(jù)泥漿濾液電阻率與密度和泥漿電阻率關(guān)系圖版，泥漿密度為1.1～1.33 g／cm3，泥漿電阻率為0.2Ω·m 情況下，泥漿濾液電阻率為0.25Ω·m，進(jìn)而得出Rmf＝Rw＝0.25Ω·m［6］。

2.3.3 求取Sg

阿爾奇公式：式中：Sw——含水飽和度，%；Sg——含氣飽和度，%；Rt——地層電阻率，Ω·m；φ——孔隙度，%。

對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)得：

令： y ＝lgRtx ＝lgφ

通過阿爾奇公式換算得出Rt、φ的直線斜率為-1.3271，把達(dá)1井的試油氣層、干層、水層點(diǎn)投在紅雁池組孔隙度與電阻率交會(huì)圖上，進(jìn)一步得出Sg與Rt、φ的關(guān)系，并用測(cè)井解釋的氣層點(diǎn)來驗(yàn)證，均落在區(qū)間內(nèi)，驗(yàn)證模型的合理性。

通過阿爾奇公式和試油、試水結(jié)果，算出含油氣飽和度（圖6、圖7），從而初步制定出柴窩堡三維區(qū)紅雁池組油氣層、水層和干層判別標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。通過油氣層識(shí)別預(yù)測(cè)儲(chǔ)層，通過研究?jī)?chǔ)層物性及影響因素選擇好的儲(chǔ)層發(fā)育段［7］。

表1 柴窩堡三維區(qū)紅雁池組油氣層判別標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)

3 主要認(rèn)識(shí)

（1）重新對(duì)紅雁池組和蘆草溝組儲(chǔ)層特征及其影響因素進(jìn)行了分析，為下步有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

圖6 柴窩堡三維區(qū)紅雁池組孔隙度與電阻率交會(huì)圖

圖7 柴窩堡三維區(qū)紅雁池組孔隙度與電阻率交會(huì)圖（驗(yàn)證）

（2）通過對(duì)紅雁池組巖心的取樣分析，建立了密度和孔隙度的擬合曲線，為儲(chǔ)層物性檢驗(yàn)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)；根據(jù)達(dá)1井的巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合阿爾奇公式建立了紅雁池組含油氣飽和度的解釋模型及油氣層判別標(biāo)準(zhǔn)，為流體識(shí)別提供依據(jù)。

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