四川盆地龙岗地区礁滩型储层有效性评价

谢冰 周肖 唐雪萍 梁涛 张树东

1.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 2.川庆钻探工程有限公司测井公司

四川盆地龙岗地区礁滩型储层有效性评价

谢冰1周肖1唐雪萍1梁涛1张树东2

1.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 2.川庆钻探工程有限公司测井公司

随着四川盆地龙岗、普光等大型礁滩型气藏的发现,礁滩型气藏的勘探受到越来越多的重视。但随着勘探的深入,发现该类气藏储层受沉积相、成岩作用等因素的影响存在储层非均质性强、孔隙结构复杂等特点,不同沉积相带储层品质差异较大,储层有效性评价存在困难,从而导致探井测井解释符合率偏低。为此,开展了针对龙岗地区礁滩型储层的测井评价技术攻关,从有利储层的主控因素入手,分析研究不同沉积相、不同岩性、不同孔隙结构储层的有效性,将常规测井与成像测井相结合,利用自然伽马、地层倾角、成像测井等方法识别沉积相,ECS元素俘获测井识别岩性,常规测井结合MDT流度、斯通利波流体移动指数等测井新技术评价储层有效性。该方法较之以往更注重沉积相的识别及储层渗透性评价,经勘探、开发实践验证,具有较好的应用效果,使该区测井储层解释符合率超过90%。

四川盆地 龙岗地区 早三叠世 晚二叠世 生物礁 鲕滩 测井 符合率

1 储层地质特征

四川盆地龙岗地区的储层主要包括下三叠统飞仙关组和上二叠统长兴组。

1.1 岩性特征

飞仙关组鲕滩:根据已完钻井岩心描述、化学分析、薄片鉴定以及录井资料综合分析,飞仙关组的储集岩主要为残余鲕粒云岩、亮晶鲕粒云岩、细—中晶残余鲕粒云岩、残余鲕粒灰质云岩、粉晶鲕粒砂屑云岩。

长兴组生物礁:以生物礁组合内发育的残余生屑云岩、砂糖状中—细晶云岩、残余生物骨架云岩、残余海绵骨架云岩、粗粉晶—中晶云岩、生屑灰质云岩、海绵骨架云质灰岩等为主。

1.2 储集空间特征

飞仙关组鲕滩:粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、粒间(原生)孔、溶洞及裂缝。

长兴组生物礁:晶间溶孔、粒间(内)溶孔、溶洞及裂缝。

1.3 物性特征

飞仙关组产层段主要以一、二类储层为主(孔隙度大于6%的样品占87.15%),渗透率主要分布在0.01～100 mD,具中高孔、中渗透的特征;石灰岩储层孔隙度一般介于1%～5%,渗透率一般小于0.01 mD。

长兴组产层段主要以二、三类储层为主(孔隙度介于2%～12%的样品占97.76%),渗透率主要分布在0.01～10 mD,具中—低孔、低渗透的特征。

1.4 沉积相特征

飞仙关组高产井沉积相主要为台缘鲕粒滩相[1],台内滩由于孔隙之间连通性较差测试一般为干层或微气层。长兴组高产井主要沉积相为生物礁滩相,非礁相一般储层不发育。

1.5 综合地质特征

根据地质、测井、测试结果及岩石物理研究,认为龙岗地区飞仙关组及长兴组储层品质受沉积相带、岩性、孔隙结构等地质因素的控制,各类地质特征与储层品质对应关系如表1所示。

2 礁滩相识别方法

2.1 长兴期生物礁特征及测井识别方法

根据野外地质剖面及钻井取心观察,开江—梁平海槽边缘长兴组沉积相一般可分为碳酸盐开阔台地相、台缘相和陆棚相。储层主要发育在台缘礁或台内礁的礁滩(礁顶滩、架间滩和礁基滩)相中[2],其余相带储层不发育。

