塔里木盆地碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層試井資料特征及KT1井儲(chǔ)層縫洞組合關(guān)系認(rèn)識(shí)

鄭函慶，丁心魯，劉學(xué)清，鄒茂林，張民偉，畢全福

（1.中國(guó)石油西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依 834000；2.北京京能油氣資源開發(fā)有限公司，北京 100022）

KT1井位于塔里木盆地柯坪斷隆帶，該井鉆井期間在寒武系吾松格爾組未發(fā)生放空漏失，鉆時(shí)為38～27 min/m，氣測(cè)全烴由0.051%上升至0.968%，組分只有甲烷，巖屑無(wú)熒光，弱含氣，完井電測(cè)無(wú)油氣顯示，儲(chǔ)層巖性為深灰色灰質(zhì)泥晶白云巖、深灰色含泥質(zhì)泥晶白云巖（白云石含量約55%）。

該井酸壓前測(cè)試僅見到少量天然氣，未能達(dá)到工業(yè)氣層標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)酸壓施工（注入井筒總液量160.00 m3，其中膠凝酸120.00 m3，清水40.00 m3）后，6 mm油嘴退液試產(chǎn)，油壓28.40～27.60 MPa，日產(chǎn)氣量28.69×104m3，之后進(jìn)行壓力恢復(fù)測(cè)試，試井雙對(duì)數(shù)曲線如圖1所示。

圖1 KT1井雙對(duì)數(shù)曲線

該層錄井、測(cè)井資料油氣顯示較差，為什么會(huì)獲得高產(chǎn)氣流？酸壓施工后的關(guān)井壓力恢復(fù)雙對(duì)數(shù)曲線初期沿斜率為1的直線上升，然后壓力及導(dǎo)數(shù)曲線快速?gòu)堥_，最后進(jìn)入徑向流階段，為什么曲線上沒(méi)有表現(xiàn)出斜率為1/2或1/4的裂縫線性流特征（圖1）？基于上述問(wèn)題，本文對(duì)KT1井獲高產(chǎn)氣儲(chǔ)層開展了深入研究?？紤]到該層屬于碳酸鹽巖儲(chǔ)層，與常規(guī)砂巖油氣藏有較大區(qū)別，因此在研究過(guò)程中，充分借鑒了塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖油氣藏試井曲線特征和儲(chǔ)層縫、洞的組合關(guān)系。

1 塔里木盆地碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層試井曲線特征和縫、洞組合關(guān)系

在塔里木盆地海相碳酸鹽巖縫洞型油氣藏已是勘探的主攻領(lǐng)域和重要的能源接替區(qū)，該類油氣藏儲(chǔ)層形成機(jī)理復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)，以多種裂縫、溶蝕孔洞或洞穴的發(fā)育為顯著特征[1–2]。海相碳酸鹽巖油氣藏儲(chǔ)層巖石基質(zhì)致密、基本不具儲(chǔ)滲性，受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及古巖溶作用的疊加改造影響，儲(chǔ)集空間類型以晶間溶孔、溶蝕孔洞為主，不同縫洞儲(chǔ)集體通過(guò)不同方式相互連通，形成串珠狀縫洞儲(chǔ)集組合體或上下錯(cuò)落疊置的縫洞儲(chǔ)集組合體。這就造成無(wú)論是在開發(fā)理念、開發(fā)技術(shù)和開發(fā)方式上，還是在儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)描述、滲流機(jī)理認(rèn)識(shí)等方面均與傳統(tǒng)的層狀碎屑巖油藏完全不同[3–6]。為了確定該類井的儲(chǔ)層特征，可以通過(guò)開關(guān)井作業(yè)并監(jiān)測(cè)井底壓力隨時(shí)間的變化，利用試井分析方法認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層。

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層試井及滲流特征開展了大量研究工作。1960年前蘇聯(lián)的Barenblatt等人首次針對(duì)裂隙油藏提出了雙重介質(zhì)的概念，并建立了滲流數(shù)學(xué)模型[7]；1969年Kazemi在雙重介質(zhì)的基礎(chǔ)上，研究了兩種介質(zhì)之間的穩(wěn)態(tài)竄流和非穩(wěn)態(tài)竄流，全面詳細(xì)地闡述了兩種介質(zhì)之間的流體交換規(guī)律[8]，但在實(shí)踐過(guò)程中，僅有少量?jī)?chǔ)層和該模型相符。2015年蔡明金等人針對(duì)塔里木油田奧陶系碳酸鹽巖油氣藏，將裂縫孔洞滲流與大型洞穴“空腔流”相結(jié)合建立試井模型[9]；2015―2016年陳利新等人針對(duì)哈拉哈塘油田碳酸鹽巖儲(chǔ)層試井特征問(wèn)題，采用靜態(tài)資料及生產(chǎn)特征相結(jié)合的方法，開展了哈拉哈塘油田儲(chǔ)層滲流特征[10–12]及酸壓效果評(píng)價(jià)；2018年熊鈺等人對(duì)大尺度串聯(lián)雙縫洞碳酸鹽巖油藏的壓力響應(yīng)進(jìn)行了分析[13]，通過(guò)實(shí)踐研究，認(rèn)為縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層多數(shù)為大尺寸非連續(xù)介質(zhì)的儲(chǔ)集空間，大多數(shù)井是由裂縫串聯(lián)的多個(gè)溶蝕洞穴形成的縫洞單元，儲(chǔ)層內(nèi)流體流動(dòng)機(jī)理較為復(fù)雜，當(dāng)井打開以后，縫洞型油氣藏內(nèi)流體在洞穴內(nèi)或大型裂縫中呈非線性達(dá)西流或管流，而導(dǎo)流能力差的小型裂縫、微裂縫呈達(dá)西滲流。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層試井資料特征的分析和歸類，塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層試井資料特征主要包括以下幾種：

