廖元塏，何傳亮

（中石化西南石油工程有限公司測井分公司，四川 成都610100）

0 引 言

YB氣田位于四川盆地東北部，目的層位為二疊系長興組碳酸鹽巖礁灘相儲層，其主要巖性為亮晶生屑灰?guī)r及亮晶生屑白云巖［1］，黏土礦物含量低，單井天然氣產(chǎn)量普遍較高。目前該氣田已進入產(chǎn)能建設(shè)階段，基于測井解釋提供的精確儲層參數(shù)是單井儲層評價及開發(fā)方案決策的重要依據(jù)。由于開發(fā)需要，完井方式普遍為水平井篩管完井，具有造斜率大、井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、井眼尺寸較小等特點。目的層埋深普遍超過6000m，且具有高溫、高含硫化氫、中含二氧化碳的特征［2］，導(dǎo)致測井難度及風(fēng)險極大，測井項目僅有自然伽馬、聲波時差及雙側(cè)向電阻率。因此，極其有限的測井資料給碳酸鹽巖儲層的巖性識別及儲層參數(shù)的準(zhǔn)確計算帶來很大困難。

由于工區(qū)內(nèi)目的層橫向非均質(zhì)性強［3］，且縱波時差受含氣性影響大，傳統(tǒng)方法計算結(jié)果準(zhǔn)確性欠佳。利用有限的測井資料解決這一難題，為氣藏精細評價提供可靠的儲層參數(shù)，具有非常重要的意義?；诖?，本文利用vp／vs開展了川東北地區(qū)YB氣田的碳酸鹽巖儲層參數(shù)的計算方法探討。

1 思路及可行性分析

基于雙礦物體積模型采用2種孔隙度測井曲線交會法求解礦物含量以及孔隙度。如中子聲波交會法，設(shè)V1、V2、φ分別為2種礦物的體積含量和儲層孔隙度，建立體積模型

在已知聲波和中子測量值的情況下，求解方程組可獲得V1、V2、φ；但在YB氣田開發(fā)井中僅有聲波測井曲線的條件下，直接利用該交會方法不現(xiàn)實。由該體積模型可知，在有聲波測井資料的前提下，若能夠確定V1、V2、φ中任一未知量，則可聯(lián)立式（1）和式（2）獲取其余未知量，測井記錄的聲波全波列測井信息為解決這一難題提供了可行途徑。

聲波全波列測井可以提取縱波和橫波時差，縱橫波速度比vp／vs可有效識別碳酸鹽巖的巖性。在YB氣田，通過對多口井取心段的白云石含量與vp／vs值對比分析發(fā)現(xiàn)，其含量與vp／vs值具有很好的相關(guān)性。以YB123井為例（見圖1），該井通過中子密度測井交會處理的物性剖面（分別為第4、第5道）與巖心分析數(shù)據(jù)吻合很好，黏土礦物含量很低；聲波變密度測井圖像（第9道）與地層特征對應(yīng)，提取的縱波、橫波時差（第8道）及計算的vp／vs值（第7道）可靠，并且與巖性剖面中的白云石含量（第6道）具有很好的對應(yīng)關(guān)系。由于目的層為二疊系長興組礁灘相儲層，其巖性為亮晶生屑灰?guī)r及亮晶生屑白云巖［1］。因此，通過對聲波全波列測井信息進行處理，提取縱、橫波時差，再利用不同巖性vp／vs的變化規(guī)律［4］，可建立vp／vs與V1及V2之間的定量關(guān)系，結(jié)合雙礦物體積模型進行長興組碳酸鹽巖儲層孔隙度和礦物含量的定量計算是完全可行的。

圖1 YB123井長興組儲層巖心分析及測井資料成果圖

2 儲層參數(shù)計算模型

2．1 YB氣田長興組vp／vs 特征

對YB氣田內(nèi)已完鉆井vp／vs與縱波時差Δtc關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，YB氣田長興組地層vp／vs與巖性、物性和含氣性具有如下特征（見圖2）。

（1）致密純灰?guī)rvp／vs值較集中地分布于1．90～1．94之間，平均1．92；致密純白云巖vp／vs值較集中分布于1．78～1．82之間，平均1．80；過渡巖性vp／vs值分布于1．80～1．91，且vp／vs值隨白云化程度增高而減小。

（2）vp／vs受儲層含氣性影響較大，隨著含氣性變好，縱波時差逐漸增大，vp／vs逐漸減小，當(dāng)減小到1．58左右，變化趨勢逐漸趨于平緩。

（3）通常，儲層基質(zhì)孔隙的發(fā)育情況受白云化程度控制，白云化程度越高，其含量越高，則孔隙越發(fā)育，儲層含氣性也越好，vp／vs值減小越顯著。

圖2 YB氣田長興組儲層vp／vs特征

2．2 vp／vs 影響因素分析

理論和實驗研究表明，巖石的聲速和巖石的成分、孔隙度 和 流 體 性 質(zhì) 有 關(guān)［5］。 楚 澤 涵［6］指 出，vp／vs隨孔隙度的變化不大；在孔隙度0～20%時，vp／vs比值可能不變或僅有很小的變化，在孔隙度數(shù)值較大時，孔隙度對vp／vs的影響不能忽略［7］；縱波對氣體含量敏感，橫波對氣體含量不敏感，含有少量氣體時即可使縱波速度顯著減小，對橫波速度影響不大，當(dāng)儲層含氣時，vp／vs會顯著減?。?］。YB氣田長興組生物礁儲層具有中孔隙度、高滲透率特征，平均孔隙度4．77%［9］。因此，YB氣田內(nèi)長興組儲層的孔隙度對vp／vs值影響較小，巖性、含氣性是影響vp／vs值的主要因素，利用vp／vs計算礦物含量則需要進行含氣性校正。

