南加蓬次盆L氣田鹽膠結儲層特征分析與識別

張 磊

(中國海洋石油國際有限公司，北京 100010)

0 引 言

西非深水鹽下儲層是近年來油氣勘探的熱點。L氣田位于南加蓬次盆深水區(qū)，鉆井揭示鹽下儲層巖性為砂巖，儲層巖芯孔隙度平均值約為14%，滲透率平均值為3 mD，呈中孔低滲特征。巖芯分析表明地層主要存在2種膠結形式，即泥質膠結與鹽膠結，局部有少量碳酸鹽巖膠結，鹽膠結是導致儲層物性變差的主要原因之一。

也門Azal油田鹽膠結儲層評價時發(fā)現(xiàn)，鹽膠結會使孔隙度明顯降低(Gardner et al., 1980；Huurdeman et al., 1991)，利用三孔隙度曲線可以定性識別鹽膠結，從而為研究鹽膠結分布提供依據(jù)，國內鮮有鹽膠結類型的復雜儲層評價相關實例。

研究區(qū)地層水礦化度高，取樣水分析顯示礦化度為360 g/L,砂巖與鹽巖通過斷面對接導致鹵水進入是鹽下砂巖儲層發(fā)育鹽膠結作用的主要成因(饒勇等，2018；陽懷忠等，2018)。不同成巖階段孔隙的差異性直接導致了儲層物性的好壞，由于鹽膠結形成于成巖晚期，不利于原生孔隙的保存，對儲層孔隙連通性產生較大影響，造成儲層物性變差(邵曉州等，2018；雒斌，2019)。然而，鹽巖密度僅為2.1 g/cm3,明顯低于砂巖骨架密度，鹽膠結的存在造成密度曲線偏低，密度測井計算孔隙度較巖芯分析值偏大。在鹽膠結砂巖儲層中，孔隙度難以用傳統(tǒng)的中子-密度方法準確計算，巖芯分析孔滲關系也顯示不同膠結類型的儲層滲透性截然不同。由于孔隙度難以準確計算，嚴重制約了儲層評價等工作(譚偉等，2020)，因此鹽膠結的識別及孔隙度評價是L氣田儲層評價的關鍵。

1 L氣田儲層特征分析

1.1 測井響應特征

無鹽膠結氣層測井響應特征(圖1)：常規(guī)測井自然伽馬值低，電阻率(AT90)一般>10 Ω·m，由于泥質含量高，薄氣層電阻率值范圍為4～10 Ω·m；聲波測井(DTCO)值在300 μs/m(90 μs/ft)左右；中子測井(TNPH)“挖掘效應”特征不明顯；核磁測井可動流體特征明顯，核磁可動孔隙度范圍為10%～20%。

圖1 L-1井無鹽膠結氣層測井響應特征

圖2 L-1井鹽膠結氣層測井響應特征

鹽膠結段砂巖測井響應特征(圖2)：電阻率較氣層高，一般為30～200 Ω·m；聲波測井值為197～230 μs/m(60～70 μs/ft)；中子測井存在明顯的“挖掘效應”；核磁測井顯示幾乎無可動信號，核磁可動孔隙度值一般<5%。

在嚴重鹽膠結段(4 640～4 690 m)若采用密度測井計算孔隙度，其值一般大于該區(qū)孔隙度下限值10%，同時中子測井存在“挖掘效應”，測井解釋應為氣層。但在解釋過程中發(fā)現(xiàn)密度、孔隙度結果明顯高于聲波孔隙度和核磁有效孔隙度(均為5%～8%)，核磁可動孔隙信號較小；該段共進行了10次MDT測壓，結果顯示7個未坐封成功點、3個致密點，可見儲層物性較差，故測井一次綜合解釋多為干層，少量氣層。

1.2 巖芯分析特征

孔滲與薄片特征： L氣田2口井巖芯分析孔隙度與顆粒密度關系(圖3)顯示，無鹽膠結巖芯(黃色數(shù)據(jù)點)顆粒密度值越小孔隙度越大，與常規(guī)砂巖儲層一致；鹽膠結點(綠色數(shù)據(jù)點)顆粒密度較無鹽膠結點明顯降低，其孔隙度也隨顆粒密度值降低而降低。薄片分析(圖4)結果顯示，鹽膠結巖芯孔隙連通性較差，無鹽膠結巖芯薄片顯示了較好的孔隙連通性，巖芯分析孔隙度與滲透率關系(圖5)顯示，鹽膠結現(xiàn)象導致孔滲明顯變差。

圖3 L氣田巖芯分析孔隙度與顆粒密度關系圖

圖4 L氣田鹽膠結(a)與無鹽膠結薄片(b)特征

圖5 L氣田巖芯分析孔隙度與滲透率關系圖

2 鹽膠結定性識別方法

2.1 元素俘獲測井識別

巖性識別對復雜巖性中儲層有效性判斷及儲層參數(shù)評價至關重要(魏丹等，2014)。在L-2井進行元素俘獲測井，能夠得到元素Cl的干重曲線(劉緒剛等，2005；Radtke et al., 2012；Feng et al.，2014；康冬菊等，2018；黃秋靜等，2019)，元素Cl干重曲線與利用巖芯薄片統(tǒng)計得到的鹽巖含量變化趨勢吻合較好(圖6)。通過元素俘獲測井元素Cl干重曲線能夠較好地定性識別鹽膠結的存在。

2.2 常規(guī)測井識別方法

如果通過其他常規(guī)測井曲線能夠定性識別鹽膠結則具有重要意義。分析發(fā)現(xiàn)，鹽膠結儲層與無鹽膠結儲層測井響應特征具有明顯差異的為中子孔隙度和核磁可動流體孔隙度，這是由于地層含有鹽巖，使得Cl含量增高，導致熱中子被俘獲數(shù)增高，所以中子孔隙度值明顯降低。鹽膠結導致滲透性變差，核磁可動流體孔隙度必然降低，故利用上述2條曲線構建1條指示曲線INDEX，該曲線與元素俘獲測井Cl元素干重曲線形態(tài)一致(圖6)，INDEX≥0時為無鹽膠結，INDEX<0時為存在鹽膠結，可較好地指示鹽膠結的存在，從而有效解決鹽膠結定性識別的問題。鹽膠結識別因子按下式計算。

INDEX=(TNPH-0.245)+(CMFF-0.05)

(1)

2.3 鹽膠結段孔隙度計算

有效識別出是否存在鹽膠結之后，在鹽膠結段(4 640～4 700 m)利用聲波測井計算孔隙度，結果(圖7)與巖芯分析基本一致，為下一步飽和度和滲透率計算、氣田儲量評價以及利用地震資料開展儲層預測工作奠定了基礎(宋雙，2017)。

圖6 L-2井Cl元素干重曲線與巖芯薄片統(tǒng)計鹽含量對比

圖7 L-2井孔隙度計算結果

3 結 論

(1)鹽膠結現(xiàn)象容易導致密度測井值較低，出現(xiàn)指示物性變好的假象，實際上巖芯分析表明鹽膠結會導致孔滲變差，給儲層有效性識別及參數(shù)計算帶來偏差。

(2)元素俘獲測井可以有效定性識別鹽膠結。中子測井與核磁測井結合可建立鹽膠結識別因子曲線，在無元素俘獲測井情況下，也可快速定性識別鹽膠結存在，有效解決儲層有效性識別問題。

(3)聲波測井可較準確計算鹽膠結段孔隙度，并據(jù)此進一步開展飽和度、滲透率等參數(shù)評價，為氣田儲量計算奠定基礎。