碳酸鹽低潛山優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別方法

張慶國(guó)，陸 琦，角遠(yuǎn)東，唐嘉琦，田得光，侯發(fā)民

（1. 東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000；3. 大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江 大慶 163000；4. 大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)井公司，黑龍江 大慶 163000；5. 新木采油廠，吉林 松原 138000）

碳酸鹽低潛山優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別方法

張慶國(guó)1，陸 琦1，角遠(yuǎn)東2，唐嘉琦3，田得光4，侯發(fā)民5

（1. 東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000；3. 大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江 大慶 163000；4. 大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)井公司，黑龍江 大慶 163000；5. 新木采油廠，吉林 松原 138000）

隨著勘探的逐漸深入，潛山油氣藏以及深層領(lǐng)域勘探將占有愈加重要的地位。碳酸鹽巖作為油氣藏的重要儲(chǔ)集層，蘊(yùn)藏著非常豐富的油氣資源。對(duì)于潛山碳酸鹽儲(chǔ)層特征研究而言，潛山碳酸鹽儲(chǔ)層的巖性識(shí)別是十分重要的，針對(duì)潛山的勘探現(xiàn)狀，吸收總結(jié)前人的成果，分析S區(qū)塊潛山油藏特征。利用巖心錄井資料和測(cè)井資料繪制出多組儲(chǔ)層巖性識(shí)別交會(huì)圖版，提出乘積交會(huì)圖版，并對(duì)圖版進(jìn)行驗(yàn)證，選擇出最優(yōu)的識(shí)別圖版為乘積識(shí)別圖版。

潛山；碳酸鹽儲(chǔ)層；巖性識(shí)別；測(cè)井

隨著勘探技術(shù)的逐漸進(jìn)步以及勘探認(rèn)識(shí)的不斷加深，勘探領(lǐng)域正在不斷地?cái)U(kuò)大，在我國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)多個(gè)潛山圈閉，潛山油藏的勘探程度相對(duì)較低，潛山油氣勘探研究勢(shì)必成為我們尋找后備接替儲(chǔ)量的新的領(lǐng)域。在世界油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量中，碳酸鹽巖儲(chǔ)層占有非常大的比重。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，世界性大型油氣田中，以碳酸鹽巖為儲(chǔ)集層的油氣田數(shù)目約占40%，但儲(chǔ)量卻占60%左右。特別是它們往往具有很高的產(chǎn)能，說(shuō)明碳酸鹽巖儲(chǔ)層在油氣勘探與開(kāi)發(fā)中占有重要的地位。S區(qū)塊潛山油氣藏類(lèi)型多樣，包括構(gòu)造作用形成的斷塊型油藏以及由地層巖性變化控制的地層型油藏。為了準(zhǔn)確地判斷出潛山油氣藏的位置，識(shí)別儲(chǔ)層的巖性是十分重要的［1］。

1 概 述

潛山是指在地質(zhì)歷史的某一時(shí)期，地殼的運(yùn)動(dòng)使的某一區(qū)域抬升，因而受到強(qiáng)烈的風(fēng)化、剝蝕破壞，堅(jiān)硬致密的巖層抗風(fēng)化能力強(qiáng)，形成了較大的突起地形，隨著地殼運(yùn)動(dòng)重新下降，開(kāi)始接受新的沉積物的掩埋，被埋藏的越來(lái)越深的突起地形被稱為潛伏剝蝕突起或潛伏剝蝕構(gòu)造，也就是潛山。

潛山油氣藏指潛伏于地層不整合面之下的各種在古地形突起圈閉中形成的油氣藏。潛山由于遭受多種地質(zhì)營(yíng)力的長(zhǎng)期風(fēng)化、剝蝕，形成了破碎帶、溶蝕帶，具有良好的儲(chǔ)集空間，當(dāng)其上被比較致密，滲透性差的地層覆蓋式，就形成了有利于油氣聚集的“潛山油氣藏”［2］。

碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖類(lèi)多為灰?guī)r類(lèi)和白云巖類(lèi)，儲(chǔ)集空間多為孔隙、孔洞、裂縫等。這些儲(chǔ)集空間的成因有沉積作用、溶解作用、白云化作用、去白云巖化作用、角礫化作用、構(gòu)造破裂作用等。

2 碳酸鹽儲(chǔ)層的基本特點(diǎn)

碳酸鹽巖和陸源碎屑巖相比有著自己特有的性質(zhì)：低孔隙度、各向異性、非均質(zhì)性，這三大特點(diǎn)給測(cè)井解釋帶來(lái)了多節(jié)性、模糊性和不確定性，大大增加了油氣勘探的難度。