2．3 vp／vs 含氣性校正

利用vp／vs定量計算礦物含量時首先需要消除儲層含氣性對vp／vs影響，保留巖性響應(yīng)信息，然后建立與礦物含量的關(guān)系，從而求取白云巖及灰?guī)r含量。由不同巖性的vp／vs規(guī)律［4］可知，致密灰?guī)r的vp／vs為1．9左右，致密白云巖vp／vs為1．8左右，隨白云化程度增高，vp／vs從1．9附近逐漸減小到1．8左右。根據(jù)巖石物理理論數(shù)據(jù)及實驗數(shù)據(jù)，對取心段的純灰?guī)r及純白云巖進行刻度，可得到與白云巖含量直接相關(guān)的純碳酸鹽巖vp／vs的理論曲線C；結(jié)合YB氣田長興組儲層實測vp／vs數(shù)據(jù)建立理論曲線C與實測vp／vs的含氣性校正關(guān)系模型。

理論曲線C反映了純碳酸鹽巖的vp／vs，能直接反映白云石含量，但與含氣性無關(guān)。選取長興組氣層，其實測vp／vs受到儲層含氣性影響。理論曲線C與實測vp／vs二者之間建立的關(guān)系式可認為是對實測vp／vs的含氣性影響校正。實現(xiàn)的具體步驟如下。

（1）理論曲線C的建立。設(shè)白云石含量為VDol（單位為%），建立方程

當(dāng)白云石含量VDol＝0時，令C＝1．92（純灰?guī)rvp／vs比值）；當(dāng)VDol＝100%時，令C＝1．80（純白云巖vp／vs比值），系數(shù)a＝0．0012，b＝1．92。純碳酸鹽巖的vp／vs理論曲線C為

（2）vp／vs含氣性校正關(guān)系式。根據(jù)實驗分析的白云巖及灰?guī)r體積，利用式（5）正演獲得理論曲線C；結(jié)合測井獲得的vp／vs建立二者的關(guān)系模型，并用于vp／vs的含氣性影響校正（見圖3）。校正式為

圖3 vp／vs含氣性校正關(guān)系

圖4 含氣性校正前后（vp／vs）—Δtc 交會圖

（3）vp／vs含氣性校正。依據(jù)式（6）將測井獲得的vp／vs進行校正，得到與巖性相關(guān)的曲線。圖4為含氣校正前后的（vp／vs）—Δtc交會圖?？梢钥闯觯Ｕ暗膙p／vs受到巖性和含氣性的共同影響，交會數(shù)據(jù)點（藍色）分布較廣；利用上述模型進行含氣性校正后的交會點（紅色）介于1．8～1．92之間，基本消除了含氣性影響，主要反映巖性特征，與實驗分析數(shù)據(jù)吻合。

2．4 儲層參數(shù)計算

上述對vp／vs進行天然氣影響校正是通過刻度白云巖含量間接實現(xiàn)的，因此，將理論曲線C刻度到區(qū)間0～100%后，利用式（4）和式（6）反演即可獲得白云巖含量。在體積模型中，在聲波曲線已知的情況下，將其代入式（1）和式（3）可獲得方解石含量及孔隙度φ。

實際應(yīng)用中，通常是在利用自然伽馬準(zhǔn)確計算地層泥質(zhì)含量基礎(chǔ)上，通過泥質(zhì)校正將泥質(zhì)雙礦物巖石模型變換成純雙礦物巖石模型，再進行求解。確定巖石礦物含量和孔隙度后，結(jié)合前期建立的滲透率及飽和度模型，可完成滲透率、飽和度等其他儲層參數(shù)計算。

3 應(yīng)用效果分析

利用建立的基于vp／vs儲層參數(shù)計算模型，在YB氣田長興組儲層開展了處理解釋應(yīng)用。圖5為YB272－1井測井處理成果與實鉆分析成果圖。利用該方法處理計算的巖性剖面、物性參數(shù)等與實驗分析數(shù)據(jù)及地質(zhì)錄井成果對應(yīng)很好。測井計算的白云石含量與XRF元素分析［10］的白云化程度相吻合，測井計算孔隙度與巖屑核磁共振孔隙度基本一致，說明該方法計算的儲層參數(shù)成果較準(zhǔn)確可靠。另外，校正前后的vp／vs重疊區(qū)間與錄井全烴顯示對應(yīng)好，該重疊區(qū)間可定性指示儲層含氣性，在測井資料有限的情況下，可作為指示儲層含氣性的有效方法。

圖5 YB272－1井長興組處理成果圖

4 結(jié)論

（1）利用聲波全波列提取地層的縱橫波時差信息，分析總結(jié)了區(qū)域內(nèi)vp／vs特征及影響因素，研究了對vp／vs的含氣性影響校正，探索性提出了基于vp／vs定量計算該氣田長興組碳酸鹽巖儲層參數(shù)的方法和模型。

（2）通過在長興組儲層中的應(yīng)用實踐表明，該方法具有較高的計算精度，較好地解決了有限測井資料情況下的儲層參數(shù)準(zhǔn)確計算和測井解釋難題，為川東北地區(qū)YB氣田長興組儲層開發(fā)及儲量計算提供了可靠的依據(jù)。

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