塔里木盆地碳酸鹽巖縫洞型儲層試井資料特征及KT1井儲層縫洞組合關系認識

鄭函慶，丁心魯，劉學清，鄒茂林，張民偉，畢全福

（1.中國石油西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依 834000；2.北京京能油氣資源開發有限公司，北京 100022）

KT1井位于塔里木盆地柯坪斷隆帶，該井鉆井期間在寒武系吾松格爾組未發生放空漏失，鉆時為38～27 min/m，氣測全烴由0.051%上升至0.968%，組分只有甲烷，巖屑無熒光，弱含氣，完井電測無油氣顯示，儲層巖性為深灰色灰質泥晶白云巖、深灰色含泥質泥晶白云巖（白云石含量約55%）。

該井酸壓前測試僅見到少量天然氣，未能達到工業氣層標準，經過酸壓施工（注入井筒總液量160.00 m3，其中膠凝酸120.00 m3，清水40.00 m3）后，6 mm油嘴退液試產，油壓28.40～27.60 MPa，日產氣量28.69×104m3，之后進行壓力恢復測試，試井雙對數曲線如圖1所示。

圖1 KT1井雙對數曲線

該層錄井、測井資料油氣顯示較差，為什么會獲得高產氣流？酸壓施工后的關井壓力恢復雙對數曲線初期沿斜率為1的直線上升，然后壓力及導數曲線快速張開，最后進入徑向流階段，為什么曲線上沒有表現出斜率為1/2或1/4的裂縫線性流特征（圖1）？基于上述問題，本文對KT1井獲高產氣儲層開展了深入研究。考慮到該層屬于碳酸鹽巖儲層，與常規砂巖油氣藏有較大區別，因此在研究過程中，充分借鑒了塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖油氣藏試井曲線特征和儲層縫、洞的組合關系。

1 塔里木盆地碳酸鹽巖縫洞型儲層試井曲線特征和縫、洞組合關系

在塔里木盆地海相碳酸鹽巖縫洞型油氣藏已是勘探的主攻領域和重要的能源接替區，該類油氣藏儲層形成機理復雜，非均質性強，以多種裂縫、溶蝕孔洞或洞穴的發育為顯著特征[1–2]。海相碳酸鹽巖油氣藏儲層巖石基質致密、基本不具儲滲性，受多期構造運動及古巖溶作用的疊加改造影響，儲集空間類型以晶間溶孔、溶蝕孔洞為主，不同縫洞儲集體通過不同方式相互連通，形成串珠狀縫洞儲集組合體或上下錯落疊置的縫洞儲集組合體。這就造成無論是在開發理念、開發技術和開發方式上，還是在儲層結構描述、滲流機理認識等方面均與傳統的層狀碎屑巖油藏完全不同[3–6]。為了確定該類井的儲層特征，可以通過開關井作業并監測井底壓力隨時間的變化，利用試井分析方法認識儲層。

目前國內外針對碳酸鹽巖儲層試井及滲流特征開展了大量研究工作。1960年前蘇聯的Barenblatt等人首次針對裂隙油藏提出了雙重介質的概念，并建立了滲流數學模型[7]；1969年Kazemi在雙重介質的基礎上，研究了兩種介質之間的穩態竄流和非穩態竄流，全面詳細地闡述了兩種介質之間的流體交換規律[8]，但在實踐過程中，僅有少量儲層和該模型相符。2015年蔡明金等人針對塔里木油田奧陶系碳酸鹽巖油氣藏，將裂縫孔洞滲流與大型洞穴“空腔流”相結合建立試井模型[9]；2015―2016年陳利新等人針對哈拉哈塘油田碳酸鹽巖儲層試井特征問題，采用靜態資料及生產特征相結合的方法，開展了哈拉哈塘油田儲層滲流特征[10–12]及酸壓效果評價；2018年熊鈺等人對大尺度串聯雙縫洞碳酸鹽巖油藏的壓力響應進行了分析[13]，通過實踐研究，認為縫洞型碳酸鹽巖儲層多數為大尺寸非連續介質的儲集空間，大多數井是由裂縫串聯的多個溶蝕洞穴形成的縫洞單元，儲層內流體流動機理較為復雜，當井打開以后，縫洞型油氣藏內流體在洞穴內或大型裂縫中呈非線性達西流或管流，而導流能力差的小型裂縫、微裂縫呈達西滲流。通過對區內儲層試井資料特征的分析和歸類，塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖儲層試井資料特征主要包括以下幾種：

1.1 雙重介質儲層

假設碳酸鹽巖儲層基質中存在溶蝕孔，物性較差，微裂縫發育，具有較高的滲透性，但兩者之間物性差別有限。該類井鉆至目的層位時，可能會發生漏失，完井后可直接求產，試井曲線表現出“水平直線+凹子+水平直線”的典型特征（圖2）。該類井生產期間日產量不會太高，壓力下降較慢，穩產時間較長。

圖2 FY–aX井雙對數曲線

1.2 均質儲層

井眼鉆遇裂縫發育區或低滲儲層經過酸壓改造，且裂縫遠端未溝通溶蝕縫洞等高導流能力儲層，該類井裂縫平面上延伸性差，且基質僅有少量孤立的溶蝕孔，可采用均質模型進行擬合求參。該類井鉆至目的層位時，一般不會發生漏失，完鉆后即使進行酸壓改造效果也不好[10]，如HA–b井，該井還未投產便停噴，試井雙對數曲線特征如圖3所示。

