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1、鄂西渝东地区碳酸盐岩储层测井综合评价袁明前 汪绍卫（江汉石油管理局测录井工程公司 湖北潜江433123 ）摘 要：鄂西渝东地区碳酸盐岩储层孔隙空间结构复杂，非均质性强；常规测井曲线难以准确分辨储层的有效性、识别储层的流体性质；本文提出了一套成熟的方法用于碳酸盐岩岩性识别、储层类型划分、参数定量计算、流体性质识别等；实践表明，以常规测井为基础，综合成像、偶极声波等特殊测井方法的测井综合评价技术在本区碳酸盐岩储层评价中，发挥了重要作用。关键词：鄂西渝东；碳酸盐岩；测井评价；常规测井；成像测井1 引言通过多年勘探，鄂西渝东地区碳酸盐岩储层存在4个主要的产气层：下三叠统嘉陵江组一段、飞仙关组三段、上二
2、叠统长兴组二段和石炭系黄龙组；研究与生产实践表明，各储层的自身岩性特点强，孔隙空间结构复杂，非均质性强，储层横向变化大，裂缝发育程度与地质构造关系密切；对于基质孔隙度低、非均质性强的储层，常规测井曲线难以准确分辨储层的有效性、识别储层的流体性质等。 近年来，通过采用测井新技术和新方法，归一化老井资料，确定了本区储层测井解释参数，有效地进行了储层流体性质识别和储层评价标准的划分，形成了一套以常规测井为基础，综合成像、偶极声波等特殊测井方法的测井综合评价技术。实践表明，该技术是行之有效的。 2 岩性识别与定量计算本区碳酸盐岩地层的岩性主要有石灰岩、白云岩、云质灰岩、灰质云岩、石膏等约20种，根据薄
3、片镜下观察和扫描电镜的分析结果，本区碳酸盐岩储层主要岩性包括颗粒灰岩、生物灰岩、泥晶灰岩、白云岩、角砾云岩和粉晶云岩等。其中，针孔状白云岩、鲕粒灰岩、礁灰岩、生屑灰岩等是主要储层的岩性，利用测井解释分析技术，能有效地识别这些岩性。2.1交会图技术一般采用中子-密度交会结合岩性密度光电吸收界面指数能有效地区分白云岩、灰岩；鲕粒灰岩、礁灰岩、生屑灰岩等一些特殊岩性，可以根据其有机质含量的特性来进行区分，即通过自然伽马和去铀伽马的比较进行区分：礁灰岩、生屑灰岩有机质含量高，自然伽马和去铀伽马在曲线上不会重合，鲕粒灰岩的自然伽马和去铀伽马在曲线应该重合。2.2测井相分析技术按照岩相与测井响应值的关系，
4、由岩相学知识定义各种岩相，建立矿物岩相测井关系数据库，利用矿物计算程序处理得到地层矿物含量剖面和岩相关系数据库划分地层岩相。 3 储层类型及其测井识别本区碳酸盐岩储层孔隙空间的基本形态有三种，即孔隙、裂缝和洞穴。这三种孔隙空间特征的变异及相互组合的不同，使得其储层类型多，储层类型主要划分为四大类：裂缝型储层、孔隙裂缝型储层、裂缝孔隙型储层和孔隙型储层，各类储层其常规测井响应有较大的差别。3.1 裂缝型储层该类型储层储集空间和渗流通道都由裂缝组成，鲕粒灰岩及泥晶灰岩为该类型储层，孔隙不发育，基岩本身的储渗能力较差，只有在裂缝发育带，储层具有裂缝特征时，储渗能力较大，才有可能产出工业气流。常规测井
5、曲线特征为：自然伽马或去铀伽马均为低值；双侧向曲线在高背景下明显低值，低角度裂缝深、浅双侧向差异较小或负差异，高角度裂缝深、浅双侧向为正幅度差，高角度裂缝连续厚度较小，一般小于3m；微球曲线形态出现低值或呈毛刺状；声波曲线在低角度和网状裂缝明显增大，高角度裂缝幅度变化不大（井壁垮塌除外）；补偿中子在裂缝带数值增大，但若存在天然气时，受挖掘效应影响，中子孔隙度会降低；密度曲线在裂缝地层相对降低。井径根据泥浆性能不同会出现正常和缩径现象。地层倾角电导率异常，显示裂缝特征。全波列测井在裂缝段对波形造成衰减。在电成像测井图上，天然张开裂缝的特征为连续或间断的黑色正弦波或条带；偶极声波波形出现严重的衰减
