南海礁灰?guī)r油藏裂縫電阻率成像特征分析及評(píng)價(jià)

李楚吟，吳意明，張永江 （中海石油 （中國(guó)）有限公司深圳分公司開發(fā)部，廣東 深圳518067）

劉 博 （斯倫貝謝中國(guó)公司數(shù)據(jù)與咨詢服務(wù)部，北京100015）

南海礁灰?guī)r油藏裂縫電阻率成像特征分析及評(píng)價(jià)

李楚吟，吳意明，張永江 （中海石油 （中國(guó)）有限公司深圳分公司開發(fā)部，廣東 深圳518067）

劉 博 （斯倫貝謝中國(guó)公司數(shù)據(jù)與咨詢服務(wù)部，北京100015）

流花X-1油藏是在臺(tái)地邊緣上發(fā)育起來的生物礁灰?guī)r巖性油藏，為孔隙－裂縫型儲(chǔ)層，裂縫和次生溶孔發(fā)育。利用隨鉆電阻率成像測(cè)井 （GVR）資料對(duì)該區(qū)裂縫及次生溶孔進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，據(jù)此建立電阻率成像測(cè)井裂縫有效性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實(shí)例對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)合GVR資料對(duì)該區(qū)裂縫發(fā)育分布規(guī)律進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)裂縫在平面和剖面上發(fā)育特征有較明顯的規(guī)律性，裂縫發(fā)育程度受局部構(gòu)造控制，礁核部位主要發(fā)育溶蝕縫和孤立縫，礁后部位主要發(fā)育成組縫，遠(yuǎn)離礁核方向，裂縫角度變高，裂縫有效性變好，次生溶孔的發(fā)育一定程度上受控于裂縫的發(fā)育程度。

礁灰?guī)r油藏；隨鉆電阻率成像測(cè)井；裂縫成像特征；裂縫評(píng)價(jià)；次生溶孔

流花X-1油田位于中國(guó)南海珠江口盆地中央隆起帶東沙隆起西南部，是在臺(tái)地邊緣上發(fā)育起來的生物礁地層圈閉?；?guī)r頂面圈閉幅度81.0m，圈閉面積14.25km2。軸向?yàn)楸蔽鳎蠔|，長(zhǎng)軸約6km，短軸約4km。礁體的高部位兩邊不對(duì)稱，向南西方向一側(cè)較陡，向北東方向一側(cè)具有平緩下傾的趨勢(shì)。由于礁體生長(zhǎng)速度快于圍巖，兩翼地層見明顯的上超現(xiàn)象。小斷層、裂縫集中發(fā)育在地層起伏較大的部位，如礁頂部位以及沉積突變的部位等。流花X-1油藏為礁灰?guī)r巖性油藏，新近系下中新統(tǒng)珠江組新灰?guī)r段是其主要含油層段。目前流花X-1油田ODP（整體開發(fā)方案）實(shí)施項(xiàng)目鉆井作業(yè)已經(jīng)完成，施工鉆井共計(jì)10口，其中導(dǎo)眼井為A3hp井和A3hp2井；水平井為礁核部位的A1h井和A6h井，礁后斜坡區(qū)的A3h井、A7h井；礁后平臺(tái)區(qū)的A2h井、A5h井、A8ma井、A8mb井。

由于生物礁灰?guī)r油藏非均質(zhì)性嚴(yán)重，裂縫溶孔發(fā)育，內(nèi)部?jī)?chǔ)層物性復(fù)雜多變，利用高分辨率隨鉆電阻率成像測(cè)井 （GVR）技術(shù)不僅能提供實(shí)時(shí)電阻率成像，指導(dǎo)地質(zhì)導(dǎo)向，在后期油藏地質(zhì)研究、裂縫評(píng)價(jià)、井旁構(gòu)造分析、沉積模式識(shí)別等方面也發(fā)揮著重要作用。GVR采用了Schlumberger公司的隨鉆側(cè)向電阻率成像測(cè)井儀，應(yīng)用Geoframe地質(zhì)解釋軟件進(jìn)行GVR圖像解釋，利用成像圖像可以進(jìn)行多項(xiàng)地質(zhì)研究，如地層與巖性、沉積相劃分、地應(yīng)力分析、井旁構(gòu)造建模、裂縫定性與定量分析、次生溶孔定量計(jì)算和區(qū)域綜合分析。筆者著重分析了GVR技術(shù)在流花X-1礁灰?guī)r油田裂縫及次生溶孔評(píng)價(jià)中的地質(zhì)應(yīng)用。

