塔河油田托普台区碳酸盐岩储层类型判别方法及应用

塔河油田托普台区碳酸盐岩储层类型判别方法及应用
李功强;赵永刚;江子凤;邓钰英;宋立志
【摘要】碳酸盐岩储层类型的测井解释评价难度很大,利用常规测井信息构建能够反映碳酸盐岩储层孔、洞和裂缝特征的导电效率、孔隙度、裂缝孔隙度、深电阻率减小幅度四个参数作为划分储层类型的参数,通过对39口井153层不同类型的储层进行参数统计,确定了塔河油田托普台区碳酸盐岩储层类型的判别标准,经过2011年4口新井15层的成像测井资料验证,认为采用导电效率等参数来判别碳酸盐岩储层类型是可行的,与地质研究划分储层类型吻合程度较高,使常规测井资料得到了创新应用.
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2013(010)003
【总页数】6页(P338-343)
【关键词】塔河油田;碳酸盐岩;储层类型;测井
【作者】李功强;赵永刚;江子凤;邓钰英;宋立志
【作者单位】中石化华北石油工程有限公司测井分公司,河南新乡453700;中石化华北石油工程有限公司测井分公司,河南新乡453700;中石化华北石油工程有限公司测井分公司,河南新乡453700;中石化华北石油工程有限公司测井分公司,河南新乡453700;中石化华北石油工程有限公司测井分公司,河南新乡453700
【正文语种】中文
【中图分类】P631
1 引言
碳酸盐岩储层含有世界上60%以上的石油地质储量[1]，中国古生代海相碳酸盐岩分布广、厚度大，古岩溶发育，目前已在中国古生代地层中发现了十多个大型油气田[2]。

海相碳酸盐岩的可溶性为油气田的形成创造了十分有利的条件。

在塔河油
田碳酸盐岩地层发育了良好的储层和油气层，因此，对碳酸盐岩的储层的分析评价特别重要。

碳酸盐岩储层多以次生孔隙为主，孔隙系统非常复杂，非均质性强，储层的孔隙度和渗透率等参数的求取难度很大，其与储层特性的关系要么很复杂，要么没关系[3，4]。

近年来，人们对碳酸盐岩储层的评价研究很多，但还没有一种能够广泛应用的有效方法。

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起南部，在奥陶系大型古潜山背景上形成了大型地层不整合—古岩溶圈闭。

圈闭主体部位储层为奥陶系下统鹰山组岩溶缝洞型储集体，而圈闭南部新发现奥陶系下统一间房组颗粒灰岩孔隙型储层，已完钻井中经酸压已获高产油流[5]。

碳酸盐岩储层评价的首要问题是储层级别划分和类型确定，
本文主要论述利用常规测井资料划分储层类型及其应用效果。

2 区域地层特征
托普台区位于库车县和沙雅县境内，东北方向距库车县约70km，西北方向距沙雅县约40km，属于塔河油田西南外扩部分，构造位置位于塔里木盆地沙雅隆起中段阿克库勒凸起西南斜坡部位。

奥陶系顶面呈由南西向北东抬升的斜坡形态，可分为构造缓坡、构造陡坡和构造低洼3个构造单元，区块内断裂较发育，主要发育有5条深大逆断裂[6]。

奥陶系油藏是大型的碳酸盐岩喀斯特缝洞型油藏[7]，发育上奥陶统桑塔木组、良
里塔格组和恰尔巴克组为混积盆地相沉积；主力产层中奥陶统一间房组为台地浅滩
－台内礁沉积；储层以灰岩为主，非均质性强。

托普台区位于阿克库勒凸起的西南斜坡，目前钻井揭示的奥陶系地层有中－下统的鹰山组、中统的一间房组和上统的桑塔木组、良里塔格组和恰尔巴克组。

3 储层类型识别参数
利用岩心照片、铸体薄片、扫描电镜等资料均可直观观察到托甫台地区奥陶系地层的微观孔隙空间类型仍为孔、洞、缝（表1），而对于大的洞穴，还可通过钻井放空、漏失等录井资料、测井和生产动态资料进行验证。

