基于電成像測(cè)井資料的儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)

崔維平，楊玉卿 （中海油田服務(wù)股份有限公司，河北 三河065201）

近年來(lái)，隨著海上勘探領(lǐng)域逐漸拓展到深層和復(fù)雜儲(chǔ)層，相繼發(fā)現(xiàn)了很多低孔、低滲油氣層和含油氣構(gòu)造。由于儲(chǔ)層埋藏深、成巖作用強(qiáng)、巖性復(fù)雜、地質(zhì)成因多樣以及地震資料品質(zhì)差，導(dǎo)致儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難，使得人們對(duì)深層低孔、低滲儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)遇到很大挑戰(zhàn)。一些儲(chǔ)層巖性相同、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)相似，但物性及其測(cè)試產(chǎn)能差異顯著。研究表明，形成儲(chǔ)層低孔、低滲和產(chǎn)能差異的原因主要是原始沉積作用及成巖作用的影響[1～3]，而電成像測(cè)井技術(shù)不僅可以有效揭示砂泥巖儲(chǔ)層的巖性、沉積構(gòu)造、沉積微相、古流向等沉積特征[4～7]，而且在評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的宏觀非均質(zhì)性、縱向沉積層序變化以及空間分布等方面有顯著優(yōu)勢(shì)[8～10]。為此，筆者以海上油田低孔、低滲儲(chǔ)層為例，利用電成像測(cè)井資料進(jìn)行精細(xì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，深化對(duì)深層低孔、低滲儲(chǔ)層的地質(zhì)解釋。

1 儲(chǔ)層非均質(zhì)性

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是指由于儲(chǔ)層在形成過(guò)程中受沉積環(huán)境、成巖作用和構(gòu)造作用的影響，造成其基本性質(zhì) （巖性、物性、電性和含油氣性等）在三維空間分布上的不均一性[11]。裘亦楠[12]將碎屑巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性分為2大類：宏觀非均質(zhì)性 （平面、層內(nèi)、層間）和微觀非均質(zhì)性。研究?jī)?chǔ)層的非均質(zhì)性對(duì)油氣田的勘探和開(kāi)發(fā)具有重要意義。儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性主要體現(xiàn)在巖性和沉積構(gòu)造的差異，可由電成像測(cè)井資料精細(xì)刻畫(huà)，而微觀非均質(zhì)性主要受孔隙結(jié)構(gòu)影響，可利用核磁共振測(cè)井資料分析。

珠江口盆地東部惠州凹陷某油田古近系文昌組 （Ewc）為辮狀河三角洲沉積，屬于典型低孔、特低滲儲(chǔ)層。由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，給認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)帶來(lái)很大困難。圖1為該油田H井常規(guī)測(cè)井及電成像測(cè)井綜合分析圖，圖中所示砂體為辮狀河三角洲水下分流河道沉積。從常規(guī)測(cè)井分析，該砂體巖性和物性差異不大，取心主要為砂礫巖。從電成像測(cè)井資料靜態(tài)圖像分析，該段地層所夾泥巖呈白色，礫巖呈黃白色，礫石呈白色斑點(diǎn)狀，粗砂巖為黃棕色，據(jù)此可見(jiàn)該井段含4個(gè)薄的泥質(zhì)夾層；結(jié)合動(dòng)態(tài)圖像反映出的層理構(gòu)造，把儲(chǔ)層劃分為3種類型，分別是板狀交錯(cuò)層理砂礫巖、塊狀層理砂礫巖及塊狀層理粗砂巖。從核磁成像測(cè)井橫向弛豫時(shí)間 （τ2）譜及τ2截止值分析，板狀交錯(cuò)層理砂礫巖和粗砂巖基本都為超毛細(xì)管孔隙構(gòu)成，喉道直徑較大，滲透性好；塊狀層理砂礫巖和粗砂巖孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大孔隙所占比例減少，主要由毛細(xì)管束縛孔隙構(gòu)成，僅局部可見(jiàn)超毛細(xì)管孔隙和較大孔隙，滲透性急劇變差?；陔姵上駵y(cè)井所描述的儲(chǔ)層內(nèi)部非均質(zhì)性特征及其物性差異，與巖心實(shí)驗(yàn)室常規(guī)物性分析結(jié)果符合度較高。

圖1 惠州凹陷某油田H井成像測(cè)井分析圖

根據(jù)該方法精細(xì)分析后，把該油田儲(chǔ)層細(xì)化為4大巖類、17種巖性相 （見(jiàn)表1）。綜合評(píng)價(jià)表明，粗砂巖以上巖類 （砂礫巖類、含礫粗砂巖類、粗砂巖類）物性最好；同一巖類，從槽狀交錯(cuò)層理到板狀交錯(cuò)層理再到塊狀層，物性逐漸變差。