1 裂縫電阻率成像特征

裂縫是碳酸鹽巖儲(chǔ)層最基本的地質(zhì)特征，它對(duì)儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能影響極大，既是碳酸鹽巖的滲濾通道，也是裂縫性儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間，同時(shí)還控制著溶孔、溶洞的發(fā)育，影響著地層中原狀流體的分布狀況和鉆井濾液侵入特征。

流花X-1油田的裂縫可分成3種類型：成組縫、溶蝕縫和孤立縫。此外還有次生溶孔。裂縫的類型與裂縫角度、裂縫有效性及裂縫發(fā)育程度與構(gòu)造位置有著密切的關(guān)系。圖1為3種裂縫在GVR圖像上特征。

圖1 流花X-1油田裂縫在GVR圖像上特征

1）成組縫 在GVR圖像上以成組形式出現(xiàn)，裂縫產(chǎn)狀相似，且裂縫角度一般較高，當(dāng)裂縫伴有溶孔發(fā)育時(shí)，裂縫有效性大大提高。成組縫為構(gòu)造縫的一種，受構(gòu)造活動(dòng)控制。同一期構(gòu)造活動(dòng)可形成一期產(chǎn)狀相同的成組縫，當(dāng)兩組成組裂縫傾向正好相反時(shí)，則為共軛縫。成組縫由于角度較高，對(duì)于縱向溝通儲(chǔ)層起到了良好的作用，可以較好地改善儲(chǔ)層物性。流花X-1油田的成組縫主要發(fā)育于A7h井和A5h井中，裂縫角度普遍較高，裂縫走向?yàn)楸蔽鳎蠔|向，與區(qū)域現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力平行。此外，A7h井的成組縫伴有溶孔發(fā)育。

2）溶蝕縫 在GVR圖像上可見沿裂縫面的溶蝕發(fā)育，裂縫面不規(guī)則；裂縫角度分布范圍較大，從低到高均有分布。裂縫走向主要包括北西－南東向、近南北向和近東西向。溶蝕縫為成巖縫的一種，在成巖作用早期受大氣淡水淋濾作用形成，該類型裂縫在流花X-1油田分布廣泛。A3hp井中可見中低角度的溶蝕縫發(fā)育，A3hp2井、A3hp井、A6h井、A1h井、A7h井、A2h井、A3h井中可見中高角度的溶蝕縫發(fā)育。

3）孤立縫 在GVR圖像上以孤立形式出現(xiàn)，裂縫面局部可見溶蝕孔洞。裂縫角度中－高，裂縫走向分布規(guī)律性不明顯。孤立縫也為成巖縫的一種，分析其成因可能為生物礁灰?guī)r成巖未固結(jié)過程中受水體溫度變化冷凝收縮而成。孤立縫由于孤立出現(xiàn)，對(duì)儲(chǔ)層貢獻(xiàn)較小。流花X-1油田的A2h井、A1h井和A5h井中可見孤立縫。

4）次生溶孔 次生溶孔在GVR圖像上表現(xiàn)為暗黑色的斑點(diǎn)或斑塊。礁核脊部以沿裂縫溶蝕為主，也存在串珠狀溶蝕，溶蝕較均勻，全井段均可見，以A1h井和A6h井為典型代表；礁后斜坡區(qū)溶蝕不均勻，即存在針孔狀溶蝕，也存在斑雜狀溶蝕，一般后者溶蝕更好，以A3h井和A7h井為典型代表；礁后平臺(tái)區(qū)溶蝕較均勻，主要為針孔狀溶蝕，以A2h井和A5h井為典型代表。

2 裂縫及次生溶孔定量評(píng)價(jià)

GVR圖像不僅能識(shí)別裂縫發(fā)育層位，而且還能夠區(qū)分裂縫的類型、產(chǎn)狀以及寬度等參數(shù)，在此基礎(chǔ)上可對(duì)裂縫的孔隙度、裂縫密度、裂縫長(zhǎng)度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

2.1 評(píng)價(jià)方法

GVR可提供多個(gè)探測(cè)深度的聚焦側(cè)向電阻率測(cè)量。在隨鉆測(cè)井環(huán)境中，深紐扣和中紐扣電阻率測(cè)量的差異主要來自于裂縫的影響，因此可以應(yīng)用雙側(cè)向電阻率測(cè)井方法進(jìn)行裂縫孔隙度計(jì)算。裂縫密度、裂縫長(zhǎng)度可采用電纜成像測(cè)井相同的方法進(jìn)行求取。

