碳酸鹽巖泥質(zhì)充填溶洞段測井資料有效性評價方法

農(nóng)社卿 （中石化西北油田分公司完井測試中心，新疆 烏魯木齊830000）

馬洪敏 （中石油吉林油田分公司長春采油廠，吉林 長春130618）

朱小露，劉瑞林 （長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

塔河油田六區(qū)、七區(qū)奧陶系碳酸鹽巖地層中發(fā)育的溶洞，除有部分原地灰?guī)r角礫外，由于受后期構(gòu)造沉積的影響，部分溶洞還被泥質(zhì)、砂質(zhì)等充填[1，2]。其中泥質(zhì)的充填對溶洞的滲透性是破壞性的，由于泥質(zhì)粒徑小、吸水性強，除灰?guī)r角礫外的儲集空間完全被泥質(zhì)充填的溶洞沒有儲集性。此外，溶洞的有效性評價結(jié)果對試油方案的確定具有重要意義。前人對充填溶洞段的有效性判斷基本是結(jié)合鉆錄井資料[2～4]、常規(guī)測井資料[2～4]、成像測井資料[5，6]等，定性判斷出溶洞段的有效性，該定性而沒有一定標(biāo)準(zhǔn)的溶洞有效性判斷方法，其有效性識別結(jié)果誤差較大。近年來提出的通過圖板法[4，7]識別泥質(zhì)充填溶洞段的有效性評價方法實用性較差。充填溶洞段的有效性判斷關(guān)鍵在于泥質(zhì)充填程度的確定，而泥質(zhì)充填程度又受泥質(zhì)含量與孔隙度大小的影響。筆者應(yīng)用測井資料及計算結(jié)果，采用交會圖技術(shù)，探討泥質(zhì)含量與孔隙度之間關(guān)系，并建立該地區(qū)泥質(zhì)充填溶洞有效性評價標(biāo)準(zhǔn)。

1 碳酸鹽巖溶洞段儲層基本特征

在前期工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)泥質(zhì)含量的高低將塔河油田六區(qū)、七區(qū)奧陶系碳酸鹽巖地層中發(fā)育的溶洞分為未充填溶洞 （圖1（a））、部分充填溶洞 （圖1（b））、完全充填溶洞 （圖1（c））。結(jié)合鉆時資料、常規(guī)測井資料、生產(chǎn)測井資料、錄井資料、試油資料等，總結(jié)出3類溶洞段的基本特征 （見表1）。

2 泥質(zhì)充填溶洞段有效性劃分原則

由于未充填溶洞與部分充填溶洞均為有效的儲集空間[6]，可儲集油氣或水，為有效儲層段；而完全充填溶洞段無有效的空間來儲集流體[6]，為無效儲層段。根據(jù)試油或生產(chǎn)測井結(jié)果，從塔河油田六區(qū)、七區(qū)溶洞段中挑選出常規(guī)測井資料、鉆錄井資料較全的20口井的35個溶洞段，結(jié)合鉆井情況、井徑、試油資料，劃分出有效儲層段 （30個層段）及無效儲層段 （5個層段），部分泥質(zhì)充填溶洞段有效性判斷結(jié)果見表2。其中有效儲層主要是依據(jù)鉆井情況、井徑以及試油結(jié)果進行劃分，如果鉆具放空或鉆井液漏失 （如TK6A井、T8B井）、井徑擴徑嚴(yán)重 （如TK6C井）或者試油段較短且試油層段位于溶洞位置 （如TK4D井），將這3種情況的溶洞段劃分有效儲層段；而對于無效儲層段主要是依據(jù)試油結(jié)論為干層而判定，相應(yīng)試油段所包含的溶洞段劃分為無效儲層 （如TK6E井、TK7F井）。

圖1 三類溶洞段測井響應(yīng)基本特征

表1 溶洞型儲層多種資料響應(yīng)特征總結(jié)表

3 泥質(zhì)充填溶洞段有效性評價方法研究

對于泥質(zhì)充填溶洞段的有效性評價，關(guān)鍵在于泥質(zhì)充填程度的確定，而泥質(zhì)充填程度主要受泥質(zhì)含量及孔隙度大小的影響。因此，該次研究采用交會圖技術(shù)，將受泥質(zhì)含量影響的測井參數(shù)，如qAPI、qKTh、ρlld、ρlls、計算出的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù) （φ （sh））分別與計算的孔隙度 （φ）進行交會。利用有效性已知的20口井的35個溶洞段，根據(jù)交會效果研究泥質(zhì)充填溶洞段的有效性評價參數(shù)并建立有效性評價標(biāo)準(zhǔn)。

