塔里木盆地克拉2氣田儲層綜合定量評價

徐艷梅，劉兆龍，張永忠，郭振華，肖 鑫，孫 迪

（1．中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2．北京阿什卡技術(shù)開發(fā)有限公司；3．中國石油塔里木油田勘探開發(fā)研究院）

塔里木盆地克拉2氣田天然氣探明地質(zhì)儲量超過2 000×108m3，目前已進入開發(fā)中期。通過開展儲層評價研究，對儲層進行合理分類，有助于科學有效地開發(fā)氣藏，提高勘探開發(fā)效益[1-4]。對儲層評價可分為定性評價和定量評價兩類[5-7]，克拉2氣田儲層評價以定性評價為主。朱如凱等人通過研究儲層的巖石學、成巖演化、儲集空間等特征，制定了不同的分類評價標準，將塔里木盆地北部白堊系—古近系儲層定性地分為四類[8]。影響儲層評價的因素較多，且各評價參數(shù)間關(guān)系極其復雜，在儲層評價過程中，常常會出現(xiàn)評價結(jié)果互相矛盾的情況。為了解決儲層定性評價過程中遇到的問題，本文采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，重新對克拉2氣田中氣藏圈閉內(nèi)巴什基奇克組儲層進行定量分類評價。

1 儲層特征及評價存在的問題

1.1 地質(zhì)概況

克拉2氣田位于塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶東段，構(gòu)造軸向呈東西向分布。庫車坳陷構(gòu)造變化主要經(jīng)歷了三個階段，分別是前碰撞造山、碰撞造山和陸內(nèi)造山。庫車地區(qū)烴源巖主要形成于中生代，克拉2氣田構(gòu)造圈閉形成和油氣成藏主要發(fā)生于新生代[9-11]。

克拉2氣田儲層主要發(fā)育于下白堊統(tǒng)巴西改組、巴什基奇克組和古近系庫姆格列木群，巖性為白云巖和砂礫巖[12-13]。其中，巴什基奇克組一段、二段為辮狀河三角洲前緣亞相沉積，主要發(fā)育水下分流河道、河口壩、水下分流間灣微相。巖石類型主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，其中巴什基奇克組一段以巖屑砂巖為主，二段以長石巖屑砂巖為主。

1.2 儲層特征

克拉2氣田碎屑巖儲層物性差異較大，常規(guī)物性分析表明，孔隙度最大為22.39%，最小為3.06%，主值區(qū)間為8 %～20%，峰值為15 %；滲透率主要為（1～1 000）×10-3μm2，最大為 1 770.15×10-3μm2，平均為 49.42×10-3μm2?？紫抖群蜐B透率均呈正態(tài)分布，表現(xiàn)為單峰狀，孔滲關(guān)系為線性分布（圖1），表明儲層孔喉分布較均勻，物性較好。其中，巴什基奇克組一段和二段孔滲相關(guān)性好。

對克拉2氣田528塊砂巖鑄體薄片樣品進行分析，結(jié)果表明孔隙類型以粒間溶孔為主，占總面孔率74.7%，其次為原生粒間孔，占總面孔率17.2%。巴什基奇克組一段面孔率為 3.0%～8.0%；巴什基奇克組二段面孔率較好，多數(shù)大于5.0%。砂巖喉道類型主要為縮頸型，片狀孔喉較少。巴什基奇克組一段連通性較差，孔喉配位數(shù)為 0～2；巴什基奇克組二段連通性好，孔滲性好，孔喉配位數(shù)為1～3。

克拉2氣田儲層排驅(qū)壓力較低，孔喉分選較好，總體屬中粗孔中喉-中細孔中小喉的孔隙結(jié)構(gòu)特征。巴什基奇克組一段、二段的毛管壓力曲線中值壓力和排驅(qū)壓力相對較低，平均孔喉半徑大，對油氣的滲流能力強。

圖1 克拉2氣田碎屑巖儲層物性特征

1.3 存在問題

前人對克拉2氣田的儲層評價基本上都是通過定性評價方法來分類的，評價參數(shù)通常包含孔隙度、滲透率、有效厚度等；通過劃分不同級別，制定該區(qū)的儲層分類評價標準[14]。根據(jù)該評價標準，對克拉 2氣田巴什基奇克組儲層進行了定性評價分類（表1），從表中可以看出：