6、反映，斯通利波能量严重衰减，对于高角度裂缝横波的各向异性增强。3.2 孔隙裂缝型储层：岩石的基岩孔隙度较低，裂缝发育的地层，孔隙为储集空间，裂缝为主要的渗滤通道。常规测井特征为自然伽马或去铀伽马均为低值；双侧向曲线在高背景下明显低值，低角度裂缝深、浅双侧向差异较小或负差异，高角度裂缝深、浅双侧向为正幅度差；声波曲线在低角度和网状裂缝明显增大，高角度裂缝幅度变化不大；补偿中子在裂缝带数值增大，但若存在天然气时，受挖掘效应影响，中子孔隙度会降低；密度曲线在裂缝地层相对降低。井径根据泥浆性能不同会出现正常和缩径现象。地层倾角电导率异常，显示裂缝特征。全波列测井在裂缝段对波形造成衰减。在电成像测井图上
7、，天然张开裂缝的特征为连续或间断的黑色正弦波或条带。偶极声波波形有较小的衰减反映，斯通利波能量产生较小衰减，横波产生较小的各向异性特征。 3.3 裂缝孔隙型储层：岩石的基岩孔隙度较大，部分有溶蚀现象，裂缝欠发育，孔隙既可作为储集空间，又可作为主要的渗滤通道，裂缝主要起到沟通孔隙的作用。常规测井特征为自然伽马或去铀伽马均为低值，生物礁发育时，自然伽马小于20API；双侧向曲线在孔隙和裂缝处明显低值；声波、中子明显大于地层的骨架值。密度曲线明显小于地层的骨架值。井径规则或扩径。地层倾角、全波列及成像测井显示特征与孔隙裂缝性储层基本相同，但表现程度要差。3.4 孔隙型储层：储集层以孔隙、溶蚀孔为主作
8、为渗滤通道。常规测井特征为自然伽马和去铀伽马均为低值；双侧向电阻率相对高阻灰岩地层为低值，孔隙越大，电阻率降低越大。声波、中子、密度曲线反映孔隙度增大。地层倾角电导率异常，电成像图上色彩有斑点状特征，有溶蚀、孔洞显示。4 储层参数计算与储层标准划分4.1 储层参数计算1)地层矿物含量的计算 针对本区碳酸盐岩地层特点，采用多矿物模型计算碳酸盐岩地层矿物较合理。该模型是将地层中各种岩石组分和孔隙看作不同的矿物体积，用线性的测井响应方程组计算地层中的矿物含量，经过多次迭代计算得到最优解。2)地层孔隙度计算 在碳酸盐岩地层中，孔隙度一般分为总孔隙度T，基块孔隙度b和缝洞孔隙度f，其总孔隙度为基块孔隙度
9、与缝洞孔隙度之和。(1)基块孔隙度b的计算。通过对飞三段、长二段和黄龙组9口井64层岩心分析孔隙度与声波时差的回归分析，得到了以下基块孔隙度b计算公式=0.124*t-18.39 (R=0.88，飞三段)；=0.222*t-33.668 (R=0.88，长二段)；=0.351*t -52.110 (R=0.92，黄龙组)式中：岩心孔隙度(%)，t声波时差(s/m)。(2)裂缝孔隙度f的计算。利用常规测井资料计算，通常采用双侧向计算裂缝孔隙度，即：（水平缝）（垂直缝） 式中：Cld，Cls-分别为深、浅侧向电导率值，Cm-充满裂缝的泥浆电导率 利用电成像测井资料计算裂缝孔隙度，首先必须进行裂缝拾
10、取，判断裂缝真伪性、有效性，定量计算裂缝平均水动力宽度（FVAH）、裂缝长度（FVTL）、裂缝密度（FVDC）和裂缝视孔隙度（FVPA）。计算公式如下：f =WiLi/ID 式中：Wi第i条裂缝的平均宽度；Li第i条裂缝在单位井段内（一般取1m）的长度；D井径。裂缝的有效性判定是在成像测井裂缝识别的基础上，利用偶极声波测井资料在裂缝性地层快慢横波的差异及斯通利波衍生的地层流度评价裂缝的有效性。上述方法已应用于生产实际，并已计算处理了多口井，效果较好。但值得指出的是，高质量的图像是成像测井资料定性识别和定量计算裂缝参数的基础。3)含气饱和度计算 根据本区岩心资料分析：地层泥质含量很低，一般小于5
