碳酸盐岩泥质充填溶洞段测井资料有效性评价方法

2014-08-20农社卿中石化西北油田分公司完井测试中心新疆乌鲁木齐830000

石油天然气学报 2014年11期

农社卿（中石化西北油田分公司完井测试中心，新疆乌鲁木齐830000）

马洪敏（中石油吉林油田分公司长春采油厂，吉林长春130618）

朱小露，刘瑞林（长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉430100）

塔河油田六区、七区奥陶系碳酸盐岩地层中发育的溶洞，除有部分原地灰岩角砾外，由于受后期构造沉积的影响，部分溶洞还被泥质、砂质等充填[1，2]。其中泥质的充填对溶洞的渗透性是破坏性的，由于泥质粒径小、吸水性强，除灰岩角砾外的储集空间完全被泥质充填的溶洞没有储集性。此外，溶洞的有效性评价结果对试油方案的确定具有重要意义。前人对充填溶洞段的有效性判断基本是结合钻录井资料[2～4]、常规测井资料[2～4]、成像测井资料[5，6]等，定性判断出溶洞段的有效性，该定性而没有一定标准的溶洞有效性判断方法，其有效性识别结果误差较大。近年来提出的通过图板法[4，7]识别泥质充填溶洞段的有效性评价方法实用性较差。充填溶洞段的有效性判断关键在于泥质充填程度的确定，而泥质充填程度又受泥质含量与孔隙度大小的影响。笔者应用测井资料及计算结果，采用交会图技术，探讨泥质含量与孔隙度之间关系，并建立该地区泥质充填溶洞有效性评价标准。

1 碳酸盐岩溶洞段储层基本特征

在前期工作的基础上，根据泥质含量的高低将塔河油田六区、七区奥陶系碳酸盐岩地层中发育的溶洞分为未充填溶洞（图1（a））、部分充填溶洞（图1（b））、完全充填溶洞（图1（c））。结合钻时资料、常规测井资料、生产测井资料、录井资料、试油资料等，总结出3类溶洞段的基本特征（见表1）。

2 泥质充填溶洞段有效性划分原则

由于未充填溶洞与部分充填溶洞均为有效的储集空间[6]，可储集油气或水，为有效储层段；而完全充填溶洞段无有效的空间来储集流体[6]，为无效储层段。根据试油或生产测井结果，从塔河油田六区、七区溶洞段中挑选出常规测井资料、钻录井资料较全的20口井的35个溶洞段，结合钻井情况、井径、试油资料，划分出有效储层段（30个层段）及无效储层段（5个层段），部分泥质充填溶洞段有效性判断结果见表2。其中有效储层主要是依据钻井情况、井径以及试油结果进行划分，如果钻具放空或钻井液漏失（如TK6A井、T8B井）、井径扩径严重（如TK6C井）或者试油段较短且试油层段位于溶洞位置（如TK4D井），将这3种情况的溶洞段划分有效储层段；而对于无效储层段主要是依据试油结论为干层而判定，相应试油段所包含的溶洞段划分为无效储层（如TK6E井、TK7F井）。

图1 三类溶洞段测井响应基本特征

表1 溶洞型储层多种资料响应特征总结表

3 泥质充填溶洞段有效性评价方法研究

对于泥质充填溶洞段的有效性评价，关键在于泥质充填程度的确定，而泥质充填程度主要受泥质含量及孔隙度大小的影响。因此，该次研究采用交会图技术，将受泥质含量影响的测井参数，如qAPI、qKTh、ρlld、ρlls、计算出的泥质体积分数（φ （sh））分别与计算的孔隙度（φ）进行交会。利用有效性已知的20口井的35个溶洞段，根据交会效果研究泥质充填溶洞段的有效性评价参数并建立有效性评价标准。

表2 部分泥质充填溶洞段有效性判断结果统计表

通过受泥质含量影响参数与表征孔隙度参数的多种组合交会效果对比显示，qAPI与φ （图2）、qAPI与ρlld（图3）的交会效果较好，有效储层分布区域较集中，无效储层则分布于另外一个区域。为了更好地区分出泥质充填溶洞段的有效性，结合qAPI与φ、qAPI与ρlld的交会效果，将ρlld与φ相乘，即溶洞段单位导电性所具有的孔隙度（φc＝ρlld×φ），再将φc与qAPI进行交会。在溶洞含泥较少的情况下，φc较低，溶洞仍有可能是有效的；如果溶洞含泥较多，只有当φc较大时，溶洞才是有效的。另外，对于水层溶洞段，溶洞除泥质束缚水导电外，该地区高矿化度地层水也导电，因此如果水层溶洞段φc小而qAPI高，则为无效储层。对于含油溶洞段，溶洞除泥质导电外，原油的导电性差，因此如果φc大而qAPI较小，仍为有效储层。这是因为溶洞中除流体导电外，溶洞中的泥质也参与导电。溶洞段泥质的导电性好，并不同时意味着溶洞中流体的导电性也好。

图2 qAPI与φ交会图

图3 qAPI与ρlld交会图

图4 qAPI与φc交会图

由图4可见，该交会图能够更好地区分出泥质充填溶洞段中的有效储层与无效储层，只存在1个有效储层异常点和1个无效储层异常点，分界线（图中虚线）较明显，称该虚线为研究区充填溶洞段有效性评价的线性判别函数。据此可建立塔河六、七区泥质充填溶洞段有效性评价标准，见表3。

表3 塔河六区、七区碳酸盐岩泥质充填溶洞段有效性评价标准

4 应用情况分析

利用泥质充填溶洞段有效性评价的线性判别函数对同一地区其他有效性未知的7口井7个泥质充填溶洞段进行评价，并用相应井段的生产测井解释结论对有效性评价结果进行验证。7个泥质充填溶洞段在有效性评价交会图中的分布如图5所示，其中6个为有效溶洞段，1个为无效溶洞段。评价结果与生产测井解释结论基本一致。下面以其中一口井的实例进行说明。

TK7XX井泥质充填溶洞段5536.0～5540.0m井段有效性处理结果如图6所示。5536.0～5540.0m井段qAPI约为23API，为泥质充填溶洞段；ρlld、ρlls明显降低；ρ明显减小，Δtp略有增大，计算的有效孔隙度大于10%，单位导电性所具有的孔隙度约16Ω·m。该井段位于溶洞有效性线性判别函数的左上方，解释为有效储层。2008年06月29日对该井进行产液剖面测试，气举产剖测井段5529～5540m，通过涡轮流量交会及示踪流量计算其产水量为1.0m3/d，产油量为23.2m3/d，综合解释认为该井段为主产层段。该井5536.0～5540.0m溶洞段有效性评价结果与生产测井解释结论是一致的。

图5 泥质充填溶洞段有效性评价标准应用情况交会图

5 结语

采用交会图技术，以自然伽马为横坐标，单位导电性所具有的孔隙度为纵坐标，对已知有效性的溶洞段建立泥质充填溶洞段有效性评价的线性判别函数：根据测井资料计算的实际资料点位于线性判别函数的左上方时为有效储层段，实际资料点位于线性判别函数的右下方时为无效储层段。该有效性评价方法利用常规测井资料构造的线性判别函数判断出泥质充填溶洞段的有效性，并在研究区取得较好的应用效果。但是，由于线性判别函数的确定存在一定的主观性，不同人员得到的线性判别函数不同，因此对同一泥质充填溶洞段的有效性评价结果可能不同，尤其是线性判别函数附近位置的泥质充填溶洞段，需结合其他资料综合判断。总体上，该方法仍是具有可操作性的方法。