表1 惠州凹陷某油田儲(chǔ)層分類表

2 沉積層序解析

沉積層序是沉積環(huán)境、物源及其構(gòu)造演化的綜合反映，其特征可以反映儲(chǔ)層沉積時(shí)的背景、水動(dòng)力強(qiáng)弱及其變化，為判斷儲(chǔ)層成因及其原始沉積環(huán)境提供依據(jù)。電成像測(cè)井資料具有縱向分辨率高、數(shù)據(jù)連續(xù)完整的優(yōu)勢(shì)，所提供的巖性及其沉積構(gòu)造可以為沉積層序的建立以及沉積期次的分析奠定基礎(chǔ)。

北部灣盆地烏石凹陷近期完鉆一口預(yù)探井S井，該井目的層段為古近系流沙港組一段 （El1）和二段 （El2），從地質(zhì)背景來(lái)看，均屬于扇三角洲前緣沉積環(huán)境。在缺乏巖心的情況下，僅從常規(guī)測(cè)井資料看，很難區(qū)分水下分流河道與濁積河道，而且也無(wú)法確定沉積期次和水動(dòng)力條件的變化。根據(jù)電成像測(cè)井資料建立的沉積層序則可以準(zhǔn)確確定El1為水下分流河道沉積，El2為較深水的濁積水道沉積。

2.1 扇三角洲水下分流河道沉積層序

扇三角洲水下分流河道是扇三角洲前緣主要微相類型，多數(shù)為粒度向上變細(xì)的沉積層序，底部巖性粗，一般為含礫砂巖或砂礫巖，且有沖刷特征，向上巖性變細(xì)，頂部以泥巖沉積標(biāo)志一個(gè)旋回的結(jié)束[13]。圖2中①號(hào)砂體和②號(hào)砂體為S井El1的2個(gè)主要砂體。圖2（a）為①號(hào)砂體的電成像測(cè)井特征，圖2（b）是②號(hào)砂體的電成像測(cè)井特征。從圖2（a）可以看出，3149.1～3151.2m井段分異性明顯，底部發(fā)育沖刷面，之上為河道底部滯留沉積的礫巖，向上過(guò)渡為均質(zhì)的塊狀層理砂礫巖；3145.9～3149.1m井段靜態(tài)圖像變暗，反映了巖性粒度變細(xì)，不含礫，巖性為砂巖，動(dòng)態(tài)圖像顯示槽狀交錯(cuò)層理發(fā)育；3140.5～3145.9m井段靜態(tài)圖像同樣為砂巖，動(dòng)態(tài)圖像顯示板狀交錯(cuò)層理發(fā)育；3139.6～3140.5m井段靜態(tài)圖像為棕色，巖性為粉砂巖，動(dòng)態(tài)圖像顯示波狀層理發(fā)育；頂部3138～3139.6m井段靜態(tài)圖像為黃棕色，巖性為泥巖，動(dòng)態(tài)圖像顯示水平層理發(fā)育。由此可見(jiàn)，該段沉積物底部與下伏地層為沖刷接觸，之上滯留沉積的泥礫巖段和不含泥礫的交錯(cuò)砂巖層段是河道化水流作用的直接證據(jù)；向上為巖性變細(xì)序列，反映了一個(gè)完整的水下分流河道垂向沉積序列。從圖2（b）可以看出，②號(hào)砂體的qAPI呈鋸齒狀箱形，均質(zhì)性良好，可觀察到2期水下分流河道沉積，明顯反映出水動(dòng)力條件的周期性變化特征，體現(xiàn)出電成像資料在沉積層序分析中的優(yōu)勢(shì)。

2.2 濁積水道沉積層序

濁流沉積是指形成于深水沉積環(huán)境的各種類型重力流沉積物及其形成的沉積巖的總稱，通常濁流沉積在垂向上都具有完整或不完整的鮑瑪層序[14]。圖3中①號(hào)砂體和②號(hào)砂體為S井El2中發(fā)育的2個(gè)砂體，常規(guī)測(cè)井的qAPI曲線顯示為正旋回，分析可能為水下分流河道沉積或濁積流沉積。從電成像測(cè)井靜態(tài)圖像顏色分析，這2個(gè)砂體比泥巖顏色深，巖性為砂巖；①號(hào)砂體動(dòng)態(tài)圖像顯示底部為塊狀層理，向上為平行層理；②號(hào)砂體底部同樣為塊狀層理，向上為變形構(gòu)造；結(jié)合常規(guī)測(cè)井資料和區(qū)域地質(zhì)背景分析，最終確定這2個(gè)砂體為濁積水道沉積并具有相對(duì)穩(wěn)定分布的特征，其中塊狀層理段相當(dāng)于鮑瑪層序A段，平行層理段為鮑瑪層序B段，變形構(gòu)造段為鮑瑪層序C段。

圖2 烏石凹陷S井水下分流河道沉積層序

3 儲(chǔ)層空間分布預(yù)測(cè)