（1）碳酸鹽巖主要是在溫暖氣候條件的淺海環(huán)境形成的。碳酸鹽巖可能是經(jīng)過(guò)化學(xué)作用沉積而成的，也可能是經(jīng)過(guò)機(jī)械和生物作用形成的。沉積、成巖以及風(fēng)化是碳酸鹽巖形成的主要過(guò)程，而剝蝕以及搬運(yùn)是次要過(guò)程。

（2）碳酸鹽巖中生物礁巖是其中的一種重要類(lèi)型。由沉積作用控制，在生物礁中生成的骨架孔是一類(lèi)原生孔隙。在進(jìn)一步的沉積作用下，生成的骨架孔和鉆孔被沉積物充填，進(jìn)而形成了一種更為復(fù)雜的原生的沉積孔隙系統(tǒng)。

（3）碳酸鹽儲(chǔ)層的成巖作用改造十分強(qiáng)烈。溶解作用、白云巖化與去白云巖化作用、角礫化作用、構(gòu)造破裂作用、壓溶及重結(jié)晶作用等使得碳酸鹽儲(chǔ)層中產(chǎn)生大量的次生孔隙，導(dǎo)致原生孔隙消失。

（4）碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間是極為復(fù)雜的。較為常見(jiàn)的儲(chǔ)集空間為孔隙、孔洞、裂縫。一般情況下，三種儲(chǔ)集空間共同發(fā)育，同時(shí)受到構(gòu)造、沉積、成巖等多種作用的影響和再改造［3］。

3 碳酸鹽儲(chǔ)層巖性物性特征

3.1 碳酸鹽儲(chǔ)層巖性特征

根據(jù)X衍射全巖分析資料統(tǒng)計(jì)得S區(qū)塊碳酸鹽巖中含有的主要礦物為方解石和白云石。其中方解石含量為22.8%～95.5%，平均為64.4%；白云石含量為1.1%～67.8%，平均為20.53%；粘土含量為1.1%～10.7%，平均為3.44%；菱錳礦含量為1.1%～13.4%，平均為4.63%。由此說(shuō)明S區(qū)塊潛山碳酸鹽巖以灰?guī)r類(lèi)為主，白云巖類(lèi)次之。

由巖心薄片鑒定結(jié)果統(tǒng)計(jì)：方解石含量為26%～84%，平均為59%；白云巖含量為8%～99%，平均為38%；泥質(zhì)含量平均為3%。

采用測(cè)井曲線解釋的方解石含量為73.71%，白云石含量為23.78%，泥質(zhì)含量為2.51%。

根據(jù)巖心資料統(tǒng)計(jì)，S區(qū)塊的主要巖性有兩類(lèi)：白云質(zhì)灰?guī)r和板巖。其中白云質(zhì)灰?guī)r為儲(chǔ)集巖。粘土成分主要為伊利石，含量為81.8%～92.3%，其次為高嶺石及伊蒙混層。

3.2 碳酸鹽儲(chǔ)層物性特征

由于S區(qū)塊潛山經(jīng)歷了強(qiáng)烈的成巖作用改造，原生孔隙已經(jīng)消失。通過(guò)分析巖心觀察、薄片鑒定、鑄體、壓汞及掃描電鏡等資料可得，S區(qū)塊潛山儲(chǔ)層的初級(jí)空間有五種，即:宏觀裂縫、壓溶縫、溶蝕孔洞、晶間孔及微裂縫。

根據(jù)樣品的毛細(xì)管壓力曲線和參數(shù)特征，可將S區(qū)塊儲(chǔ)層劃分兩種類(lèi)型：

Ⅰ類(lèi)型儲(chǔ)層毛管壓力曲線呈陡坡型，該類(lèi)型的儲(chǔ)層喉道為粗歪度雙峰加低峰正偏態(tài)分布，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)得最大的連通孔隙喉道半徑為1.76～28.13 μm，主要的流動(dòng)喉道半徑分布在0.018～2.34μm，主要排驅(qū)壓力分布在0.4～3.2 MPa，儲(chǔ)層分選差，為低孔細(xì)喉的裂縫型儲(chǔ)層的特征。該類(lèi)型的樣品占全部分析樣品的80.9%。

Ⅱ類(lèi)型儲(chǔ)層毛管壓力曲線呈緩坡型，該類(lèi)型的儲(chǔ)層喉道為細(xì)歪度負(fù)偏態(tài)分布。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)得最大的連通孔隙喉道半徑為0.22～0.44μm，主要的流動(dòng)半徑分布在0.037～0.09μm，該儲(chǔ)層的平均排驅(qū)壓力為50.3 MPa，儲(chǔ)層分選差，這些都是小孔細(xì)喉裂縫型儲(chǔ)層的特征，這種類(lèi)型的樣品僅占全部分析樣品的19.1 %。從以上的毛管壓力曲線特征來(lái)看，S區(qū)塊屬于低孔低滲碳酸鹽潛山儲(chǔ)層［4］。