（1）同時存在多個評價參數(shù)時，無法確定哪些參數(shù)作為主要評價指標；

（2）確定了多個評價參數(shù)時，儲層分類的界限相對模糊；

（3）確定分類評價標準非常依賴于專家經(jīng)驗，主觀性較強；

（4）評價結(jié)果互相矛盾，無法確定某個儲集單元的最終評價結(jié)果。

表1 克拉2氣田巴什基奇克組儲層定性評價分類

2 綜合定量評價

為了解決單因素定性評價結(jié)果相互矛盾的問題，本次研究采用儲層綜合定量評價方法，提高儲層評價的客觀性和準確性。

2.1 基本原理與計算步驟

儲層綜合定量評價方法公式為：

式中：R為儲層綜合評價指標；"#為儲層評價參數(shù)的權(quán)系數(shù)；$#為儲層評價參數(shù)；(為儲層評價參數(shù)的數(shù)量。

由式中可以看出，儲層評價參數(shù)是已知的，只要確定了儲層評價參數(shù)的權(quán)系數(shù)，就可以計算出儲層綜合評價指標。本次研究中使用灰色關(guān)聯(lián)度分析法來確定權(quán)系數(shù)[15-16]。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法是衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法，根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度，達到分清因素的主次及其影響大小的目的[17]。該方法的優(yōu)勢有：對數(shù)據(jù)的要求不高，既不需要有大量的數(shù)據(jù)支持也不需要數(shù)據(jù)具有典型的正態(tài)分布規(guī)律，在一定程度上可以忽略數(shù)據(jù)不對稱帶來的誤差；同時該計算方法較為簡便，計算工作量不大。將灰色關(guān)聯(lián)度分析法應用于儲層綜合評價中，通過分析各個地質(zhì)評價參數(shù)的主要關(guān)系，找出影響各個評價參數(shù)的重要因素，進而能夠快速地確定儲層評價參數(shù)的權(quán)系數(shù)。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法的具體步驟如下：

（1）確定母序列和子序列。

母序列為：

式中：(為評價樣品個數(shù)，1為評價參數(shù)個數(shù)。

（2）構(gòu)建原始數(shù)據(jù)矩陣，其矩陣為：

（3）將各序列進行無量綱化處理，確定標準化后的數(shù)據(jù)。

同一觀測時刻（觀測點）各子因素與母因素之間的絕對差值的最大值為：

同一觀測時刻（觀測點）各子因素與母因素之間的絕對差值的最小值為：

式中：ξ為分辨系數(shù)，其作用是為了平衡由于最大絕對差數(shù)值較大而出現(xiàn)失真，改善關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性。

計算確定各子因素對母因素之間的關(guān)聯(lián)度為：

（5）計算權(quán)系數(shù)。在計算確定關(guān)聯(lián)系數(shù)后，通過歸一化處理求得各影響因子的權(quán)系數(shù)為：

2.2 評價過程

在儲層定量評價過程中，首先篩選出主要評價參數(shù)，然后利用灰色關(guān)聯(lián)分析法確定權(quán)系數(shù)，計算評價指標。

評價參數(shù)的選取一般應滿足以下要求：①代表性：所選評價參數(shù)能反映儲層的特點且具有代表性；②綜合性：儲層評價參數(shù)影響因素復雜，各參數(shù)相互影響，這可以在選取有利參數(shù)的同時，也應選取對儲層物性不利的參數(shù)；③目標性：評價參數(shù)與評價目標要一致，防止相互沖突。本次克拉2氣田儲層定量評價中選取的參數(shù)包含孔隙度、滲透率、有效厚度、含氣飽和度和泥質(zhì)含量。

在油田開發(fā)階段，相對于其它評價參數(shù)，滲透率是主要影響因素[18-19]，因此在本次研究中將滲透率作為主因素，其余4個參數(shù)作為子因素。將計算的關(guān)聯(lián)度結(jié)果進行歸一化處理，得到各指標的權(quán)重系數(shù)："=（0.233，0.193，0.192，0.192，0.190）。依照權(quán)重系數(shù)及關(guān)聯(lián)度大小對全部指標進行排序，即得到關(guān)聯(lián)程度順序：滲透率＞有效厚度＞含氣飽和度=孔隙度＞泥質(zhì)含量，關(guān)聯(lián)結(jié)果與實際情況比較吻合，能夠反映各評價參數(shù)對儲層的影響程度。最后對每個評價參數(shù)進行最大值標準化處理，即可確定綜合定量評價指標。

