潜山基岩测井综合解释

如题所述

埕北30区块潜山型基岩在胜利油区所具有的代表性:复杂岩性、低孔隙度、各向异性。这3个特点给测井解释带来许多不确定性。所以必须对潜山基岩进行深入的地质分析,才能建立较好的解释模型,正确地预测出储集空间的发育情况。

(一)基岩地层产状分析

从地层倾角测井成果看,埕北30区块基岩地层为北倾、北偏西、北偏东等,倾角10°~30°(表4-7)。微电阻率成像测井计算出的地层产状与地层倾角测井的结果一致。

表4-7 埕北30区块潜山地层产状统计表

由于地层倾角测井仪具有双井径测量功能,所以通过不同方位井径的变化,可以给出井眼受构造应力而产生的椭圆化参数。井眼椭圆的长轴方向指示的是最小主应力方向σ3,其垂直方位为构造最大主应力方向σ1。研究区古生界井眼椭圆的长轴方位角基本为150°~300°,所受的最大主应力方向主要为60°~240°,如埕北303井(图4-18)。此外,埕北302井在古生界进行了声波成像测井,根据钻井后地层应力释放产生裂缝的走向可以准确给出地层最小主应力方向为160°~340°(图4-19),从而得到最大主应力方向:70°~250°,与上述的方位很接近。

图4-19 埕北302井碳酸盐岩声波成像图

地层倾角井径测量得到的泰山群最大主应力主要为40°~220°,与古生界略有不同。埕北38井声波成像显示井壁明显崩落,崩落方位为150°~330°(即最小主应力方位),所以泰山群最大主应力方位为60°~240°(图4-20)。

图4-20 埕北38井井壁崩落方位图

我们发现,研究区最大主应力方位与断层走向相近,说明潜山基岩的现今构造应力场与其现今断裂形态一致,表明该区断裂是现今构造活动的产物。

(二)基岩储层的储集空间类型和评价

在对基岩进行测井综合储层评价之前,先对解释层段做出3种划分:①致密层和泥质层,对这种岩层要从解释层段中剔除;②电阻率相对较低层段,这是可能的储层发育段,因为地层发育孔隙或裂缝,流体(泥浆)侵入后电阻率降低;③可能的孔隙或裂缝发育段,这是重点解释层段。然后对解释层段进行测井储层评价,根据胜利油区潜山型基岩储集特征,我们划分出4种储集空间类型,即孔隙型、裂缝型、孔隙-裂缝型和裂缝-溶洞型。

1.孔隙型基岩储层类型

这种类型储层的储集空间为各种孔隙,它们具有部分粒间孔隙,还有溶蚀孔隙。储集性能的好坏受孔隙及喉道大小与分布、孔隙充填物性质等因素控制。常规测井表现为低电阻率,三孔隙度测井资料有差异(图4-21),各种解释均表明岩层具有一定的孔隙度;而且成像测井资料上看不出裂缝现象(图4-21)。

图4-21 孔隙型基岩储层测井解释成果图

2.裂缝型基岩储层类型

这类储层基本为泰山群变质岩,它们的三孔隙度测井值接近骨架值,裂缝成为主要的储集空间。裂缝为构造作用而形成的,具有成组产出的特征。胜利油区常见的裂缝为高角度裂缝、低角度和网状裂缝,埕北303井泰山群裂缝很发育,是裂缝型基岩储层的典型代表(图4-22)。

3.孔隙-裂缝型基岩储层类型

有些碳酸盐岩本来具有较高的有效孔隙度,后来在构造应力作用下又产生许多裂缝,这样裂缝和孔隙共同组成了基岩储层的储集空间(图4-23),其中一些孔隙是在裂缝形成后受溶蚀作用形成或加大的,但是油气等流体主要在裂缝中渗流。

4.裂缝-溶洞型基岩储层类型

这是基岩储层常见的储集空间。一般先由构造活动形成裂缝,然后在地下水和地表水溶蚀作用下,沿裂缝又产生许多溶洞。岩心观察表明,溶洞是主要的油气储集空间,裂缝常常是渗流通道(图4-24)。

从总体上讲,埕北30区块古生界碳酸盐岩储层以孔隙-裂缝型和裂缝-溶洞型为主,裂缝型储层为辅;泰山群变质岩的储集空间主要为裂缝型和孔隙-裂缝型。

图4-22 裂缝型基岩储层测井解释成果图

图4-23 孔隙-裂缝型基岩储层典型测井解释成果图

图4-24 裂缝-溶洞型基岩储层微电阻率成像解释成果图

图4-25 碳酸盐岩、变质岩样品核磁共振实验T2谱图

(三)基岩储集空间的核磁共振分析

对埕北302井14块岩样(6块古生界样品,8块泰山群样品)在实验室进行了核磁共振波谱分析,得到了T2值,从而探讨了岩样的储集空间结构。分析结果认为:①一些较大孔隙的流体基本散失,可称之为可动孔隙,而较小孔隙流体基本保留原状,可称之为不可动孔隙;②在可动与不可动孔隙之间存在一个界限,对应于T2谱上存在一个可动流体的T2截至值,大于该截止值的T2曲线组成的面积称为可动流体部分(可动峰),小于截至值的T2曲线组成的面积称为不可动流体(不可动峰);③样品经离心脱水后,可动流体消失,不可动流体基本保持不变或略有减少(T2谱图不可动峰有偏移或减少的现象)(图4-25)。

