中拐凸起石炭系火山巖儲(chǔ)層蝕變測(cè)井表征方法研究

李靜

摘 要：以本區(qū)蝕變火山熔巖為研究對(duì)象，利用已有的薄片數(shù)據(jù)直觀判斷同口井同種巖性中蝕變儲(chǔ)層特征，并對(duì)本區(qū)主要蝕變的類型、影響蝕變作用的因素及測(cè)井曲線進(jìn)行分析，得到黏土蝕變火山熔巖電阻率、聲波、補(bǔ)償中子、密度曲線及鈉長(zhǎng)石化作用下伽馬曲線的特點(diǎn)，并針對(duì)以上敏感性參數(shù)首次構(gòu)建鈉長(zhǎng)石化指數(shù)彌補(bǔ)了現(xiàn)有認(rèn)識(shí)的不足、構(gòu)建適合本區(qū)的黏土蝕變指數(shù)表征蝕變程度并定量計(jì)算黏土含量，對(duì)發(fā)生黏土蝕變的儲(chǔ)層進(jìn)行孔隙度校正，提升儲(chǔ)層有效性認(rèn)識(shí)，也為儲(chǔ)量計(jì)算提供合理的孔隙度參數(shù)。同時(shí)該套蝕變表征方法對(duì)于其他地區(qū)也具有較好的適應(yīng)性，推廣應(yīng)用效果顯著。

關(guān)鍵詞：中拐凸起石炭系;黏土蝕變;鈉長(zhǎng)石化;儲(chǔ)層有效性

1 概況

1.1 研究目的及意義

自2012年，金龍10井在石炭系火山巖獲得突破，火山巖儲(chǔ)層已成為準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中拐地區(qū)油氣勘探的重要目標(biāo)，在經(jīng)歷了大規(guī)?？碧介_發(fā)后發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問題：

一是經(jīng)過壓裂措施后單井產(chǎn)量差異大;

二是本區(qū)火山巖都呈現(xiàn)低放射性的特征。

通過鉆井取心及巖石薄片等資料發(fā)現(xiàn)本區(qū)酸性火山巖普遍發(fā)生了鈉長(zhǎng)石化蝕變并伴有黏土蝕變，而基性火山巖主要發(fā)生黏土蝕變，整體改變了原有火山熔巖的孔隙結(jié)構(gòu)，并間接影響到油氣的儲(chǔ)集量和產(chǎn)能。

1.2 研究區(qū)勘探現(xiàn)狀

與常規(guī)儲(chǔ)層相比較，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣石炭系火山巖油藏存在明顯特殊性，突出表現(xiàn)在：

①儲(chǔ)層巖石類型多，具有良好儲(chǔ)滲性能的各種火山巖均可作為儲(chǔ)層，但與物性、含油性的內(nèi)在關(guān)系復(fù)雜;

②儲(chǔ)層分布受構(gòu)造、巖性控制作用明顯。繼承性構(gòu)造、風(fēng)化、淋濾、剝蝕和斷裂等地質(zhì)作用是控制油氣富集的主要因素;

③不同火山巖蝕變對(duì)儲(chǔ)層孔隙度及滲透率的影響不清，進(jìn)一步影響火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)效果。因此，以金龍10井區(qū)為依托，對(duì)石炭系火山巖儲(chǔ)層特征深入研究，分析不同類型火山巖儲(chǔ)層蝕變特征，不同相帶火山巖蝕變特征以及蝕變對(duì)物性的影響因素分析，對(duì)于加快該類油氣藏的勘探和評(píng)價(jià)具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1.3 研究思路及內(nèi)容

針對(duì)火山熔巖儲(chǔ)層蝕變的測(cè)井表征方法，首先對(duì)研究區(qū)蝕變儲(chǔ)集層孔隙度、滲透率的特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究結(jié)果顯示基性巖隨著黏土含量增加孔隙和滲透率降低，中性巖的黏土含量對(duì)孔隙度影響較大，但對(duì)滲透率影響較小，而酸性巖中蝕變作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響較復(fù)雜，在本區(qū)基本發(fā)生鈉長(zhǎng)石化的現(xiàn)象，同時(shí)伴生有部分黏土蝕變，使得儲(chǔ)層改造有雙重影響。具體以研究區(qū)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)結(jié)合薄片分析情況，對(duì)火山熔巖儲(chǔ)層不同蝕變類型的孔隙度滲透率關(guān)系以及在伽馬、電阻率、聲波、補(bǔ)償中子、密度等測(cè)井曲線上的響應(yīng)特征進(jìn)行分析，優(yōu)選敏感參數(shù); 根據(jù)優(yōu)選的敏感參數(shù)，構(gòu)建表征本研究區(qū)的各類蝕變程度的指數(shù)（鈉長(zhǎng)石化、黏土化蝕變）;研究蝕變火山熔巖的真實(shí)儲(chǔ)層物性，定量計(jì)算蝕變產(chǎn)物-黏土含量，從而對(duì)孔隙度進(jìn)行校正。