通過(guò)對(duì)圖像分析，可以得到S區(qū)塊儲(chǔ)層的孔隙類(lèi)型包括裂縫、碎裂縫、熔接縫、粒內(nèi)孔、粒間孔、溶蝕孔等，儲(chǔ)層中孔隙的平均長(zhǎng)度為33.1～146.3μ m，孔隙的平均直徑分布在73～81μm，面孔率分布在4.8%～9.2%，儲(chǔ)層中裂縫的張開(kāi)寬度分布在1.1～20.6μm。

通過(guò)掃描電鏡下的觀察發(fā)現(xiàn)，S區(qū)塊儲(chǔ)層微觀孔隙類(lèi)型有微裂縫、粒間縫、粒間粒內(nèi)縫、微孔、溶孔、晶間孔、粒間孔。儲(chǔ)層的孔隙直徑主要分布在3～9μm，儲(chǔ)層裂縫張開(kāi)寬度主要為1～18μm［5］。

根據(jù)常規(guī)物性分析，S區(qū)塊潛山儲(chǔ)層的最大孔隙度為8%，最小孔隙度為0.5%，平均孔隙度為5.1%，其中孔隙度小于3%的樣品比例為18.1%，孔隙度大于3%的樣品比例為81.8%。而儲(chǔ)層中的滲透率主要分布在0.31～32.18×10-3μm2。根據(jù)常規(guī)物性分析結(jié)果可知S區(qū)塊潛山儲(chǔ)層屬于低孔低滲透型。

綜合上述分析結(jié)果，表明S區(qū)塊潛山儲(chǔ)層為低孔低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)集空間主要是構(gòu)造裂縫、微裂縫以及粒間孔隙。

4 繪制巖性識(shí)別圖版

4.1 繪制圖版

以S區(qū)塊中的1區(qū)塊為例，利用測(cè)井曲線在不同巖性的特征，即白云質(zhì)灰?guī)r段的自然伽馬為低值，中子孔隙度和聲波時(shí)差都為低值，而密度略高，電阻率高值；板巖段對(duì)應(yīng)的自然伽馬為高值，中子孔隙度和聲波時(shí)差略高，密度略低，電阻率為低值，自然電位和井徑測(cè)井曲線值在白云質(zhì)灰?guī)r和板巖處的區(qū)別不大，可以繪制出用于識(shí)別巖性的圖版，如中子—密度交會(huì)圖，自然伽馬—聲波交會(huì)圖，電阻率—自然伽馬交會(huì)圖，以及運(yùn)用多種測(cè)井曲線結(jié)合分析的乘積交會(huì)圖，理論上研究，在這些圖中同一巖性的點(diǎn)應(yīng)該分布在同一區(qū)域，不同巖性的點(diǎn)分布在不同的區(qū)域。

由圖1可看出，中子-密度交會(huì)圖對(duì)于識(shí)別巖性效果并不好，有一些混雜的巖性點(diǎn)無(wú)法區(qū)分，因此不用此種交會(huì)圖作為識(shí)別巖性圖版。由圖2可看出，自然伽馬-聲波交會(huì)圖版中，兩種巖性分別占不同的區(qū)域，所以可以用此圖版來(lái)識(shí)別巖性，但是此圖版中板巖的點(diǎn)十分分散，不能準(zhǔn)確體現(xiàn)出板巖的特征。圖3所示的電阻率-自然伽馬圖版中，其電阻率跨度值較大，會(huì)造成讀值或使用的不便，但就識(shí)別巖性的角度來(lái)看具有很好的識(shí)別性。

圖1 中子—密度交會(huì)圖Fig.1 Relation between neutron and density

圖2 自然伽馬—聲波時(shí)差交會(huì)圖Fig.2 Relation between GR and AC

根據(jù)不同測(cè)井曲線在不同巖性處的特征，繪制出以GR×AC/10為橫坐標(biāo)，以DEN×Rt/100為縱坐標(biāo)的交會(huì)圖。由圖4可以看出此圖版可以很明確地識(shí)別出白云質(zhì)灰?guī)r和板巖。兩種巖性的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)也十分明顯。白云質(zhì)灰?guī)r的GR×AC/10值跨度大，而Rt×DEN/100值跨度小，使得白云質(zhì)灰?guī)r在圖版上的點(diǎn)近似呈一條水平線；板巖的GR×AC/10值跨度小，而Rt×DEN/100值跨度較大，使得板巖在圖版上的點(diǎn)近似呈一條豎直線。

