四川盆地二叠系真假储层特征及测井定性识别

2016-09-23冯明刚程思洁

天然气技术与经济 2016年4期

关键词：碳酸盐岩孔洞测井

程　丽　王　昆　冯明刚　程思洁

（中国石化勘探分公司研究院，四川　成都　610041）

四川盆地二叠系真假储层特征及测井定性识别

程丽王昆冯明刚程思洁

（中国石化勘探分公司研究院，四川成都610041）

四川盆地二叠系碳酸盐岩地层非均质性强，裂缝、孔洞及特殊岩石结构发育，尤其二叠系局部地层发育许多测井响应特征与储层相似的“假储层”，给储层识别造成很大难度。因此，对二叠系真假储层特征的研究及测井定性认识显得尤为重要。以四川盆地二叠系主要地层为研究对象，综合岩心资料、常规测井资料以及FMI成像资料对碳酸盐岩储层和“假储层”特征进行对比分析，明确储层与“假储层”的特征差异，建立常见储层及“假储层”测井识别定性图版，形成四川盆地二叠系储层测井识别方法。

碳酸盐岩储层识别假储层测井响应特征

0　引言

二叠系主要为海相碳酸盐岩与海陆过渡相碳酸盐夹页岩沉积。自上而下划分为上统长兴组、龙潭组（吴家坪），下统茅口组、栖霞组和梁山组等5个组。研究区生物礁储层、鲕粒滩储层、古岩溶缝洞储层及特殊岩性构造发育，总体具有含气层系多，非均质性强，储层类型复杂的特点，尤其是二叠系茅口及吴家坪组发育许多测井响应特征与储层相似的“假储层”，给储层识别造成很大难度。本次以四川盆地二叠系碳酸盐岩储层为研究对象，开展碳酸盐岩“假储层”特征分析，并建立二叠系常见储层及“假储层”测井识别定性图版，为更好地识别碳酸盐岩储层提供依据。

1　二叠系碳酸盐岩储层特征

1.1储层特征

1.1.1储层类型

二叠系主要为海相碳酸盐岩沉积，储层空间类型主要为成岩后生与表生作用形成的溶蚀孔、洞、缝。利用FMI成像测井在识取各类裂缝、孔洞上的优势［1］，按照储集空间类型及其组合方式不同，可将二叠系碳酸盐岩储层类型划分为孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型、裂缝—孔洞型等4类［2-4］。

1）孔隙型。储集空间以原生和次生孔隙为主，多种孔隙类型共存，且孔隙分布相对均匀。孔隙为主要的储集空间，孔隙之间的喉道为主要的渗滤通道。在四川盆地二叠系该类储层较少，偶尔在长兴组生物礁储层中有粒间孔隙性储层发育。

2）裂缝型。储集空间和渗流通道均以裂缝为主，基质孔隙度不发育。当裂缝非常发育，且纵横向延伸范围较大的情况下才可能形成工业产能。根据裂缝产状和组合的不同，可分为高角度、低角度和网状缝储层，其中网状缝储层是较好的一类储层。纯粹的裂缝型储层比较少见，通常沿裂缝常发育溶蚀孔洞，从而提高储层的有效性。

3）溶蚀孔洞型。储集空间以溶蚀作用形成的次生孔隙为主，基质孔隙的发育程度与溶蚀作用相关，常发育细小裂缝构成良好的渗滤通道。在四川盆地二叠系中溶蚀孔洞较发育，主要由中小孔、洞组成。

4）裂缝—孔洞型。储集空间既有孔洞又有裂缝，孔洞主要沿裂缝溶蚀发育，裂缝作为主要的渗滤通道与孔洞相互沟通。研究区多表现为储层基质孔隙不发育，主要储集空间为岩溶缝洞，在四川盆地下二叠统生物灰岩中常见这类储层，储层的分布与裂缝及古岩溶发育带密切相关。