儲(chǔ)層空間分布預(yù)測(cè)是油田勘探開(kāi)發(fā)的重要任務(wù)之一?；陔姵上駵y(cè)井資料可以有效預(yù)測(cè)砂巖儲(chǔ)層在井眼附近的空間分布，指導(dǎo)井位部署。對(duì)于單井點(diǎn)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用電成像測(cè)井傾角矢量成果可以分析砂體延伸的幾何形態(tài)，即砂體加厚或尖滅方向；對(duì)于多井來(lái)說(shuō)，可以預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)層空間展布。

圖3 烏石凹陷S井濁積水道沉積層序

北部灣盆地烏石凹陷近期完鉆的另一口預(yù)探井W井，錄井和測(cè)井資料揭示具有工業(yè)油流。該井目的層El1為扇三角洲前緣沉積，由于對(duì)主力砂體分布、延伸及加厚方向認(rèn)識(shí)不清，為后期開(kāi)發(fā)帶來(lái)困難。對(duì)于水下分流河道砂體，不同的沉積部位其傾角矢量模式不同 （圖4）：在河道邊緣主要為紅模式，其傾向代表砂體加厚方向；在河道中心位置顯示為藍(lán)模式，其傾向代表河流的古水流方向；在河道邊緣與河道中心之間的兩翼通常既出現(xiàn)紅模式又出現(xiàn)藍(lán)模式，分別代表了地層加厚方向和古水流方向。圖5中3340～3342m井段為W井主力砂體之一，該砂體常規(guī)測(cè)井的qAPI呈箱形，電成像測(cè)井傾角矢量?jī)H出現(xiàn)藍(lán)模式，其傾向總體上為SSW向，說(shuō)明該井打在河道中心位置，古水流方向?yàn)镾SW向，砂體沿南北方向延伸，向東西向兩側(cè)減薄，向上游方向 （即該井北部）逐漸加厚。

圖4 水下分流河道砂體加厚方向及古水流方向模式圖

珠江口盆地東部新發(fā)現(xiàn)一含油構(gòu)造Z，共鉆井5口，目的層為古近系恩平組（Eep）和Ewc，均屬于辮狀河三角洲沉積。C井和D井Ewc物性最好，是主要含油層系，其中，D井測(cè)試獲高產(chǎn)，而A井、B井Eep和Ewc以及C井、D井及E井的Eep儲(chǔ)層物性較差，基本均為干層。為盡快評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)Z構(gòu)造，正確判斷物源方向、預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)層空間分布是油田亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。根據(jù)5口井電成像測(cè)井資料分析，A井和B井Eep和Ewc的古水流方向整體為N－NNW向或NNE向；C井Ewc古水流方向?yàn)镹E－NEE向，Eep古水流方向轉(zhuǎn)變?yōu)镾WW－S向；E井主要鉆遇Eep，古水流方向主要為SSW向－S向。根據(jù)這些井古水流方向和儲(chǔ)層物性分析判斷，C井Ewc物源方向與A、B井物源一致，而Eep古水流方向與E井一致，主要為SSW向。從上述分析得知，各井Ewc物源均來(lái)自南部，而A井和B井Eep物源仍來(lái)自南部，C井、D井及E井Eep物源來(lái)自東北部（圖6）。因此，C井和D井Ewc處于離源區(qū)較遠(yuǎn)的三角洲前緣，沉積物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離搬運(yùn)，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，分選、磨圓度較好，是造成該井區(qū)儲(chǔ)層物性較好的原因之一；A井、B井、C井、D井及E井的Eep皆因近物源，而導(dǎo)致儲(chǔ)層物性較差。由此可以判斷，有利儲(chǔ)層主要分布于B井與C井、D井之間的Ewc沉積區(qū)域，越靠近C井和D井區(qū)域，儲(chǔ)層物性越好。

圖5 烏石凹陷W井砂體加厚方向及古水流方向分析圖

圖6 珠江口盆地東部Z構(gòu)造古水流方向分析圖

4 結(jié)語(yǔ)

電成像測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用從早期的裂縫解釋評(píng)價(jià)，到巖性識(shí)別、沉積構(gòu)造解釋、沉積微相研究，再到以儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究、巖相精細(xì)解釋、沉積層序解析和砂體空間分布預(yù)測(cè)為主的儲(chǔ)層深入評(píng)價(jià)；從單井解釋發(fā)展到多井區(qū)域研究，其在地質(zhì)研究和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要。隨著國(guó)內(nèi)成像測(cè)井技術(shù)的快速發(fā)展，儀器和解釋軟件的國(guó)產(chǎn)化，極大地降低了成像數(shù)據(jù)的采集成本，提高了軟件操作的靈活方便性，為普及和深入應(yīng)用成像測(cè)井技術(shù)打下了良好基礎(chǔ)。今后，仍需進(jìn)一步加強(qiáng)電成像測(cè)井儀器的改進(jìn)升級(jí)，提高井眼覆蓋率和縱向分辨率，在研發(fā)及解釋人員的共同努力下，能夠利用電成像測(cè)井技術(shù)進(jìn)行更深入更精細(xì)的儲(chǔ)層地質(zhì)評(píng)價(jià)。

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