比较离心脱水前后的核磁共振实验,发现古生界碳酸盐岩样品中存在规模不等的孔隙和裂缝(可动峰在离心脱水后没有完全消失,原因是在离心脱水过程中部分流体束缚在小孔喉中),泰山群变质岩样品离心脱水后可动峰完全消失,因为变质岩储集空间以裂缝为主,流体在脱水后马上消失。所以,核磁共振实验反映了基岩孔隙结构,具体结果为:古生界6块样品的T2截止值在10.7~16.7ms之间(平均14.9ms),可动流体为33.3%~64.9%(平均42.3%),可动孔隙度为1.19%~3.19%(平均2.28%);泰山群8块样品T2截至值在24.2~61.4ms之间(平均39.1ms),可动流体为25.2%~47.1%(平均14.9%),可动孔隙度为0.77%~1.56%(平均1.08%)。

(四)基岩储层的裂缝分析

埕北30区块基岩裂缝的发育情况是利用地层倾角测井、微电阻率成像、声波成像等综合识别和解释的。

1.地层倾角测井解释基岩裂缝

地层倾角测井信息用于裂缝的解释是一个比较复杂的过程,一般要了解研究区地层的产状,进行裂缝识别(证实倾角仪测到的信息是裂缝的反映),然后统计裂缝的走向做出裂缝走向的玫瑰图。埕北30井的地层倾角测井资料揭示了古生界碳酸盐岩发育两组裂缝:一组走向为350°,另一组为200°左右;泰山群变质岩发育一组走向70°左右的裂缝(图4-26)。

图4-26 埕北30井地层倾角判别碳酸盐岩裂缝(上)和变质岩裂缝(下)

2.声波成像和微电阻率成像测井解释基岩裂缝

声波成像和微电阻率成像测井的原理和方法已在上述有关章节论述过。从埕北303井声波成像资料可以明显看出,古生界碳酸盐岩低角度裂缝很发育,走向为北偏东;泰山群变质岩裂缝也很发育,但是裂缝具有多样性:既有高角度的裂缝,也有低角度裂缝,还有诱导裂缝和网状裂缝(图4-27),裂缝倾向主要以北倾,走向近东西向。

图4-27 埕北303井变质岩裂缝的声波成像测井成果图

成像测井受井眼条件干扰比较大,在解释过程中要充分考虑泥浆、井眼变化、所测地层的地质背景等,避免出现错误解释。例如埕北302井是用STAR-Ⅱ声电成像测井仪测的井,但是多数井段井眼条件不好,解释成果的可靠性较低,这里不引用。

总之,埕北30区块利用成像测井解释基岩裂缝取得了很好的成果,基岩中碳酸盐岩主要发育裂缝-溶洞储集空间(高角度、低角度裂缝均有发育),变质岩主要发育网状微裂缝。而且这些裂缝呈现出两组,裂缝走向与附近断层走向呈锐角相交。

3.埕北38井变质岩储层测井综合解释

埕北38井完钻深度为4454.3m,泰山群有一段变质岩被常规测井解释为油层,试油结果为干层,为此进行了综合成像测井,对常规测井与试油结果的矛盾进行解释。

在裸眼的泰山群4069.25~4454.3m井段内,进行了核磁共振、多极子阵列声波成像、方位电阻率成像(ARI)、微电阻率扫描成像(FMI)、井旁声波反射(BARS)等测井,初步综合解释后,划分出具有储集性能的岩层39层、共229.4m,其中Ⅰ级储层1层2.6m,Ⅱ级储层8层28.8m,Ⅲ级储层30层198m。有利储层分布在3个井段:第一段4069.25~4111m,第二段4183~4211m,第三段4375~4409.5m。

从微电阻率扫描成像结果来看,有利储层多为裂缝型,同时存在微溶洞,裂缝主要为开启性的(图4-28)。根据斯伦贝谢提出的裂缝预测公式,该井裂缝的开口度为30~50μm;上述第一储层有利段内裂缝密度为2~4条/m,第二有利段中裂缝密度为1~3条/m,第三有利段内裂缝密度为1~2条/m。

从方位电阻率成像图上可以看到上述有利储层段的裂缝从井壁向地层深处延伸(图4-29上),裂缝倾向为南倾和北倾两组,以后者为主,裂缝倾角30°左右(图4-29下)。

图4-28 埕北38井变质岩裂缝微电阻率扫描成像测井解释成果图

图4-29 埕北38井方位电阻率与微电阻率扫描成像测井解释成果图

总之,通过测井新方法的综合解释,埕北38井泰山群变质岩储层具有以下特点:①储层类型以裂缝型为主,兼有孔隙-裂缝型。②储层裂缝多数为开启性的,开口度在30~50μm,有利于油气储集和渗流。③裂缝倾向有南、北方向,以北倾为主,裂缝倾角约为30°。

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