11、%；地层电阻率远远大于泥浆滤液电阻率；裂缝孔隙度很低；因此采用阿尔奇公式比较合理。式中：a、b为系数，m、n分别为胶结指数和饱和度指数，Rw为地层水电阻率。各系数是通过岩心实验数据和水分析化验资料求取；本区通过岩电实验，求取的参数如下：a=1.0018，b=0.9256，m=1.6999，n=2.0755,Rw=0.06.m(18)。 4)渗透率计算 对于由裂缝和孔隙组成的储层，其渗透率可分为岩石基块渗透率Kb与裂缝渗透率Kf，裂缝-孔隙型储层的渗透率为二者之和。（1）岩石基块渗透率Kb计算。根据实践，采用HERRON公式估算较合理。公式如下：式中：Mi固体岩石中每种矿物体积含量，Bi每种矿物
12、的渗透率常数。（2）裂缝渗透率计算。根据岩心实验，不同裂缝类型选用不同渗透率公式：单走向垂直缝或水平缝：Kf=0.85d2f 式中：d裂缝宽度，单位为m，f裂缝孔隙度。多走向垂直缝 ：Kf=0.424d2f网状裂缝 ：Kf=0.566d2f（3）利用斯通利波时差计算渗透率K利用偶极声波资料提供的斯通利波时差，首先计算渗透率指数，公式如下：Kst=(tst-tst-calc)/tst-calc 用岩心实测渗透率K与对应深度处的Kst点成交会图，以建立起二者之间的地区性经验函数关系，于是就可由Kst得到渗透率K。4.2 储层标准划分根据国内外及本区的实际情况，结合产能划分标准，利用测井参数划分碳酸
13、盐岩储层的标准为见表1。表1：储层的等级划分标准储层类型测井参数标准产能标准类储层 8%； 5%，裂缝、溶洞发育，渗透性好。4104m3/d类储层 5%8%; 1.5%5%，裂缝、溶洞发育，渗透性好。酸化压裂 2104m3/d类储层 1.5%5%; 1.5%，裂缝、溶洞发育一般。酸化压裂 1104m3/d类储层1.5%，裂缝、溶洞不发育或仅有较孤立的裂缝发育，泥质含量低。酸化压裂 0.1104m3/d本区飞三段储层可划分为四种类型，以、类为主，二者所占比例达80.6%，类少量，类少见，反映出储层孔隙结构总体较差。长兴段北高点生物礁以、类储层为主，南高点生屑滩以类储层为主。黄龙组储层孔隙结构总体
14、上较差，以、类为主，但二段孔隙结构较好，以类为主。5 储层流体性质识别5.1 流体性质基本识别方法储层流体性质判别是测井解释根本目标之一。流体性质测井识别，最基本方法就是把测井曲线的综合分析与地质、录井（包括气测）、岩心以及中途测试等综合起来，建立起不同类型储层油（气）、水判别方法。常采用的较适用的基本方法有与纯水层电阻率比较法、与标志泥岩层电阻率比较法、电阻率孔隙度交会图法、纵横波速度比与孔隙度交会法、三孔隙度重叠法、井温流体识别法等，图是应用纵横波速度比与孔隙度交会法识别流体的图版。 图1纵横波速度比与孔隙度交会法识别流体5.2 小波变换识别流体性质图2 j13井、j42井产气、产水层峰谱
15、图小波能谱技术根据小波变换的特点，通过对已知储层模型进行小波能量谱分析，从而得到各种储层的特征能量谱，根据这些储层特征能量谱就可以对待划分的储层段进行储层流体性质判别。通过对测井曲线进行小波变换后的高频小尺度信号对应于微观孔隙结构，中频中等尺度对应于流体性质，低频大尺度对应于岩性及岩相的变化，根据这种方法可以有效的区分出储层中所含流体的性质。用这种方法分析了j13、j28、j32-1、j34、j37、j42和j49等7口井，并与测试进行了对比，发现小波分析方法具有很高的实用性，预测结果与测试结果吻合的较好。图为用小波变换识别j13井、j42井产气、产水层的峰谱图；测试结果j13在3709-3748m井段产气9.41104m3/d，j42在4268-4293m层段测试，结果出水。6 应用效果评价 建平*井是本区2006年完钻的一口水平井。图为该井飞三段裂缝发育段的垂直段测井综合图。常规测井曲线在3402-3