地質(zhì)特征越相近，評價指標值越相近；不同分布特征的參數(shù)會形成不同斜率的直線段，具有相近特征的儲層位于同一斜率的直線段上，因此可以利用累積概率曲線來確定分類區(qū)間（分類標準），不同直線段的交點即為分類的界限值。這樣最終確定了克拉2氣田儲層綜合定量分類的標準（表2）。

表2 儲層分類標準

2.3 評價結(jié)果

根據(jù)表2中儲層綜合定量分類標準，對本次研究的儲層單元進行了分類（表3）。Ⅰ類儲層為有利儲層，為克拉2氣田氣藏圈閉內(nèi)較好的儲層，是天然氣富集和勘探開發(fā)的有利儲層，占儲層單元總數(shù)的 30.0%，平均孔隙度為 15.41%，平均滲透率為94.52×10-3μm2，有效厚度為129 m；Ⅱ類儲層為中等儲層，占儲層單元總數(shù)的 52.5%，平均孔隙度為14.09%，平均滲透率為42.37×10-3μm2，有效厚度為102 m；Ⅲ類儲層為不利儲層，占儲層單元總數(shù)的17.5%，平均孔隙度為 12.40%，平均滲透率為 8.21×10-3μm2，有效厚度為59 m。

2.4 結(jié)果驗證

分類結(jié)果直接反映在產(chǎn)能動態(tài)指標上，本文選取產(chǎn)能數(shù)據(jù)對儲層分類結(jié)果進行驗證。根據(jù)不同射孔層段的地層系數(shù)（有效厚度×滲透率）權(quán)重大小，將單井產(chǎn)能劈分到每個儲層單元上，結(jié)合每個儲層單元標定的產(chǎn)能和儲層綜合定量評價分類結(jié)果，確定了克拉2氣田產(chǎn)能標定儲層分類標準（表4）。通過對比分析產(chǎn)能標定儲層分類和綜合定量評價儲層分類結(jié)果（表5），巴什基奇克組一段儲層定量分類與產(chǎn)能標定分類符合率為87%，巴什基奇克組二段儲層分類符合率85%，證明本次儲層綜合定量評價 具有一定的可靠性，分類結(jié)果可在生產(chǎn)中實際應用。

表3 克拉2氣田巴什基奇克組儲層綜合定量評價分類（部分）

表4 產(chǎn)能標定儲層分類標準

表5 巴什基奇克組儲層產(chǎn)能和綜合定量評價對比表（部分）

2.5 儲層評價分區(qū)

將分類結(jié)果標定到巴什基奇克組一段和二段上，在平面上生成儲層分類區(qū)。從圖2可以看出，Ⅰ類和Ⅱ類儲層主要分布在氣藏圈閉的中部和東部，Ⅲ類儲層主要分布在氣藏圈閉的西部。從圖3可以看出，Ⅰ類儲層主要分布在氣藏圈閉的中部，Ⅱ類儲層主要分布在氣藏圈閉的東部，氣藏圈閉內(nèi)沒有Ⅲ類儲層，說明縱向上巴什基奇克組二段儲層物性整體要好于一段。受井控的限制，將氣藏圈閉內(nèi)Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類儲層以外區(qū)域的儲層預測為Ⅳ類儲層，可能為差氣層或干層，是今后需要進一步評價的區(qū)域。通過劃分克拉2氣藏儲層分類平面圖，確定儲層的有利區(qū)域，對以后的開發(fā)井位部署具有一定的指導作用。

3 結(jié)論

（1）本文的儲層評價方法解決了儲層定性評價中遇到的單一參數(shù)評價結(jié)果互相矛盾的問題。

（2）對比產(chǎn)能數(shù)據(jù)和儲層定量評價結(jié)果，驗證了本文儲層綜合定量評價分類結(jié)果有一定的可靠性。

（3）平面上，巴什基奇克組一段的Ⅰ類和Ⅱ類儲層主要分布在中部和東部，Ⅲ類儲層主要分布在西部；巴什基奇克組二段的Ⅰ類儲層主要分布在中部，Ⅱ類儲層主要分布在東部?？v向上，巴什基奇克組二段儲層質(zhì)量整體好于巴什基奇克組一段。

圖2 巴什基奇克組一段儲層分類平面圖

圖3 巴什基奇克組二段儲層分類平面圖