圖3 HA–b井雙對數曲線

1.3 縫洞型儲層

由于流體在洞穴或大型裂縫和微裂縫或小型裂縫中的流動狀態不同，兩種類型儲層物性差別大，在實際工作中可以采用徑向復合模型進行擬合求取儲層參數，雖然所求參數不能反映儲層真實情況，但能夠幫助識別儲層縫洞組合關系，具體情況如下。

1.3.1 先縫后洞型

井眼鉆遇天然裂縫發育區，裂縫遠端溝通縫洞或井打在縫洞外，由酸壓人工裂縫溝通縫洞。該類井地震上呈現串珠狀反射特征，鉆至目的層位時，一般不會發生漏失，需要酸壓后才能建產。這類儲層試井曲線初期多表現出明顯的裂縫線性流動特征（裂縫越長井儲越大），之后出現徑向流，試井曲線上表現為“凹子”，為溶洞的反映（凹子的深淺受洞穴的大小及與井筒距離控制，洞穴越大、與井筒距離越近，凹子就越深[13]，圖4）。該類井生產期間日產量不會太高，壓力下降較慢，穩產時間較長。

圖4 JY–c井雙對數曲線

1.3.2 先洞后縫型

井眼直接鉆遇洞穴，并且洞穴周圍天然裂縫發育。該類井地震上呈現串珠狀強反射特征，鉆至目的層位時，會發生放空、漏失，完鉆后可直接求產。試井曲線初期表現為“凹子”，后期裂縫系統向洞穴供液，試井曲線上表現為壓力及導數曲線重合，并沿斜率為1的直線上翹（微裂縫或小型裂縫，圖5a）或沿斜率為1/2的直線平行上翹的流動特征（規模稍大的裂縫帶，形成類似于平行斷層的特征，圖5b）。該類井生產期間日產量較高，壓力下降速率、穩產時間和所鉆遇洞穴有直接關系，洞穴規模越大壓力下降速率越慢、穩產時間越長，反之洞穴規模越小壓力下降速率越快、穩產時間越短。

圖5 YUEM–d井（a）與YUKE–e井（b）雙對數曲線

1.3.3 串珠型

串珠型儲層為兩個及兩個以上洞穴由滲透性較好但狹窄的通道連接，形成類似于“洞–縫–洞”的組合模型，井位于某一個洞內。該類井地震上呈現強串珠狀反射特征，鉆至目的層位時，會發生放空、漏失，完鉆后可直接求產。試井曲線表現出明顯的“凹子+裂縫線性流+凹子”的典型特征（圖6）。該類井生產期間日產量較高，一般比先洞后縫型碳酸鹽巖儲層的壓力下降速率更慢，穩產時間更長。

圖6 YJ–f井雙對數曲線

2 KT1井儲層特征認識

KT1井位于塔里木盆地柯坪斷隆帶，區內整體表現為呈北東走向的多排斷裂構造帶的大型斷隆，北鄰庫車坳陷，東接塔北隆起、阿瓦提坳陷、巴楚隆起，東南方向與西南坳陷毗鄰。該區域塔里木盆地下寒武統玉爾吐斯組是一套重要烴源巖，該套烴源巖在柯坪地區肖爾布拉克剖面與蘇蓋特布拉克剖面中可見，為厚約30 m的黑色頁巖，有機碳含量高，熱演化程度較高。另外下寒武統肖爾布拉克組由一套臺地相藻云巖或結晶白云巖組成，頂面與吾松格爾組呈假整合接觸關系，在地下水的淋濾作用下，沿斷裂及其縫網溶蝕擴張形成碳酸鹽巖縫洞儲集體，野外觀察縫洞十分發育（圖7）。中寒武統阿瓦塔格組與沙依里克組下段均由一套穩定分布的蒸發鹽巖組成，構成一套區域性蓋層。區內中下寒武統儲蓋與下寒武統烴源巖組成一套有效的生儲蓋組合[14–15]。

圖7 柯坪斷隆帶下寒武統碳酸鹽巖儲層野外露頭

通過對塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖縫洞型儲層的試井資料特征分析和縫、洞組合關系歸類發現，KT1井試井曲線特征（圖1）與先洞后縫型儲層中遠端發育大裂縫帶的試井曲線特征（圖5b）相近，由此判斷該井位于溶洞附近，但未直接鉆遇，所以鉆井期間在寒武系吾松格爾組未發生放空漏失；而是通過酸壓裂縫和附近“串珠狀”溶洞連通，這和地震資料顯示“串珠狀”響應特征相符。由于井筒和洞穴距離近，雙對數曲線初期沒有裂縫線性流特征，同時酸化溝通的溶洞中存儲有大量天然氣，雖然KT1井錄井、測井資料油氣顯示較差，酸壓后卻獲得高產氣流；試產期間日產氣量大，產量較為穩定，壓力下降速率慢，表明該井儲層縫洞規模較大。

3 結論與建議

（1）通過分析塔里木盆地柯坪斷隆帶生儲蓋條件、儲層巖性特征和塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖儲層試井資料特征，識別了KT1井寒武系吾松格爾組氣藏的縫、洞組合關系，對該區域的勘探和開發方向具有一定的指導意義。

（2）通過分析可以確定碳酸鹽巖型縫洞儲集體是塔里木盆地下寒武統油氣的主要存儲空間，下步應以縫洞儲集體作為井網部署的基本單元，提高地震資料采集與處理質量，并充分依靠地震剖面上“串珠狀”反射響應特征來提高鉆遇縫洞油氣藏的成功率，達到精準找油氣的目的。