克拉瑪依三2+3區石炭系裂縫識別與研究

侯乾　韓梅　譚志遠

【摘 要】運用巖心及FMI測井資料、常規測井資料、聲波時差分形分析、地震資料螞蟻體追蹤裂縫檢測，對新疆克拉瑪依三2+3區石炭系儲集空間類型進行了分析研究。認為研究區孔隙類型主要為粒內溶蝕孔隙，且在鏡下可見半充填、未充填微裂縫。儲層整體上屬孔隙-裂縫雙重介質的低孔、特低滲儲層。識別了三區儲層裂縫，研究其發育特征及其與油氣分布的關系，對認識該油藏油氣分布規律和增儲上產均具有重要的意義。

【關鍵詞】準噶爾盆地西北緣；石炭系；裂縫識別；螞蟻體追蹤

三2+3區石炭系油藏位于準噶爾盆地西北緣，位于克-烏大逆掩斷裂帶上盤。油藏受控于北黑油山斷裂。該區的基底為石炭系，其上為角度不整合，依次沉積了中上三疊系、侏羅系和下白堊統，均為陸相沉積，并有明顯的正旋回沉積特征[1]。由于該區處在盆地邊緣，歷次構造運動都有明顯反映，中新生界有4個不整合面（C～T2、T3～J1、J2～J3、J3—K1）。三區巖性在平面呈不均勻分布，三區則主要為大片凝灰巖分布，次為玄武巖；工區縱向巖性特征主要為火山碎屑巖及與之相應的灰綠色中基性一基性火山巖[2]。三區石炭系油藏受控干北黑油山斷裂，油氣主要儲集于由裂縫充填物溶蝕所產生的溶孔、溶縫中。目前的試油成果表明，出油井主要沿斷裂分布，離開斷裂，多為干層。故認為油藏的控制因素為與斷裂活動有關的構造縫，近斷裂處，裂縫發育，含油深度大，單井產量高，隨離開斷裂距離的增大，含油高度逐漸變小，遠離斷層，裂縫不發育，不具備形成次生縫洞的條件，試油為干層。由此認為，油藏類型為斷裂控制的次生溶孔縫的塊狀油藏。三區石炭系儲層平均孔隙度3.31%，滲透率0.15mD；油層平均孔隙度6.70%，滲透率0.15mD。

1 巖心及FMI測井資料

部分井石炭系的巖心觀察表明，巖心上裂縫包括水平縫、斜交縫和垂直縫。部分裂縫被充填或半充填，部分裂縫與溶孔相連。其中充填縫寬度一般在0.15-1mm之間，而且其被方解石等充填或者半充填的縫，斜交縫包括低角度斜交縫和高角度斜交縫，水平縫是角度接近0°，直劈縫是角度接近90°。

FMI測井是通過記錄極板上的大量微電極的電流強度來反映井壁的微電阻率的變化，然后通過記錄這些數據進而進行一系列特殊處理，利用井壁圖像上的亮與暗來代表該位置電阻率值得高與低，從而得到井壁的電阻率圖像。FMI測井能提供非常豐富的裂縫信息，金2井主要發育低角度縫和斜交縫，FMI圖像顯示為深色曲線，可以看到“V”字形曲線。金17井除了發育水平縫和低角度縫外還發育高角度縫，多數裂縫無充填。

2 常規測井資料

運用常規測井資料識別裂縫的方法非常多，因為運用常規測井識別裂縫有一定的局限性，用一種或一類曲線進行準確定量識別是非常困難的；但是裂縫的存在及發育程度在測井曲線上是能在一定程度上反映出來[3]。

研究區不同類型裂縫發育段常規測井響應特征有一定程度差異[4]。巖性指示曲線上：井徑曲線（CAL）裂縫發育段有擴徑現象；自然伽馬值（GR）在近水平縫發育段異常高值，在高角度構造裂縫發育段略有降低，但也超過一般砂巖地層自然伽馬值；自然電位（SP）明顯負異常且在近水平縫發育段負異常程度高于高角度構造裂縫發育段。三孔隙度曲線中聲波時差（AC）增大且在近水平縫發育段增大程度高于高角度構造裂縫發育段；中子孔隙度（CNL）增大，且在近水平縫發育段增大程度高于高角度構造裂縫發育段；密度值（DEN）變小且在近水平縫發育段減小程度高于高角度構造裂縫發育段。電阻率曲線上：電阻率值區別不大，但深電阻率（RT）和淺電阻率（RXO）差異較明顯，以高角度構造裂縫為主的層段深淺電阻率明顯負差異，以近水平縫為主的層段明顯正差異。