表1 龙岗地区礁滩沉积相不同品质储层的地质特征表

图1 长兴组生物礁相识别模式图

长兴期生物礁相的识别主要采用以下方法:①根据自然伽马能谱测井特征及飞仙关组底部(以下简称飞底)泥岩厚度来识别生物礁。礁体一般生长在海水透明度好、阳光充足、不含泥沙的“清洁”高能环境,不论礁体是否白云石化或白云化程度如何,总自然伽马与无铀伽马曲线均表现为大段低值[3],总伽马一般小于18 API。礁体上、下地层及礁后同期沉积均处于低能或相对低能环境,自然伽马能谱测井的总伽马曲线明显高于礁体,而无铀伽马仍为低值。同时,还可根据飞底泥灰岩厚度判别长兴组顶部有无生物礁存在。据统计,在长兴组顶部有生物礁发育的井,飞底泥质灰岩厚度一般都小于10 m,最好是小于5 m;而无生物礁发育的井,飞底泥质灰岩厚度一般大于15 m。②根据地层倾角特征识别生物礁相。通常生物礁相在电成像图上表现为致密块状高阻,无任何层理发育,地层倾角上表现为倾角、倾向杂乱的杂乱模式,有时为无矢量点的空白模式,在飞底地层倾角常具有红色模式,即倾向不变,倾角逐渐增大。非礁相地层倾角上表现为倾角、倾向无明显变化的绿模式。③根据成像测井特征识别生物礁相。在生物礁储层发育段成像测井图上一般可见到有溶蚀孔洞发育(图1)。非礁相层理发育,表现为一种层状特征,成像测井图上溶蚀孔洞欠发育。

2.2 飞仙关期鲕滩特征及测井识别方法

飞仙关期鲕滩储层为发育在长兴期古地貌基础上的受沉积相及成岩作用控制的滩相储层,飞仙关期沉积相可划分为碳酸盐台地相、陆棚相和海槽相3大沉积单元,而碳酸盐台地相又进一步划分出鲕粒滩相、潟湖相、潮坪相、台缘鲕粒坝相等次级相带,优质鲕滩储层主要发育在台地边缘相带中。

飞仙关组鲕滩储层的识别主要采用以下方法:①根据自然伽马、电阻率测井资料识别滩相与非滩相。由于鲕滩岩性的成分纯度较高,发育于高能、氧化环境条件下,因此,表现为“三低”,即低泥质含量、低自然伽马值(一般在15 API左右)、低铀元素含量[3]。从常规测井来看,台缘滩自然伽马值普遍较低(一般低于20 API,有的可低到10 API),电阻率较高(一般超过几千Ω·m,在非储层段多为限幅)。台内浅滩在常规测井上表现为比台缘滩略高的自然伽马值,而非滩相自然伽马值多高于20 API,且电阻率呈锯齿状。②根据成像测井区分台内滩与台缘滩。从沉积构造来看,高能环境形成的台缘鲕粒滩相沉积主要以中、厚层或中厚层夹薄层状构造为主,而低能环境形成的台内浅滩则以薄层状构造为主。利用成像测井可以较好地识别台缘滩及台内滩,即台缘滩在成像测井上表现为厚层块状,或隐约可见交错层理,而台内滩则表现为大量低角度层理,其间夹有溶蚀的薄层滩相特征,还可见到明显的缝合线发育。

3 储层有效性评价方法

3.1 电成像测井评价储层有效性

根据区域沉积相及储层的研究,开江—梁平海槽边缘礁滩叠合带是储层的有利发育区,相对于台内及海槽区,该区带属于最高能的沉积环境,水体能量强,发育的储层呈厚层块状,岩石颗粒粗,缝合线、层理不发育。而到了台地内部,沉积环境变为局限的低能环境,水体能量有所减弱,岩石颗粒变细,储层发育为薄层状,单层厚度通常小于1 m,层理、缝合线较发育。研究发现,电成像测井可以很好地反映沉积时水体能量的变化,同时电成像测井还可以直观的对储层的孔、洞、缝发育情况进行分析,进而指导储层有效性的判别。根据龙岗地区电成像测井资料与储层的对比分析,建立了飞仙关组鲕滩储层电成像测井有效储层识别模式(图2):有效储层的成像特征显示为厚层块状,层理不发育,溶蚀孔隙较发育,该类储层以粒间、晶间孔为主,白云化程度高,孔隙之间连通性较好,测试往往有较好产能;非储层成像特征为薄层状,层理、缝合线发育,反映相对低能的沉积环境,这类储层储集空间主要为铸模孔及粒内溶孔,白云化程度低,孔隙之间连通性较差,测试往往为干层或微气[4]。