1.1 雙重介質(zhì)儲(chǔ)層

假設(shè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層基質(zhì)中存在溶蝕孔，物性較差，微裂縫發(fā)育，具有較高的滲透性，但兩者之間物性差別有限。該類井鉆至目的層位時(shí)，可能會(huì)發(fā)生漏失，完井后可直接求產(chǎn)，試井曲線表現(xiàn)出“水平直線+凹子+水平直線”的典型特征（圖2）。該類井生產(chǎn)期間日產(chǎn)量不會(huì)太高，壓力下降較慢，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)。

圖2 FY–aX井雙對(duì)數(shù)曲線

1.2 均質(zhì)儲(chǔ)層

井眼鉆遇裂縫發(fā)育區(qū)或低滲儲(chǔ)層經(jīng)過(guò)酸壓改造，且裂縫遠(yuǎn)端未溝通溶蝕縫洞等高導(dǎo)流能力儲(chǔ)層，該類井裂縫平面上延伸性差，且基質(zhì)僅有少量孤立的溶蝕孔，可采用均質(zhì)模型進(jìn)行擬合求參。該類井鉆至目的層位時(shí)，一般不會(huì)發(fā)生漏失，完鉆后即使進(jìn)行酸壓改造效果也不好[10]，如HA–b井，該井還未投產(chǎn)便停噴，試井雙對(duì)數(shù)曲線特征如圖3所示。

圖3 HA–b井雙對(duì)數(shù)曲線

1.3 縫洞型儲(chǔ)層

由于流體在洞穴或大型裂縫和微裂縫或小型裂縫中的流動(dòng)狀態(tài)不同，兩種類型儲(chǔ)層物性差別大，在實(shí)際工作中可以采用徑向復(fù)合模型進(jìn)行擬合求取儲(chǔ)層參數(shù)，雖然所求參數(shù)不能反映儲(chǔ)層真實(shí)情況，但能夠幫助識(shí)別儲(chǔ)層縫洞組合關(guān)系，具體情況如下。

1.3.1 先縫后洞型

井眼鉆遇天然裂縫發(fā)育區(qū)，裂縫遠(yuǎn)端溝通縫洞或井打在縫洞外，由酸壓人工裂縫溝通縫洞。該類井地震上呈現(xiàn)串珠狀反射特征，鉆至目的層位時(shí)，一般不會(huì)發(fā)生漏失，需要酸壓后才能建產(chǎn)。這類儲(chǔ)層試井曲線初期多表現(xiàn)出明顯的裂縫線性流動(dòng)特征（裂縫越長(zhǎng)井儲(chǔ)越大），之后出現(xiàn)徑向流，試井曲線上表現(xiàn)為“凹子”，為溶洞的反映（凹子的深淺受洞穴的大小及與井筒距離控制，洞穴越大、與井筒距離越近，凹子就越深[13]，圖4）。該類井生產(chǎn)期間日產(chǎn)量不會(huì)太高，壓力下降較慢，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)。

圖4 JY–c井雙對(duì)數(shù)曲線

1.3.2 先洞后縫型

井眼直接鉆遇洞穴，并且洞穴周圍天然裂縫發(fā)育。該類井地震上呈現(xiàn)串珠狀強(qiáng)反射特征，鉆至目的層位時(shí)，會(huì)發(fā)生放空、漏失，完鉆后可直接求產(chǎn)。試井曲線初期表現(xiàn)為“凹子”，后期裂縫系統(tǒng)向洞穴供液，試井曲線上表現(xiàn)為壓力及導(dǎo)數(shù)曲線重合，并沿斜率為1的直線上翹（微裂縫或小型裂縫，圖5a）或沿斜率為1/2的直線平行上翹的流動(dòng)特征（規(guī)模稍大的裂縫帶，形成類似于平行斷層的特征，圖5b）。該類井生產(chǎn)期間日產(chǎn)量較高，壓力下降速率、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間和所鉆遇洞穴有直接關(guān)系，洞穴規(guī)模越大壓力下降速率越慢、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，反之洞穴規(guī)模越小壓力下降速率越快、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間越短。