1.1.2储层测井响应特征

1）孔隙型储层。储层基质孔隙均匀分布，渗透性相对较好。FMI成像图为亮色高电阻率颗粒，颗粒间呈暗色针孔状。常规测井曲线中三孔隙度相对增大，随孔隙的发育程度及流体性质的不同，电阻率在几十到几千个欧姆米之间不等。该类储层偶在长兴组局部地层发育，但多表现为基质孔隙发育的同时伴随着裂缝和溶蚀发育。

2）裂缝型储层。在FMI成像图像上常表现为褐黑色正弦条带特征，褐黑色表示裂缝未经方解石等高电阻率矿物全部填充，为有效缝。根据裂缝产状、组合状态及填充情况的不同，FMI成像常表现为低角度缝或高角度缝和网状缝等，对应常规测井响应特征也各不相同［5］：当裂缝以低角度缝为主时，常规测井响应表现为三孔隙度曲线呈尖刺状增大，声波时差局部增大异常，或具有跳波现象，双侧向多呈“负差异”，整体为高电阻率背景下的低电阻率特征；当高角度裂缝为主时，三孔隙度响应不明显，仅电阻率有所降低，双侧向无差异或正差异。

3）溶蚀孔洞型储层。在FMI成像图像上呈不规则的暗黑色斑点或团块状高导异常体。当溶蚀孔洞被泥质填充时，自然伽马值较高，电阻率会相对降低，双侧向电阻率常为“正差异”特征。由溶蚀作用形成的更大型的洞穴，其测井响应特征完全取决于孔洞的填充程度和测井仪器偏心状态。被填充的溶蚀孔洞自然伽马值较高，电阻率值较低，三孔隙度异常增大，中子孔隙度根据溶洞填充程度增大幅度不一，多大于实际地层孔隙度。

4）裂缝—孔洞型储层。FMI成像图呈黑色正弦条带伴随黑色不规则斑点或团块高导体特征。常规测井曲线中井径常伴有明显扩径，自然伽马值低，三孔隙度明显增大，双侧向电阻率为高电阻率背景下明显降低，常呈“正差异”。尤其在裂缝发育处三孔隙度常为尖刺状增大，电阻率为明显的低值异常。

1.2“假储层”特征

四川盆地下二叠统茅口组普遍存在很多储层假象，经过测试为干层或者非储集层，通常测井解释为“假储层”［6-7］。这类储层的存在给测井储层评价带来了很大困难。因此，研究该类“假储层”特征，对二叠系储层评价显得尤为重要。

1.2.1“假储层”类型

常见的“假储层”主要为薄层状、眼球眼皮状、燧石团块或条带状等构造的各向异性和非均质性造成的假象，在常规测井曲线上均表现为“两高、一低”的储层特征，在FMI成像资料上可清晰看出。

薄层状构造。表现为致密灰岩和泥灰岩或泥岩互层特征，单层厚度较薄，岩石颗粒呈层状排列，在原始状态下，层间缝及孔洞均不发育，流体难以渗滤，属于非储层［8-10］。当层间缝和孔洞发育时形成有效储层，否则，在常规测井曲线上仅由于高电阻率灰岩层与低电阻率泥岩层薄互层特征引起的边界效应和地层较强的非均质性导致的电阻率降低、三孔隙度相对增大特征均属于“假储层”特征。

眼球眼皮状构造。由较纯的石灰岩（眼球）和泥质含量高的石灰岩（眼皮）构成，整体呈黑色泥质包裹浅色灰岩的扁球状特征。在低电阻率眼皮与高电阻率眼球之间，常有不完全充填的裂缝和孔隙，在测井曲线上会出现与储层相似的测井响应特征，在钻井过程中易产生的井漏及气测异常等也会造成似渗透层特征的假象。

燧石团块或条带状构造。在含石英层发育，性脆而硬，容易破碎，常呈结核状和条带状不均匀的分布于灰岩中。由于该类地层岩性特别，非均质性强，构造运动作用及钻井过程中燧石团块易碎而形成微裂缝，使得燧石灰岩层在常规测井曲线上表现为电阻率明显降低，声波时差出现跳波的储层假象。