图2 飞仙关组鲕滩有效储层识别模式图

3.2 阵列声波测井评价储层有效性

阵列声波测井得到的斯通利波是一种界面波,在井眼中的传播可以认为是井眼诱导的压力脉冲,在有效渗透性层段使流体向地层流动,从而消耗能量,使斯通利波能量明显衰减;而在渗透性不好的地方,则不会发生能量的衰减。此外,根据低频斯通利波传播理论,用纵、横波时差、斯通利波时差和密度曲线、孔隙度曲线以及钻井液时差等资料可以计算出理论上的斯通利波时差,它和实际测量的斯通利波时差的差值即流体移动指数,该值可指示储层渗透性高低、评价储层孔隙连通性以及裂缝的有效性,从而判断储层有效性[5-6]。

通过对龙岗地区多口井测试段的流体移动指数进行分析,建立了储层有效性评价图版(图3),得出有效储层流体移动指数的下限在2.2左右,即流体移动指数大于2.2的地层才具有一定的产出能力(包括水),而流体移动指数小于2.2的地层则产出能力较差[7]。

图3 礁滩储层流体移动指数储层判别图

3.3 MDT测井评价储层有效性

MDT测井的一个重要的作用就是评价地层的渗透性,根据其测得的地层压力值和压力恢复时间可计算出地层渗透率。通常在MDT测试成果图上会给出压降流度(K/μ,单位压差下的流量),即

式中 K/μ为压降流度,mD/(m Pa·s);C1为仪器常数; Q为流量,cm3;Δp为压差,psi(1 psi=6.895 kPa)。

压降流度值等于储层渗透率与流体黏度的比值,是目前所有测井方法中对地层中不同性质流体渗流能力大小的最直观反映。由于MDT在计算压降流度时抽取的液体为钻井液滤液,在不考虑钻井液滤液含盐成分、矿化度、压力和温度等因素时(实际影响不大),可以假定钻井液滤液黏度为定值,因此,压降流度实际上可以直接反映储层的渗流能力[8]。龙岗地区多口井进行的MD T测井作业与岩心渗透率分析及试油结果已经证实了可以直接利用MDT压降流度评价储层的渗流能力。根据龙岗地区飞仙关组、长兴组MDT流度资料、储层岩性及测试情况,分别建立了飞仙关组及长兴组的MDT流度与岩性的储层有效性评价图版(图4)。从图4可以看出,飞仙关组有效储层MDT流度应大于0.3,白云岩含量大于43%;长兴组有效储层流度应大于0.08,白云岩含量大于50%。

图4 礁滩型储层MDT流度储层有效性评价图版

4 结论

1)四川盆地龙岗地区礁滩型储层储集岩性主要为白云岩,石灰岩储层连通性较白云岩储层差,储集空间为各种溶蚀孔洞及裂缝,不同孔隙类型的孔隙结构差异较大,生物礁储层非均质性强于鲕滩储层。

2)不同沉积相带储层发育程度及储层品质差异较大,台缘礁滩叠合带是最有利的储层发育区,飞仙关组台缘鲕粒滩相及长兴组生物礁滩相是最有利的沉积相,沉积相的识别是测井储层评价的基础。

3)通过常规、地层倾角和成像测井资料,可较好地识别和划分生物礁相和鲕滩相。长兴组生物礁相的测井响应特征为低自然伽马值(低于18 API)、地层倾角为杂乱模式或无矢量点的空白模式、成像测井显示层理不发育;鲕滩相发育于高能、氧化环境条件下,因此,表现为“三低”特征,即低泥质含量、低自然伽马值(一般在15 API左右)、低铀。

4)有效储层的成像特征显示为厚层块状、溶蚀孔洞较发育、层理不发育,反映为高能沉积环境;非储层成像特征为薄层状,层理、缝合线发育,反映相对低能的沉积环境。

5)阵列声波测井得到的斯通利波能量在有效储层段有明显衰减,流体移动指数大于2.2;非储层段斯通利波能量衰减不明显,流体移动指数小于2.2。

6)龙岗地区飞仙关组有效储层MDT测井流度应大于0.3,白云岩含量大于43%;长兴组有效储层流度应大于0.08,白云岩含量大于50%。

[1]魏国齐,谢增业,刘满仓,等.四川盆地长兴—飞仙关组的有利储集相带[J].天然气工业,2009,29(9):35-38.

