普光氣田礁灘相儲層裂縫測井識別方法與應(yīng)用

劉紅磊，陳建，靳秀菊

畢建霞，李元亮，楊祖貴 （中石化中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽457001）

普光氣田飛仙關(guān)組和長興組為臺地邊緣生物礁和鮞粒灘相沉積，儲層儲集空間以孔隙為主，局部發(fā)育裂縫。與常規(guī)裂縫性碳酸鹽巖儲層相比，具有儲層厚度大、孔隙發(fā)育等特點(diǎn)。裂縫主要發(fā)育在細(xì)粉晶白云巖和致密灰?guī)r中，且以高角度縫為主[1，2]。

復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育，變化多樣的孔滲關(guān)系分布，儲層縱向和橫向都存在明顯的非均質(zhì)性。目前識別裂縫最直觀的方法有巖心觀察、薄片鑒定、成像測井等，但這些方法價(jià)格高昂，使用率低，如何能夠結(jié)合區(qū)塊地質(zhì)特征利用常規(guī)測井資料識別裂縫具有較大的推廣意義和實(shí)用價(jià)值。筆者針對普光氣田礁灘相儲層地質(zhì)特征，在巖心觀察、微電阻率掃描成像測井的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖心壓汞、鑄體薄片分析等資料，研究形成了一套針對普光礁灘相儲層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裂縫張開度低、三孔隙度曲線測井響應(yīng)不明顯等地質(zhì)特征的裂縫識別方法。

1 識別方法原理

1.1 重構(gòu)電阻率法

儲層的精細(xì)描述和評價(jià)的基礎(chǔ)主要是儲層的四性關(guān)系，即巖性、物性、電性和含油氣性。而常規(guī)測井曲線中，常將曲線分為3類：泥質(zhì)指示線、電性指示線、孔隙度指示線，這些曲線根據(jù)不同的巖性、物性能表現(xiàn)出規(guī)律的變化趨勢。以相同或近似的巖性序列為基礎(chǔ)，對儲層物性進(jìn)行大致的劃分能夠?qū)尉w做出巖性、物性的評價(jià)。根據(jù)評價(jià)的不同，針對地層進(jìn)行巖石物理模型的建立，模型建立參數(shù)可以根據(jù)單井間電性與其他各特性關(guān)系間最為明顯的進(jìn)行確定，以求模型精度達(dá)到最高。用不同的模型來模擬不同地層的電性特征，最終達(dá)到整井反演電阻率的目的。

模型建立的基礎(chǔ)即多元線性回歸[3]，設(shè)x1，x2，…，xp是p個(gè)可以精確測量或可控制的變量。如果變量y與x1，x2，…，xp之間的內(nèi)在聯(lián)系是線性的，那么進(jìn)行n次試驗(yàn)，則可得n組數(shù)據(jù)：（yi，xi1，xi2，… ，xip），i＝1，2，…，n，它們之間的關(guān)系可表示為：

式中：b0，b1，b2，…，bp是p＋1個(gè)待估參數(shù)；εn表示第n次試驗(yàn)中的隨機(jī)因素對yn的影響。為簡便起見，將此n個(gè)方程表示成矩陣形式：

其中：

這些模型是以巖性和物性為基礎(chǔ)建立的，普光地區(qū)裂縫張開度低、三孔隙度曲線測井響應(yīng)不明顯等地質(zhì)特征在一定程度上削弱了裂縫對電阻率的影響，以不同反演模型針對不同的序列反演出各自不同的特征曲線，與實(shí)測電阻率曲線進(jìn)行對比找出反演電阻率異常段。為了達(dá)到識別裂縫的目的，必須對所識別的異常段進(jìn)行二次巖性和物性校正，即泥質(zhì)含量 －孔隙度 －異常段交會圖版分析，最終確定裂縫指標(biāo)。

1.2 孔隙結(jié)構(gòu)法

不同孔隙結(jié)構(gòu)的儲層，其滲流特征不同。普光氣田礁灘相儲層由于其極其復(fù)雜的成巖作用，造成多樣的儲集空間類型、復(fù)雜的孔喉組合特征。從氣田薄片以及物性分析等資料看出，粒間孔、粒內(nèi)孔、礁灘相、裂縫等不同的孔隙類型的儲層，具有不同的孔隙度與滲透率的關(guān)系 （圖1）。高滲透率段其孔隙類型主要是以粒間孔隙為主，而對于粒內(nèi)孔等孔隙類型，高的孔隙度卻很難對應(yīng)有高的滲透率。因此，可以通過取心井建立孔滲關(guān)系圖版判別儲層孔隙結(jié)構(gòu)類型[4]。

通過取心分析資料發(fā)現(xiàn)，電阻率與孔隙結(jié)構(gòu)系數(shù)×孔隙度交會圖 （圖2）的相關(guān)性非常高，能夠很好地表示出孔隙結(jié)構(gòu)的特征。為了驗(yàn)證這一方法，將3口取心井的鑄體薄片分析資料中不同孔隙結(jié)構(gòu)特征的樣本點(diǎn)與常規(guī)測井資料進(jìn)行歸位采樣和交會圖版 （圖3）分析，發(fā)現(xiàn)所得結(jié)果與巖心分析的不同孔隙類型孔滲關(guān)系圖版幾乎一致，說明該方法可以對普光氣田復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行劃分，而針對這個(gè)特性，可以找出低孔高滲的裂縫特征點(diǎn)，達(dá)到最終識別裂縫的目的。