表2 部分泥質(zhì)充填溶洞段有效性判斷結(jié)果統(tǒng)計表

通過受泥質(zhì)含量影響參數(shù)與表征孔隙度參數(shù)的多種組合交會效果對比顯示，qAPI與φ （圖2）、qAPI與ρlld（圖3）的交會效果較好，有效儲層分布區(qū)域較集中，無效儲層則分布于另外一個區(qū)域。為了更好地區(qū)分出泥質(zhì)充填溶洞段的有效性，結(jié)合qAPI與φ、qAPI與ρlld的交會效果，將ρlld與φ相乘，即溶洞段單位導(dǎo)電性所具有的孔隙度 （φc＝ρlld×φ），再將φc與qAPI進行交會。在溶洞含泥較少的情況下，φc較低，溶洞仍有可能是有效的；如果溶洞含泥較多，只有當(dāng)φc較大時，溶洞才是有效的。另外，對于水層溶洞段，溶洞除泥質(zhì)束縛水導(dǎo)電外，該地區(qū)高礦化度地層水也導(dǎo)電，因此如果水層溶洞段φc小而qAPI高，則為無效儲層。對于含油溶洞段，溶洞除泥質(zhì)導(dǎo)電外，原油的導(dǎo)電性差，因此如果φc大而qAPI較小，仍為有效儲層。這是因為溶洞中除流體導(dǎo)電外，溶洞中的泥質(zhì)也參與導(dǎo)電。溶洞段泥質(zhì)的導(dǎo)電性好，并不同時意味著溶洞中流體的導(dǎo)電性也好。

圖2 qAPI與φ交會圖

圖3 qAPI與ρlld交會圖

圖4 qAPI與φc交會圖

由圖4可見，該交會圖能夠更好地區(qū)分出泥質(zhì)充填溶洞段中的有效儲層與無效儲層，只存在1個有效儲層異常點和1個無效儲層異常點，分界線 （圖中虛線）較明顯，稱該虛線為研究區(qū)充填溶洞段有效性評價的線性判別函數(shù)。據(jù)此可建立塔河六、七區(qū)泥質(zhì)充填溶洞段有效性評價標(biāo)準(zhǔn)，見表3。

表3 塔河六區(qū)、七區(qū)碳酸鹽巖泥質(zhì)充填溶洞段有效性評價標(biāo)準(zhǔn)

4 應(yīng)用情況分析

利用泥質(zhì)充填溶洞段有效性評價的線性判別函數(shù)對同一地區(qū)其他有效性未知的7口井7個泥質(zhì)充填溶洞段進行評價，并用相應(yīng)井段的生產(chǎn)測井解釋結(jié)論對有效性評價結(jié)果進行驗證。7個泥質(zhì)充填溶洞段在有效性評價交會圖中的分布如圖5所示，其中6個為有效溶洞段，1個為無效溶洞段。評價結(jié)果與生產(chǎn)測井解釋結(jié)論基本一致。下面以其中一口井的實例進行說明。

TK7XX井泥質(zhì)充填溶洞段5536.0～5540.0m井段有效性處理結(jié)果如圖6所示。5536.0～5540.0m井段qAPI約為23API，為泥質(zhì)充填溶洞段；ρlld、ρlls明顯降低；ρ明顯減小，Δtp略有增大，計算的有效孔隙度大于10%，單位導(dǎo)電性所具有的孔隙度約16Ω·m。該井段位于溶洞有效性線性判別函數(shù)的左上方，解釋為有效儲層。2008年06月29日對該井進行產(chǎn)液剖面測試，氣舉產(chǎn)剖測井段5529～5540m，通過渦輪流量交會及示蹤流量計算其產(chǎn)水量為1.0m3/d，產(chǎn)油量為23.2m3/d，綜合解釋認(rèn)為該井段為主產(chǎn)層段。該井5536.0～5540.0m溶洞段有效性評價結(jié)果與生產(chǎn)測井解釋結(jié)論是一致的。

圖5 泥質(zhì)充填溶洞段有效性評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用情況交會圖

5 結(jié)語

采用交會圖技術(shù)，以自然伽馬為橫坐標(biāo)，單位導(dǎo)電性所具有的孔隙度為縱坐標(biāo)，對已知有效性的溶洞段建立泥質(zhì)充填溶洞段有效性評價的線性判別函數(shù)：根據(jù)測井資料計算的實際資料點位于線性判別函數(shù)的左上方時為有效儲層段，實際資料點位于線性判別函數(shù)的右下方時為無效儲層段。該有效性評價方法利用常規(guī)測井資料構(gòu)造的線性判別函數(shù)判斷出泥質(zhì)充填溶洞段的有效性，并在研究區(qū)取得較好的應(yīng)用效果。但是，由于線性判別函數(shù)的確定存在一定的主觀性，不同人員得到的線性判別函數(shù)不同，因此對同一泥質(zhì)充填溶洞段的有效性評價結(jié)果可能不同，尤其是線性判別函數(shù)附近位置的泥質(zhì)充填溶洞段，需結(jié)合其他資料綜合判斷?？傮w上，該方法仍是具有可操作性的方法。

圖6 TK7XX井溶洞段5536.0～5540.0m井段有效性解釋綜合圖

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