2 火山熔巖蝕變機(jī)理及地層特征

2.1 研究區(qū)火山熔巖蝕變特征

研究區(qū)火山巖孔隙結(jié)構(gòu)見有溶蝕孔，因此大致判斷研究區(qū)火山巖具有溶蝕現(xiàn)象。基于研究區(qū)薄片分析數(shù)據(jù)，火山碎屑巖蝕變不明顯，熔巖具有明顯且較高的蝕變程度，火山巖蝕變類型包括基質(zhì)綠泥石化，角閃石斑晶綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽巖化、長(zhǎng)石、角閃石、黑云母斑晶見綠泥石化、伊利石化等。其中安山巖段的蝕變類型以基質(zhì)綠泥石化，角閃石斑晶綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化為主，同時(shí)蝕變類型不單一，一種蝕變類型常與其他一種或幾種蝕變類型并存;火山角礫巖蝕變不明顯;凝灰?guī)r蝕變類型以伊利石化為主，局部見碳酸鹽化。此外薄片分析還見有蝕變充填孔隙、充填裂縫等現(xiàn)象。

2.2 火山熔巖蝕變機(jī)理

原巖蝕變，又稱原巖交代蝕變或主巖交代蝕變，是指容礦原巖在內(nèi)部流體（氣相、液相）的作用下所發(fā)生的化學(xué)和物理變化，從而引起原巖化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化。由于熱液交代蝕變作用是流體或熱液在開放或半開放體系內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生和進(jìn)行的，因此成巖系統(tǒng)往往是在動(dòng)態(tài)或者非平衡狀態(tài)下進(jìn)行礦物和物質(zhì)置換作用，具有很大隨機(jī)性;同時(shí)交代蝕變過程的時(shí)間要比區(qū)域變質(zhì)作用過程要短。由于熱液蝕變?cè)诳臻g規(guī)模上常相對(duì)較小，因此在交代蝕變巖中會(huì)殘留或保存原巖或早期巖石的礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物的假象和殘留體等。早期階段礦物常被晚期階段礦物所交代，常使巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物共生關(guān)系變得更加復(fù)雜，這也為研究交代蝕變或成礦的過程創(chuàng)造了有利價(jià)值。

3 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

以巖心實(shí)驗(yàn)、測(cè)錄井為基礎(chǔ)，針對(duì)儲(chǔ)層蝕變的表征方法所面臨的問題，通過研究得出以下認(rèn)識(shí)與結(jié)論：

①由于本研究區(qū)基性火山巖主要發(fā)生黏土蝕變，根據(jù)黏土蝕變作用在常規(guī)測(cè)井曲線電阻率，補(bǔ)償中子、密度的響應(yīng)特征，構(gòu)建蝕變指數(shù)主要表征黏土含量，再建立孔隙度校正模型，消除黏土對(duì)儲(chǔ)層物性的影響，計(jì)算出真實(shí)孔隙度。從而有效提高了測(cè)井解釋精度;

②酸性火山巖主要發(fā)生鈉長(zhǎng)石化作用并伴生有部分黏土蝕變。其中GR曲線作為鈉長(zhǎng)石化的敏感參數(shù)，構(gòu)建了表征鈉長(zhǎng)石化蝕變程度的指數(shù)，同時(shí)ECS元素俘獲測(cè)井中K+含量的變化與鈉長(zhǎng)石化的機(jī)理相印證，首次明確了本區(qū)低放射性火山巖的成因，彌補(bǔ)了現(xiàn)有認(rèn)知的不足;

③同時(shí)該套蝕變表征方法對(duì)于其他地區(qū)也具有較好的適應(yīng)性，推廣應(yīng)用效果顯著。