2 應(yīng)用效果分析

2.1 重構(gòu)電阻率法應(yīng)用

以普光X3井為例，全井將目的層段劃分為7套巖性、物性各異的序列，針對各自序列不同的特點(diǎn)建立巖石物理模型（ρlld為深側(cè)向電阻率；qAPI為自然伽馬；ρ為密度；n為中子孔隙度；Δt為聲波時(shí)差）：

圖2 電阻率與結(jié)構(gòu)系數(shù)×孔隙度交會圖

圖3 不同孔隙結(jié)構(gòu)電導(dǎo)率與孔隙度交會圖

模型1 lnρlld＝5.59385－0.0248947qAPI＋1.15463ρ＋0.146497n－0.105383Δt

模型2 lnρlld＝2.8341－0.0111609qAPI＋1.16595ρ＋0.00784778n－0.0372685Δt

模型3 lnρlld＝5.95621－0.00201087qAPI－0.0204366ρ－0.076202n－0.0400716Δt

模型4 lnρlld＝6.32379＋0.0031728qAPI－0.915085ρ－0.00422431n－0.0251911Δt

模型5 lnρlld＝5.18942＋0.00587095qAPI－0.743523ρ－0.126119n＋0.00090376Δt

模型6 lnρlld＝11.5566－0.0035159qAPI－2.55271ρ－0.38246n－0.000281183Δt

模型7 lnρlld＝15.8855－0.00826067qAPI－4.88327ρ－0.0218181n＋0.00952592Δt

建立了巖石物理模型后，在7個(gè)不同的序列內(nèi)反演電阻率曲線，得到反演ρlld（圖4）。與實(shí)測電阻率曲線對比（反演ρlld/實(shí)測ρlld）后得到異常段比值，確定可能存在裂縫的井段。經(jīng)過二次校正后，篩選出低自然伽馬、高異常比值的地方為裂縫指標(biāo)（圖5），最終完成裂縫的識別過程。通過與取心井段內(nèi)巖心識別的裂縫進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)兩者所表征的裂縫發(fā)育段一致性較好，巖心觀察段內(nèi)識別裂縫135條，相應(yīng)井段測井識別裂縫98條，符合率73%，達(dá)到了識別裂縫的目的。

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)法應(yīng)用

以普光X4井為例，通過電導(dǎo)率－孔隙度的交會 （圖6），將交會圖版上低孔高滲的異常點(diǎn)投影到測井圖 （圖7）上與成像測井識別的裂縫進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，裂縫指標(biāo)識別裂縫42條，成像測井識別裂縫31條，符合率75%，匹配度較高，滿足了日?？蒲械男枰?。

2.3 效果分析

目前，這兩種方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用在普光地區(qū)單井的裂縫識別中。針對普光局部近氣水邊界開發(fā)井出水情況，通過裂縫的識別和分析后合理地調(diào)整了配產(chǎn)方案，取得了比較好的效果。為普光氣田高效、平穩(wěn)的開發(fā)提供了有力的地質(zhì)依據(jù)。

3 結(jié) 論

1）普光礁灘相儲層地質(zhì)特征區(qū)別于常規(guī)碳酸鹽巖，裂縫對測井曲線的響應(yīng)特征不明顯，常規(guī)裂縫識別方法在該地區(qū)適用效果較差。

2）重構(gòu)電阻率法結(jié)合了單井在縱向上的地層發(fā)育特征，能夠在一定程度上反演出地層不受裂縫影響的真實(shí)電阻率，并通過二次校正后最終達(dá)到識別裂縫的目的。孔隙結(jié)構(gòu)法基于普光復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)特征，在巖心分析、化驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)，最終確定了一種符合普光地質(zhì)特征的識別圖版法，而且該方法還可擴(kuò)展應(yīng)用于粒間孔隙和粒內(nèi)孔隙的劃分。

圖4 X3井重構(gòu)電阻率法識別結(jié)果

圖5 X3井電阻率異常校正圖版

圖6 X4井孔隙結(jié)構(gòu)法圖版

圖7 X4井孔隙結(jié)構(gòu)識別結(jié)果

3）筆者介紹的兩種方法基于常規(guī)測井曲線，適用性較強(qiáng)，具有較大的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。

[1]李力，孫耀庭，陳建 .普光氣田飛仙關(guān)組合長興組測井解釋方法 [J].斷塊油氣田，2011，18（4）：508～510.

[2]靳秀菊，王壽平，畢建霞，等 .礁灘相儲層裂縫識別方法研究 [J].斷塊油氣田，2011，18（2）：165～167.

[3]李志輝，羅平 .PASW/SPSS Statistics中文版統(tǒng)計(jì)分析教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[4]靳秀菊，姜貽偉，劉志遠(yuǎn)，等 .礁灘相碳酸鹽巖氣藏氣層下限標(biāo)準(zhǔn)研究 [J].斷塊油氣田，2010，17（5）：571～574.