以上特殊岩石构造发育的地层由于非均质性较强，不排除存在一些层间缝和微裂缝发育的情况，利用常规测井与FMI成像测井相结合的方法，可以有效地识别特殊岩石构造及其裂缝型储层发育情况，避免片面资料分析导致错划和漏划储层。

1.2.2“假储层”测井响应特征

薄层状泥灰岩“假储层”。FMI成像图呈暗黑色低电阻率与亮黄色高电阻率层状特征，且层面多为平行整套地层的层理，层间较致密，缝及孔洞不发育。在常规测井曲线上表现为自然伽马中低值，三孔隙度增大，电阻率相对降低，与储层特征类似。

图1为Y6井7 153～7 158 m井段的薄层状构造地层对应自然伽马低值，三孔隙度呈尖刺状增大特征，电阻率相对降低，储层特征明显，但FMI成像图像呈亮白色高电阻率与黑色低电阻率互层特征，孔缝不发育，不具备有效储集层特征。

图1　Y6井茅口组灰泥互层状的“假储层”测井响应特征图

眼球眼皮状“假储层”。FMI成像图表现为不均匀分布的亮色团块，团块之间被暗色低阻部分包裹，呈现眼球状特征。常规测井曲线表现为自然伽马低值，声波时差增大，有时出现明显跳波，电阻率相对降低，电阻率的高低与“眼皮”岩石中泥质的发育程度及残余缝洞的充填程度有关。图2为Y3井茅口组7 283～7 290 m和7 302～7 305 m井段电阻率明显降低，三孔隙度局部呈尖刺状增大，偶见跳波现象，表现出较好的裂缝—孔隙型储层特征。从FMI成像图上可知该段裂缝及溶蚀不发育，地层多呈眼球眼皮状。

燧石团块（条带）状“假储层”。FMI成像图上常呈不规则的结核状和条带状高导异常体，有类似溶洞的特征，燧石条带有类似裂缝的特征。在测井曲线上，由于燧石具有低放射性，自然伽马值较低，接近于致密白云岩，电阻率高，且燧石易破碎常伴有微裂缝发育，易引起电阻率相对降低、声波时差相对增大、密度测井值降低的似储层特征。四川盆地上二叠统吴家坪组条带状硅质岩分布广泛。

1.3“假储层”识别模式

在明确了二叠系常见储层和“假储层”特征的基础上，通过大量FMI成像、岩心及常规测井资料的对比分析，建立二叠系地层区域性主要储层类型及特殊岩性构造形成的“假储层”测井识别模式（表1），指导储层定性识别。

1.4应用效果分析

应用以上测井识别模式，对研究区二叠系长兴组—茅口组储层储集空间类型及储层有效性进行定性识别，识别结果与岩心观察结果符合率较高。下面选取典型裂缝—孔洞型储层和燧石团块“假储层”加以分析说明。

图2　Y3井茅口组眼球眼皮状构造的“假储层”测井响应特征图

表1　二叠系储层与“假储层”测井识别模式表

图3　Y29井长兴组裂缝—孔洞型储层测井响应特征图

图3为Y29井长兴组以裂缝—孔洞型储层为主，在FMI成像图像上可见溶蚀孔洞较为发育，且溶蚀孔洞和高低角度裂缝相连通，构成较好的渗滤通道。其对应常规测井曲线三孔隙度增大，双侧向在气层处有明显“正差异”且较孔洞型储层明显，局部有尖刺状低角度裂缝特征。综合分析认为该地层以裂缝—孔洞型储层为主，有望获得高产。对Y29井长兴组6 636～6 699 m进行完井测试获得高产工业气。

Y224井与Y223井在吴家坪组滩相储层岩性基本一致，对比分析测井响应特征，应用“假储层”测井识别方法，结合成像资料不难看出，测井曲线上储层假象是由于局部均发育有燧石团块及地层的非均质性造成。Y224井在含硅质灰岩段的储层经测试均为干层（图4）。