圖5 YUEM–d井（a）與YUKE–e井（b）雙對(duì)數(shù)曲線

1.3.3 串珠型

串珠型儲(chǔ)層為兩個(gè)及兩個(gè)以上洞穴由滲透性較好但狹窄的通道連接，形成類似于“洞–縫–洞”的組合模型，井位于某一個(gè)洞內(nèi)。該類井地震上呈現(xiàn)強(qiáng)串珠狀反射特征，鉆至目的層位時(shí)，會(huì)發(fā)生放空、漏失，完鉆后可直接求產(chǎn)。試井曲線表現(xiàn)出明顯的“凹子+裂縫線性流+凹子”的典型特征（圖6）。該類井生產(chǎn)期間日產(chǎn)量較高，一般比先洞后縫型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的壓力下降速率更慢，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間更長(zhǎng)。

圖6 YJ–f井雙對(duì)數(shù)曲線

2 KT1井儲(chǔ)層特征認(rèn)識(shí)

KT1井位于塔里木盆地柯坪斷隆帶，區(qū)內(nèi)整體表現(xiàn)為呈北東走向的多排斷裂構(gòu)造帶的大型斷隆，北鄰庫(kù)車坳陷，東接塔北隆起、阿瓦提坳陷、巴楚隆起，東南方向與西南坳陷毗鄰。該區(qū)域塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組是一套重要烴源巖，該套烴源巖在柯坪地區(qū)肖爾布拉克剖面與蘇蓋特布拉克剖面中可見，為厚約30 m的黑色頁(yè)巖，有機(jī)碳含量高，熱演化程度較高。另外下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組由一套臺(tái)地相藻云巖或結(jié)晶白云巖組成，頂面與吾松格爾組呈假整合接觸關(guān)系，在地下水的淋濾作用下，沿?cái)嗔鸭捌淇p網(wǎng)溶蝕擴(kuò)張形成碳酸鹽巖縫洞儲(chǔ)集體，野外觀察縫洞十分發(fā)育（圖7）。中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組與沙依里克組下段均由一套穩(wěn)定分布的蒸發(fā)鹽巖組成，構(gòu)成一套區(qū)域性蓋層。區(qū)內(nèi)中下寒武統(tǒng)儲(chǔ)蓋與下寒武統(tǒng)烴源巖組成一套有效的生儲(chǔ)蓋組合[14–15]。

圖7 柯坪斷隆帶下寒武統(tǒng)碳酸鹽巖儲(chǔ)層野外露頭

通過(guò)對(duì)塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層的試井資料特征分析和縫、洞組合關(guān)系歸類發(fā)現(xiàn)，KT1井試井曲線特征（圖1）與先洞后縫型儲(chǔ)層中遠(yuǎn)端發(fā)育大裂縫帶的試井曲線特征（圖5b）相近，由此判斷該井位于溶洞附近，但未直接鉆遇，所以鉆井期間在寒武系吾松格爾組未發(fā)生放空漏失；而是通過(guò)酸壓裂縫和附近“串珠狀”溶洞連通，這和地震資料顯示“串珠狀”響應(yīng)特征相符。由于井筒和洞穴距離近，雙對(duì)數(shù)曲線初期沒(méi)有裂縫線性流特征，同時(shí)酸化溝通的溶洞中存儲(chǔ)有大量天然氣，雖然KT1井錄井、測(cè)井資料油氣顯示較差，酸壓后卻獲得高產(chǎn)氣流；試產(chǎn)期間日產(chǎn)氣量大，產(chǎn)量較為穩(wěn)定，壓力下降速率慢，表明該井儲(chǔ)層縫洞規(guī)模較大。

3 結(jié)論與建議

（1）通過(guò)分析塔里木盆地柯坪斷隆帶生儲(chǔ)蓋條件、儲(chǔ)層巖性特征和塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層試井資料特征，識(shí)別了KT1井寒武系吾松格爾組氣藏的縫、洞組合關(guān)系，對(duì)該區(qū)域的勘探和開發(fā)方向具有一定的指導(dǎo)意義。

（2）通過(guò)分析可以確定碳酸鹽巖型縫洞儲(chǔ)集體是塔里木盆地下寒武統(tǒng)油氣的主要存儲(chǔ)空間，下步應(yīng)以縫洞儲(chǔ)集體作為井網(wǎng)部署的基本單元，提高地震資料采集與處理質(zhì)量，并充分依靠地震剖面上“串珠狀”反射響應(yīng)特征來(lái)提高鉆遇縫洞油氣藏的成功率，達(dá)到精準(zhǔn)找油氣的目的。