考虑形态、大小及其成因等因素，可将托甫台地区奥陶系碳酸盐岩有效储渗空间归结为两大类型：裂缝和孔隙。

裂隙又可细分为构造缝、压溶缝、溶蚀缝（缝合线）；孔隙可细分为粒间溶孔、粒内溶孔与溶蚀孔洞。

工区内奥陶系储集层段主要发育在一间房组和良里塔格组，它们的储集空间的形成与加里东中期碳酸盐岩溶作用有密切关系。

本文以该区储层孔隙类型为基础，分析各种孔隙类型的相对发育程度，综合评价储层类别。

利用测井资料评价储层类型发育程度的参数有导电效率、孔隙度、裂缝孔隙度、深电阻率减小幅度等四个敏感性参数。

表1 托甫台区奥陶系碳酸盐岩储集空间类型分类Table 1 The reservoir types of Ordovician carbonate of Tuofutai region形态成因直径或宽度／μm 地质作用孔砾间、砾内孔几十—几百风化、构造、溶蚀基质溶孔几十—几百溶蚀晶间
孔几—几十沉积、成岩粒内孔几—几十沉积、成岩洞巨洞（溶洞）＞100×103溶蚀大洞10×103～100×103中洞5×103～10×103小洞2×103～5×103缝构
造溶蚀缝大小不等构造溶蚀构造缝几—几十构造压溶缝几—几十成岩
3.1 岩石的导电效率
岩石的导电效率定义为：在相同电势差下，岩石耗散的平均功率与跟岩石具有相同长度和含水体积的一根全含水直毛管（以下称“标准毛管”）耗散的功率之比。

式中：E为岩石的导电效率；Pt和Ps为在相同电势差下，岩石产生的平均功率和标准毛管产生的功率。

图1是孔隙空间的电流线分布示意图。

孔隙空间根据电流密度的不同可分为3个区域：①A区：电流密度最高，对全局导电效率影响最大，导电效率最大，此区的局部导电效率可能大于1（即大于标准毛管的导电效率）；②B区：即大孔隙区，电流密度向C区逐渐变小，局部导电效率向C区逐渐变小；③C区：无电流线分布，局部导电效率为0，即对岩石导电性无贡献，指状或树枝状“导电死区”也属于此类。

因此，当油分别进入以上3个区域时，岩石全局导电效率的变化规律是不一样的，A区半径与B区半径之比，即喉道半径与孔隙半径之比越小，岩石全局导电效率越小，孔隙中导电流体的连通性差，“导电死区”多的岩石，其导电效率低，例如，鲕粒灰岩，由于其存在大量“导电死区”的孔隙空间，它们的导电效率亦低，其它岩石，如纯净、分选好、磨圆好的砂岩，具有较少的“导电死区”孔隙体积，因而具有较高的导电效率。

所以，导电流体与非导电流体在孔隙中的分布状态和孔隙结构的复杂程度对岩石导电效率有较大影响[8，9]。

图1 孔隙空间电流线分布示意Fig.1 Sketch map of the spatial distribution of current line in the pores
裂缝是影响碳酸盐岩导电效率的主要因素，其中有两层含义：①岩石中只存在裂缝时，其导电效率很高，若为水平裂缝，其导电效率为1；②随裂缝宽度的增大，导电效率很快增大。

岩石中存在孔洞时的导电效率远低于存在裂缝时的导电效率，孔洞越大，导电效率越低，若为孤立孔洞，导电效率为0，这就是用导电效率区分裂缝和孔洞的理论基础。

3.2 孔隙度
对碳酸盐岩储层，裂缝具有较高渗透率，因此泥浆先侵入裂缝，并且有可能侵入很深，这种情况下，油气对导电效率（E）的影响较小，可以忽略。

与孔隙度（φ）
结合，可按以下方法判别碳酸盐岩储集空间类型及储层好坏（表2）。

表2 碳酸盐岩储集空间类型及其导电效率和孔隙度Table 2 The reservoir types
of carbonate and corresponding conductive efficiency and porosity储层参
数储层类型储层质量高E、高φ 孔隙、裂缝或裂缝、溶洞发育好储层高E、低φ 裂缝发育中等储层低E、高φ 溶洞发育，但连通性差或溶洞中充满油气中等储层
低E、低φ 裂缝、孔洞均不发育差储层
3.3 裂缝孔隙度
对于碳酸盐岩地层，只有当储集层存在联通的孔隙空间（缝、孔喉）时，深浅电阻率值才会降低，并且存在差异。

