土庫曼斯坦阿姆河右岸區(qū)塊碳酸鹽巖有效儲(chǔ)層物性下限研究

李洪璽

(中國石油川慶鉆探工程公司 地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610051)

引 言

阿姆河盆地是一個(gè)中生代富氣盆地，主體位于土庫曼斯坦東部和烏茲別克斯坦西南部，以阿姆河為分界線，盆地東南部和南部伸入阿富汗和伊朗境內(nèi)，盆地面積約29×104km2[1-3]。右岸區(qū)塊位于土庫曼斯坦阿姆河右岸。

右岸地區(qū)是阿姆河盆地東北部的鹽下生物礁富氣區(qū)[3-5]，是十分有利的勘探區(qū)帶，但氣藏地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，儲(chǔ)層類型多樣，有效儲(chǔ)層物性下限差別大且難以確定。

1 右岸區(qū)塊碳酸鹽巖儲(chǔ)層類型

右岸區(qū)塊有14 000 km2，根據(jù)勘探開發(fā)程度、儲(chǔ)層發(fā)育特征，將區(qū)塊劃分為西部、中部和東部3個(gè)部分。由于構(gòu)造特征及沉積環(huán)境不同[6-7]，在右岸區(qū)塊西部、中部及東部3個(gè)區(qū)域形成了不同的儲(chǔ)層類型。

西部為開闊臺(tái)地及局限臺(tái)地沉積，主要發(fā)育連續(xù)多層疊置的生屑灘儲(chǔ)層。該儲(chǔ)層巖性一般為亮晶生屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、微亮晶顆粒灰?guī)r，儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為孔隙，巖心上局部可見明顯的針狀溶孔(圖1)。成像測井顯示，儲(chǔ)層段發(fā)育較多由孔隙性灰?guī)r引起的黑色低阻條帶，表明溶孔發(fā)育，裂縫不發(fā)育(圖1)。巖心的孔隙度與滲透率在半對數(shù)坐標(biāo)圖上具有較好的相關(guān)性(圖2)。結(jié)合孔隙結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，得出右岸區(qū)塊西部儲(chǔ)層類型主要為孔隙型或孔洞型。

圖1 右岸西部地區(qū)孔隙(洞)巖心照片及成像測井特征Fig.1 Core photos and imaging logging characteristics of pore(cave) reservoir in western area of right bank

圖2 右岸西部孔隙、孔洞儲(chǔ)層孔-滲關(guān)系Fig.2 Relation between porosity and permeability of pore(cave) reservoir in western area of right bank

中部的有利相帶主要為上斜坡繼承性發(fā)育的緩坡礁灘帶。儲(chǔ)層巖性主要為生(砂)屑灰?guī)r以及少量礁灰?guī)r、藻灰?guī)r，儲(chǔ)集空間類型有孔隙和裂縫，但以孔隙為主。孔隙主要包括剩余原生粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔等原生孔隙及粒內(nèi)、粒間、晶間溶孔、鑄?？?、生物體腔孔等次生孔隙。裂縫類型主要包括溶蝕縫、構(gòu)造縫和壓溶縫(圖3)。巖心資料顯示儲(chǔ)層類型為裂縫孔隙型儲(chǔ)層。

圖3 右岸中部儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型Fig.3 Reservoir space types of the reservoir in middle area of right bank

巖心孔-滲關(guān)系(圖4)上幾乎無相關(guān)性， 反映了既有裂縫又有孔隙的雙重特性。同時(shí)試井資料也表現(xiàn)出明顯的雙重介質(zhì)滲流特征(圖5)，綜合判斷右岸中部儲(chǔ)層類型主要為裂縫-孔隙(洞)型。

圖4 右岸中部儲(chǔ)層巖心孔-滲關(guān)系Fig.4 Relation between porosity and permeability of reservoir in middle area of right bank

圖5 右岸中部儲(chǔ)層試井壓力導(dǎo)數(shù)曲線Fig.5 Characteristics of well test pressure derivative curve in middle area of right bank

東部主要的有利相帶為上斜坡礁灘發(fā)育帶，儲(chǔ)層巖性為生屑、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r、微晶生屑灰?guī)r和微亮晶角礫灰?guī)r[5-7]。沿裂縫孔洞發(fā)育，巖心上可見沿裂縫發(fā)育的溶洞(圖6)。該類儲(chǔ)層的孔滲關(guān)系也比較雜亂(圖7)，部分孔隙度大于10%的層段，滲透率僅0.1×10-3μm2，說明存在連通性較差的孔洞型儲(chǔ)層，而低孔段表現(xiàn)出高滲透率特征，正好體現(xiàn)了裂縫的存在。綜合分析右岸東部儲(chǔ)層類型為裂縫型孔洞儲(chǔ)層。

圖6 右岸東部儲(chǔ)層主要儲(chǔ)集空間類型Fig.6 Reservoir space types of reservoir in east area of right bank

圖7 右岸東部裂縫型孔洞儲(chǔ)層巖心孔-滲關(guān)系Fig.7 Relation between porosity and permeability of fractured pore(cave) reservoir in east area of right bank

2 儲(chǔ)層有效物性下限

有效儲(chǔ)層物性下限研究的方法主要有測試法、相對滲透率、孔隙度-飽和度交匯法、含油產(chǎn)狀法、最小有效孔喉法、鉆井液侵入法、孔-滲交會(huì)法、滲透率應(yīng)力敏感法等[8-11]。在右岸區(qū)塊，根據(jù)各個(gè)區(qū)域的不同儲(chǔ)層類型和資料狀況，采用不同的組合方法，針對東部裂縫型孔洞儲(chǔ)層，引入有效孔隙度-總孔隙度交匯與孔隙度-滲透率交匯法綜合判斷有效儲(chǔ)層下限的方法，較好地解決了有效儲(chǔ)層物性下限問題。