為了區(qū)分不同類型裂縫的有效性，有必要對(duì)裂縫作出分類評(píng)價(jià)。通過大量實(shí)例研究發(fā)現(xiàn)，裂縫的產(chǎn)狀、裂縫孔隙度和裂縫類型與裂縫有效性密切相關(guān)。據(jù)此建立了流花X-1油田電阻率成像測(cè)井裂縫綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

斯倫貝謝公司的POROSPECT軟件可將GVR圖像轉(zhuǎn)變成孔隙度圖像并進(jìn)行自動(dòng)分析。標(biāo)定的電阻率成像實(shí)際上是井壁的電導(dǎo)率圖，利用Archie公式便可將GVR圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭紫抖葓D像。通過對(duì)1.2in窗長(zhǎng)圖像上孔隙的分析統(tǒng)計(jì)，便可確定基質(zhì)孔隙與相對(duì)大孔隙的分界點(diǎn)，從而確定基質(zhì)孔隙與相對(duì)大孔隙的比率，基質(zhì)孔隙加相對(duì)大孔隙等于總孔隙。若處理出的頻率分布圖只有一個(gè)峰，說明孔隙發(fā)育比較均勻，而峰值帶的寬窄反映非均質(zhì)性的強(qiáng)弱，峰值帶寬說明非均質(zhì)性強(qiáng)。

表1 流花X-1油田電阻率成像測(cè)井裂縫綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 應(yīng)用實(shí)例

對(duì)全區(qū)9口井GVR成像測(cè)井資料分別進(jìn)行了裂縫、次生溶孔定量計(jì)算，以裂縫孔隙度為主要參考指標(biāo)，結(jié)合其他裂縫參數(shù)可以劃分出裂縫、次生溶孔相對(duì)發(fā)育層段。并對(duì)裂縫發(fā)育段的裂縫走向與現(xiàn)今最大水平地應(yīng)力方向進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步分析裂縫的有效性。

圖2是流花X-1油田A5h井裂縫定量評(píng)價(jià)成果圖。A5h井為位于油田西北邊的一口水平井，GVR圖像資料顯示，1281～1286.7m井段中有3個(gè)層段裂縫相對(duì)發(fā)育：①1285.7～1286.2m （垂深），該井段裂縫以孤立縫為主，裂縫角度中－高，但沿裂縫發(fā)育溶孔，裂縫孔隙度1.8%、有裂縫41條、裂縫密度0.59 （條／m）、裂縫長(zhǎng)度2.1 （m／m2），裂縫綜合評(píng)價(jià)中－差；②1283.4～1284.4m （垂深），該井段裂縫為成組縫，裂縫角度極高，裂縫走向一致，裂縫孔隙度2.4%、有裂縫53條數(shù)、裂縫密度1.66（條／m）、裂縫長(zhǎng)度2.67（m／m2），從GVR圖像上可以看出，裂縫連續(xù)性較好，發(fā)育在高阻層段，分析其可能由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的一期構(gòu)造縫，裂縫綜合評(píng)價(jià)優(yōu)；③1281.6～1282.3m （垂深），該井段裂縫為成組縫，裂縫角度高，裂縫走向一致，裂縫孔隙度3.11%、有裂縫53條、裂縫密度1.97（條／m）、裂縫長(zhǎng)度2.89（m／m2），從GVR圖像上可以看出，2801.5m （測(cè)深）處發(fā)育一高角度斷層，斷面較寬（約0.5m），且斷層傾向與裂縫傾向一致 （北東向），綜合分析認(rèn)為裂縫可能為斷層活動(dòng)時(shí)形成斷層伴生縫，裂縫綜合評(píng)價(jià)優(yōu)。同時(shí)，該井次生溶孔發(fā)育，次生溶孔孔隙度主要在2%～5%之間，全井段溶蝕發(fā)育相對(duì)均勻，溶蝕一般與裂縫伴生。

3 裂縫及次生溶孔的分布規(guī)律

通過電阻率圖像分析，摸清裂縫及次生溶孔在平面及剖面上的發(fā)育規(guī)律可以更好優(yōu)化生產(chǎn)開發(fā)方案，為后期生產(chǎn)提供有力依據(jù)。為了對(duì)流花X-1油田區(qū)域裂縫的發(fā)育特征有一個(gè)清晰的了解，針對(duì)該油田的9口井的GVR成像特征、裂縫類型、裂縫發(fā)育特征等進(jìn)行了平面和剖面對(duì)比分析 （圖3）。