3 聲波時差分形分析

為了更精確有效地識別裂縫段，選擇了對裂縫發育較敏感（聲波時差在裂縫發育井段會出現突然加大現象，尤其是當孔隙和裂縫發育帶中被油氣充滿時，聲波時差曲線出現周波跳躍現象）、受干擾較小，同時又具有利用分形學方法進行描述特征的聲波時差測井數據對裂縫特征進行分形定量表征[5]。

R/S分析屬于目前廣泛應用、成熟的一維分形方法，通常稱為變尺度分析或重標度距離分析，其中R稱為極差，是最大累積離差與最小累積離差之差，代表時間序列的復雜程度；S為標準差，即變差的平方根，代表時間序列的平均趨勢，二者之比代表無因次時間序列的相對波動強度。該方法是一種分析一維分形變量的有效技術，也為測井提供了一種新的地質解釋方法。

選取金2井為例對夏子街組二段裂縫的發育特征進行了計算（實際研究中對資料齊全的井都進行了計算）。R/S、n具有明顯的雙對數線性關系，表明夏二段聲波測井數據具有自相似性的分形特征。通過對圖中不同井段R（n）/S（n）與雙對數斜率值統計，運用公式： D=2-H，計算得出裂縫分形維數的結果。裂縫分形維數的大小在地質意義上代表了目的層段不同井段裂縫的相對發育情況，值越大，裂縫相對越發育。在裂縫分形特征及裂縫發育段圖上，趨勢線下方，偏離趨勢線的部分即為裂縫發育段。

石炭系分形分析所得到的上述的金2井的裂縫發育段，運用現有的資料對其結果進行了驗證，包括鉆井、巖心、氣測、測井綜合解釋等，尤其是試油結果。驗證結果表明，通過R/s分析所得到的石炭系裂縫發育段確實裂縫發育，而且產工業油流。試油結論和裂縫發育段基本吻合。與FMI測井資料也基本吻合。

4 地震資料螞蟻體追蹤裂縫檢測

螞蟻體追蹤技術，又稱斷裂系統自動追蹤技術，是近些年興起的一種疊后微裂縫預測技術，對小斷層識別非常有效。它是根據螞蟻算法的正反饋機制，建立利用群體智能進行優化搜索的模型，完成斷裂的追蹤和識別[6]。基于件螞蟻體斷裂檢測技術獲得的過井微裂縫發育情況。通過對研究區進行螞蟻體追蹤看出整體上，距石炭系頂約48m范圍內，存在一個裂縫不發育帶（局部除外），之下裂縫相對發育。

5 結論

1）巖心和成像測井資料表明，三2+3區石炭系儲層裂縫包括水平縫、低角度縫和高角度縫。部分裂縫被充填或半充填，部分裂縫與溶孔相連且含油。聲波時差分形分析裂縫識別與試油結論基本吻合。地震資料螞蟻體追蹤裂縫檢測結果表明，整體上，研究區距石炭系頂約50m范圍內，存在一個裂縫不發育帶，之下裂縫相對發育。

2）通過研究區內裂縫研究成果與試油結果對比，對應程度較高，研究結果基本符合油藏的實際情況，對油藏開發具有指導意義。而且建立了研究區內裂縫研究的模式，為今后的區內油藏進一步深化研究奠定了基礎。

【參考文獻】

[1]肖春林，李乃高，金萍，等.準噶爾盆地西北緣九區石炭系火山巖油儲層特征及控制因素[J].新疆石油天然氣，2010，6（3）：6-10.

[2]張新國，秦啟榮，霍進，等.克拉瑪依油田九區石炭系油藏裂縫特征[J].西南石油大學學報，2007，29（2）：75-77.

[3]高霞，謝慶賓.儲層裂縫識別與評價方法新進展[J].地球物理學進展，2007，22（5）：1460-1465.

[4]雷從眾，林軍，彭建成，等.克拉瑪依油田八區下烏爾禾組油藏裂縫識別方法[J].新疆石油地質，2008，29（3）：354-357.

[5]侯乾，彭立才，楊仁超，等.青西油田窿6區塊下白堊統下溝組沉積相研究[J].石油地質與工程，2013，27（6）：34-42.

[6]趙雨晴，徐照營，院紅玉，等.南陽凹陷馬店地區高精度三維地震技術與效果[J].石油地質與工程，2015，29（3）：55-57.

[責任編輯：楊玉潔]