[2]洪海涛,王一刚,杨天泉,等.川北地区长兴组沉积相和生物礁气藏分布规律[J].天然气工业,2008,28(1):38-41.

[3]张树东,齐宝权,贺洪举,等.X井礁滩储层测井精细评价[J].天然气工业,2009,29(10):42-44.

[4]中国石油勘探与生产分公司.碳酸盐岩油气藏测井评价技术及应用[M].北京:石油工业出版社,2008.

[5]司马立强,疏壮志.碳酸盐岩储层测井评价方法及应用[M].北京:石油工业出版社,2009.

[6]张尚华,司马立强,颜其彬,等.复杂碳酸盐岩储层测井有效性评价[J].西南石油大学学报:自然科学版,2011,33 (2):84-88.

[7]谢冰.四川盆地礁滩型储层测井识别及评价方法[R]∥碳酸盐岩测井评价技术与学科建设研讨会论文集.成都:西南石油大学,2010.

[8]陈育勤,石红梅,华永川.MDT测井技术在LG地区多井解释中的应用[J].天然气工业,2009,29(10):45-47.

Effectivenessevaluation of reef-bank-type reservoirs in the Longgang area of the Sichuan Basin

Xie Bing1,Zhou Xiao1,Tang Xueping1,Liang Tao1,Zhang Shudong2
(1.Ex p loration and Development Research Institute,Southw est Oil&Gasfield Com pany,PetroChina, Chengdu,Sichuan 610051,China;2.Logging Com pany,Chuanqing D rilling Engineering Co.,L td., CN PC,Chongqing 400021,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 7,pp.28-31,7/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

A long w ith the discovery of large reef/bank-type gas reservoirs such as Longgang and Puguang in the Sichuan Basin,more and more attention is paid to the exp loration of such reservoirs.However,they are featured by strong heterogeneity and comp lex po re structures due to the influencesof various facto rs including sedimentary faciesand diagenesis.Reservoir quality varies greatly in different facies belts,w hich becomes a great challenge fo r the evaluation of reservoir effectiveness and logging interp retation of exp lo rato ry wells.In o rder to solve these p roblem s,we perfo rmed a study on logging evaluation of reef/bank reservoirs in the Longgang area.Starting from the recognition of majo r controlling factorson favo rable reservoirs,we analyzed the effectivenessof various sedimentary facies,lighologiesand po re structures.Conventional logging and image logging data were integrated to identify sedimentary facies,ECSelement cap ture logging data were used to identify lithologies,and new logging techniques such as MDT fluidity and the fluid mobility index of Stoneley wave were combined w ith conventional logging fo r the evaluation of reservoir effectiveness.Compared w ith the p reviousmethods,thesemethods focuson the recognition of sedimentary faciesand the evaluation of reservoir permeability.Practical app lication show s that the coincidence rate of logging interp retation is over 90%.

Sichuan Basin,Longgang area,Early Triassic,Late Permian,bioherm,oolitic beach,logging,image logging evaluation DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.007

谢冰等.四川盆地龙岗地区礁滩型储层有效性评价.天然气工业,2011,31(7):28-31.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.007

国家科技重大专项“四川龙岗地区大型碳酸盐岩气田勘探开发示范工程”(编号:2008ZX05047)、中国石油测井工程技术攻关项目“四川盆地龙岗、磨溪地区礁滩储层测井评价攻关研究”的部分成果。

谢冰,1973年生,高级工程师;从事礁滩体及风化壳碳酸盐岩储层测井评价方法、页岩气测井评价技术研究工作。地址:(610051)四川省成都市建设北路一段83号。电话:(028)86015497。E-mail:xxb-th@petrochina.com.cn

(修改回稿日期 2011-05-05 编辑 韩晓渝)

Xie Bing,senior engineer,born in 1973,is engaged in research of logging evaluation of reef/bank carbonate reservoirs and weathering crust carbonate reservoirs.

Add:No.83,Sec.1,Jianshebei Rd.,Chengdu,Sichuan 610051,P.R.China

Tel:+86-28-8601 5497 E-mail:xxb_th@petrochina.com.cn