通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，裂縫及次生溶孔在平面和剖面上發(fā)育特征有較明顯的規(guī)律性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

圖2 A5h井裂縫、次生溶孔定量計(jì)算成果圖

1）裂縫的發(fā)育程度與巖性、構(gòu)造部位及裂縫類型關(guān)系密切；裂縫的發(fā)育在一定程度上控制了次生溶孔，如果串珠狀的孤立溶蝕孔洞被裂縫連通，則溶孔就會(huì)增強(qiáng)。

2）位于礁核位置的A1h井和A6h井裂縫最多，靠近礁核部位的A7h井、A2h井裂縫也較發(fā)育，裂縫的發(fā)育程度受局部構(gòu)造控制。

3）區(qū)域上裂縫走向以北西－南東向?yàn)橹?；礁核部位主要發(fā)育溶蝕縫和孤立縫，礁后部位主要發(fā)育成組縫；遠(yuǎn)離礁核方向，裂縫角度變高，裂縫有效性變好。

4）沿礁核部位發(fā)育裂縫溶蝕和串珠狀溶孔，次生溶孔不均勻或孤立存在，其主要受裂縫控制，次生孔隙度 （VISO）曲線形態(tài)為鋸齒狀形態(tài)。礁后平臺(tái)區(qū)為蜂窩狀溶蝕，整體溶蝕均勻且團(tuán)塊狀集中發(fā)育，受原生孔隙控制，次生溶孔孔隙度曲線形態(tài)平直。礁后斜坡區(qū)為斑雜狀和蜂窩狀溶蝕，相對(duì)不均勻，次生孔隙度曲線微齒化，其主要受原生孔隙控制。

圖3 流花X-1油田裂縫及次生溶孔發(fā)育特征

5）次生溶孔的大小反映了對(duì)碳酸鹽儲(chǔ)層的改造作用的強(qiáng)弱，同時(shí)決定了儲(chǔ)層的優(yōu)質(zhì)程度，蜂窩狀溶蝕為3種類型中最好的溶蝕。

4 結(jié) 語

生物礁灰?guī)r地層變化復(fù)雜，裂縫及次生溶孔發(fā)育，隨鉆電阻率成像測(cè)井 （GVR）資料在流花X-1油田的成功應(yīng)用，揭示了裂縫及次生溶孔在平面及剖面上的發(fā)育規(guī)律，為后期油藏地質(zhì)研究、油田生產(chǎn)管理、開發(fā)方案優(yōu)化提供參考依據(jù)。利用GVR資料對(duì)該區(qū)裂縫及次生溶孔進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，據(jù)此建立電阻率成像測(cè)井裂縫有效性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)生物礁灰?guī)r油藏裂縫劃分評(píng)價(jià)的一個(gè)嘗試，可以在后期開發(fā)生產(chǎn)中與實(shí)際產(chǎn)能建立關(guān)系，進(jìn)一步完善。

［1］肖立志，張?jiān)?，吳文圣，?成像測(cè)井學(xué)基礎(chǔ) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.21～25.

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Characters of Resistivity Image in Reef Limestone Reservoir Fracture Evaluation in the South China Sea

LI Chu-yin，WU Yi-ming，ZHANG Yong－jian，LIU Bo（First Author’s Address：Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.Shenzhen518067，Guangdong，China）

LiuhuaX-1Reservoir was an ecologic reef and reef limestone reservoir was grown on the platform margin，it was a pore-fracture type reservoir，where fractures and secondary dissolved vugs were developed.The data of resistivity imaging logging while drilling was used for quantitatively evaluating it’s fractures and secondary dissolved vugs.Meanwhile，the effective fracture evaluation criteria of resistivity imaging logging was developed and proved by examples.According to GVR，the rules of fracture growth and distribution were analyzed.Further research shows that there existed obvious regularity of fracture growth both in horizontal and sectional direction，the fracture growth is controlled by local structure and the dissolved vugs and isolated fractures are grown in the kennel of reef，the fracture combinations are grown behind the reef，the altitude of fracture is high and its effectiveness is good far away from the kennel，while the growth of secondary vugs is controlled by the level of fractural growth to a certain extent.

reef limestone reservoir；GVR imaging；feature of fracture imaging；fracture evaluate；secondary solution pores

P631.84

A

1000-9752（2012）10-0072-05

2012-07-21

李楚吟 （1962-），女，1983年江漢石油學(xué)院畢業(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)油藏研究工作。

［編輯］ 龍 舟