圖3 自然伽馬—電阻率交會(huì)圖Fig.3 Relation between GR and RLLD

圖4 乘積交會(huì)圖Fig.4 Product crossplot

圖5 驗(yàn)證圖版Fig.5 Test crossplot

4.2 驗(yàn)證圖版

將S區(qū)塊2區(qū)塊巖心資料應(yīng)用以上交會(huì)圖版，來(lái)驗(yàn)證交會(huì)圖版的正確性，若交會(huì)圖版能很好的識(shí)別出巖性，則說(shuō)明此種交會(huì)圖版可以用于識(shí)別S區(qū)塊碳酸鹽低潛山儲(chǔ)層巖性。結(jié)合得到的四個(gè)交會(huì)圖可知，乘積交會(huì)圖是最能準(zhǔn)確識(shí)別巖性的圖版（圖5）。至于在本區(qū)實(shí)際情況中用哪一種交會(huì)圖，則看資料中提供了哪些測(cè)井曲線，若測(cè)井項(xiàng)目比較全，則優(yōu)先選擇乘積交會(huì)圖法。

4 結(jié) 論

（1）S區(qū)塊潛山頂部發(fā)育溶孔縫，下部以裂縫為主要儲(chǔ)集空間。隨著潛山的埋藏深度增加，碳酸鹽儲(chǔ)層中裂縫發(fā)育程度變差，常規(guī)的物性分析結(jié)果表明，S區(qū)塊低碳酸鹽潛山儲(chǔ)層最大孔隙度為8%，最小0.5%，平均為5.1%。儲(chǔ)層滲透率為0.31～32.18 ×10-3μm2。常規(guī)物性分析結(jié)果表明S區(qū)塊潛山儲(chǔ)層屬于低孔低滲儲(chǔ)層。

（2）在通過(guò)資料初步判斷儲(chǔ)層巖性、物性后，結(jié)合巖心、錄井資料觀察各巖性的測(cè)井曲線特征，白云質(zhì)灰?guī)r段的自然伽馬為低值，中子孔隙度和聲波時(shí)差都為低值，而密度略高，電阻率高值；板巖段對(duì)應(yīng)的自然伽馬為高值，中子孔隙度和聲波時(shí)差略高，密度略低，電阻率為低值,自然電位和井徑測(cè)井曲線值在白云質(zhì)灰?guī)r和板巖處的區(qū)別不大。

（3）利用不同巖性處測(cè)井曲線特征制作出能夠識(shí)別出巖性的交會(huì)圖版，并驗(yàn)證交會(huì)圖的正確性。得到識(shí)別效果最好的是乘積交會(huì)圖版。

［1］ 李丕龍，等．多樣性潛山成因、成藏與勘探—以濟(jì)陽(yáng)坳陷為例[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2003：1-144．

［2］ 余家仁，等．任丘古潛山油田碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究[J]．石油學(xué)報(bào)，1981，2（1）：57-67．

［3］ 范泰雍，等．潛山油氣藏[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1982：1-34．

［4］ 陳義賢．遼河裂谷盆地?cái)嗔蜒莼虼魏陀蜌獠匦纬赡Ｊ絒J]．石油學(xué)報(bào)，1985，6（2）：1-11.

［5］ 陳麗華．任丘油田震旦亞界霧迷山組碳酸鹽巖微孔隙的掃描電鏡觀察[J]．石油學(xué)報(bào)，1982，3（1）：19-22．

Logging Identification Method of Carbonate Low Buried Hill Reservoir

ZHANG Qing-guo1，LU Qi1，JIAO Yuan-dong2，TANG Jia-qi3，TIAN De-guang4，HOU Fa-min5
（1. Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. Daqing Drilling Company the Third Branch, Heilongjiang Daqing 163000，China；3. Daqing Oil Field Co,.Ltd. Downhole Operation Company, Heilongjiang Daqing 163000，China；4. Daqing Oil Field Co,.Ltd. Well Logging Company, Heilongjiang Daqing 163000，China；5. Xinmu Oil Production Plant, Jilin Songyuan 138000，China）

With the constant development of the exploration, exploration of oil and gas reservoirs in buried hill and deep field will play an important role. As an important reservoir of oil and gas, the carbonate rock has abundant oil and gas resources. It is very important to identify the lithology of the carbonate reservoir in buried hill. Aimed at the exploration status of the buried hill, based on predecessor’s research results, features of buried hill oil reservoirs in S block were analyzed. Sets of reservoir lithology crossplots were drawn by using core data and logging data, and product crossplot was proposed. The crossplots were validated to select the best identification crossplot as the product crossplot.

Buried hill; Carbonate reservoir; Lithology recognition; Logging

TE 122

A

1671-0460（2015）01-0122-03

2014-08-06

張慶國(guó)（1969-），男，黑龍江大慶人，副教授，博士學(xué)位，2007年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專(zhuān)業(yè)，研究方向?yàn)槭途C合地質(zhì)和綜合測(cè)井資料解釋。E-mail：zhangqg@163.com。

陸琦（1988-），女，研究方向?yàn)橛蜌馓锟碧降刭|(zhì)工程。E-mail：lulu3san@163.com。