一般来说，裂缝开度越好，孔喉半径越大，电阻率值下降的越多，深浅电阻率值差异也越大。

根据前人研究成果，在托甫台奥陶系地层高、低角度裂缝孔隙度有以下计算公式。

当深侧向电阻率RD大于浅侧向电阻率RS时，有：
当深侧向电阻率RD小于浅侧向电阻率RS时，有：
式中：Rmf、Rw为泥浆滤液、地层水电阻率，单位为Ω·m；mf为裂缝胶结指数，一般取值范围为1.5～2.2，Rw由分析水矿化度确定，取值范围0.014～
0.020Ω·m。

3.4 电阻率减小幅度
在渗透性较好的地层，井壁附近会发生泥浆侵入现象，电阻率值会降低；而在致密层段，由于背景值为纯灰岩，显然为高值。

由此判断，越是渗透性好的地层，其电阻率值降低的幅度越大。

引入电阻率减小幅度曲线RDJF，公式为：
式中，RDMX为致密灰岩电阻率值，RD为当前深度的深电阻率值。

4 储层类型判别标准
对塔河油田托普台区18口井73层的不同储层类型统计分析，利用以上四种参数
的交会图（图2），划分储层类型的判别标准如表3。

图2 储层类型判别图版Fig.2 Discrimination plate of reservoir types
表3 塔河油田托普台区奥陶系碳酸盐岩地层储层类型判别标准Table 3 Discrimination standard of reservoir types of Ordovician carbonate of Tuoputai region of Tahe oil field储层类型导电效率孔隙度／%裂缝孔隙度
／%3.8裂缝－孔洞型 [0.008，0.024][2.8，3.5][0.13，0.6][3.8，5.1]裂缝型﹥0.024＞3.5＞0.6＞5.1深电阻率减小幅度孔洞型（0.0012，0.008）＜2.8＜0.13＜
5 应用实例
5.1 孔洞型储层
图3是A井储层类型识别结果，1号层中的声速偏差很小、裂缝孔隙度以及导电
效率基本为
5.2 裂缝—孔洞型储层
利用声速偏差、导电效率、裂缝孔隙度判断储层类型，声速偏差和导电效率的差异，可以定性判断裂缝倾角差异，如图3所示，2号层导电效率、裂缝孔隙度相比较1号层增加明显，且孔隙度曲线均有反应，故判断为裂缝－孔洞型；3号层的累计有效孔隙厚度略有增加，导电效率值较高，故判断为裂缝－孔洞型储层。

除此以外，2号层导电效率明显高于3号层，据前文分析结果，导电效率对低角度裂缝更为敏感，故可定性判别3号层裂缝倾角大于2号层裂缝，对比电成像图可得验证（图4）。

5.3 裂缝型储层
图5为B井储层类型识别结果，4号层的孔隙度、累计有效孔隙度曲线均有增加，
导电效率确明显高值，声速偏差曲线变化不大，则综合判断该层位裂缝型储层，且裂缝倾角大，图5电成像处理图显示该层段裂缝异常发育，且倾角都在70°以上。

利用常规测井方法对储层类型进行分类，与有成像测井曲线的39口的153个层段进行了对比，孔洞型储层符合率为86.10%，裂缝－孔洞型储层符合率为76.50%，裂缝型储层符合率为100%，同时把该方法技术运用到2011年的4口井15层中，常规储层分类结果与成像解释结果符合率87%。

图3 A井储层类型识别结果Fig.3 Discrimination result of reservoir types of well A
图4 A井裂缝倾角对比Fig.4 Fracture dip angel of layer 2and 3of well A
图5 B井储层类型识别结果Fig.5 Discrimination result of reservoir types of well B
6 结语
1）以塔河油田碳酸盐岩储层基本特征为依据，选取了导电效率、孔隙度、裂缝孔隙度、深电阻率减小幅度等四个敏感性参数作为划分储层类型的参数，并对其进行参数统计和综合评判，确定了塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层类型的划分标准。

2）经过39口井的成像资料验证，孔洞型、裂缝－孔洞型、裂缝型三类储层的测
井响应特征明显，运用常规测井资料划分储层类型是可行的，使常规测井资料得到了创新应用。

3）从常规曲线中提取导电效率等相关参数对碳酸盐岩储层类型进行差别，具有快速、直观、简便和实用的特点。

参考文献：
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