2.1 西部

西部測試井及測試層段相對較多，選用測試法及孔-飽關(guān)系法來確定西部有效儲(chǔ)層物性下限?？紫抖?電阻率交會(huì)(圖8)分析結(jié)果表明，大多數(shù)測試為干層的層段，孔隙度都小于5%；測試為氣層、水層的層段，絕大多數(shù)的孔隙度大于或等于5%，極少數(shù)點(diǎn)例外，因此，取孔隙度5%作為孔隙度下限。

圖8 右岸區(qū)塊西部測試層的孔隙度-電阻率關(guān)系Fig.8 Porosity-resistivity relation in western area of right bank

西部氣藏主要為孔隙(洞)型儲(chǔ)層，孔隙度、滲透率間存在良好的相關(guān)性，因此，根據(jù)孔-飽關(guān)系(圖9)取孔隙度為5%對應(yīng)的含水飽和度上限為60%。

圖9 右岸區(qū)塊西部儲(chǔ)層的孔-飽關(guān)系Fig.9 Porosity-saturation relation in western area of righr bank

2.2 中部

右岸中部有氣-水相對滲透率資料和壓汞資料，因此，采用相對滲透率、孔-飽關(guān)系法確定有效儲(chǔ)層物性下限。40個(gè)巖心氣-水相對滲透率資料經(jīng)平均處理后，求得的相對滲透率(Kr)曲線等滲點(diǎn)為Sw=64%；33個(gè)孔隙度(Φ)≥3%樣品的相對滲透率曲線等滲點(diǎn)為Sw=63%(圖10)；同時(shí)在合理的生產(chǎn)壓差(3～6 MPa)下，含水飽和度與產(chǎn)水率(WGR)關(guān)系曲線(圖11)顯示：當(dāng)含水飽和度大于等滲點(diǎn)含水飽和度(63%)時(shí)，儲(chǔ)層的產(chǎn)水量開始大幅度增加，產(chǎn)氣能力大幅下降，因此，取含水飽和度上限為63%。建立束縛水飽和度Sw與孔隙度Φ的相關(guān)曲線，當(dāng)含水飽和度為63%時(shí)，孔隙度為3.2%(圖12)，孔隙度與電阻率圖版(圖13)也顯示，當(dāng)孔隙度大于3%時(shí)為純氣層，因此，取有效儲(chǔ)層孔隙度下限為3%。

圖10 右岸中部平均相對滲透率曲線Fig.10 Average relative permeability curves in middle area of right bank

圖11 右岸中部地層含水飽和度與產(chǎn)水率的關(guān)系Fig.11 Water saturation-water producing rate relation curve in middle area of right bank

圖12 右岸中部孔-飽關(guān)系Fig.12 Porosity-permeability relation in middle area of right bank

圖13 右岸中部B-P氣田測試段孔隙度-電阻率交匯圖 Fig.13 Porosity and resistivity intersection of B-P gas field in middle area of right bank

2.3 東部

東部為裂縫型孔洞儲(chǔ)層，結(jié)合測試資料，綜合利用孔滲交匯法、有效孔隙度與總孔隙度交匯法來確定有效儲(chǔ)層物性下限。

首先，通過研究測試段的孔滲關(guān)系(圖14)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)滲透率大于0.001×10-3μm2時(shí)，開始獲氣，而對應(yīng)的最小孔隙度為1%。其次，根據(jù)得到的總孔隙度(ΦG)和和有效孔隙度(ΦN)繪制有效孔隙度與總孔隙度的交會(huì)圖(圖15)，曲線與總孔隙度的交點(diǎn)即為有效孔隙度下限，其值為1%左右。根據(jù)以上2種方法， 將右岸東部有效儲(chǔ)層的孔隙度下限取為

圖14 右岸東部部分測試段孔-滲關(guān)系Fig.14 Porosity-permeability relation of testing segment in eastern area of right bank

圖15 右岸東部部分層段有效孔隙度 與總孔隙度交匯圖 Fig.15 Effective porosity-gross porosity relation of some segment in eastern area of right bank

1%，滲透率下限為0.001×10-3μm2。目前測試均為純氣，且從孔隙度與電阻率的關(guān)系圖版(圖16)看，沒有含水飽和度下限。

圖16 右岸東部測試段孔隙度-電阻率圖版Fig.16 Porosity-resistivity relation of testing segment in eastern area of right bank

3 結(jié)論與認(rèn)識

(1)根據(jù)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間特征的不同，同時(shí)參考儲(chǔ)層與巖性和沉積微相的關(guān)系，將阿姆河右岸區(qū)塊主要分為3種儲(chǔ)層類型，西部為孔隙或孔洞型，中部為裂縫-孔隙(洞)型，東部為裂縫型孔洞儲(chǔ)層。

(2)通過孔隙度-電阻率交匯法及孔-飽交匯法得到右岸區(qū)塊西部有效儲(chǔ)層孔隙度下限為5%，對應(yīng)的含水飽和度上限為60%。

(3)綜合運(yùn)用相滲、測試、孔飽法及孔隙度-電阻率交匯法，得到右岸中部儲(chǔ)層孔隙度下限為3%,含水飽和度上限為63%。

(4)利用相-滲法、孔飽法及孔隙度-電阻率交匯法，得到右岸東部有效儲(chǔ)層的孔隙度下限為1%，滲透率下限為0.001×10-3μm2。