白 利 金 燕夏小勇彭 驍莫 靜

（1.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，四川 成都 610041；2.斯倫貝謝中國(guó)公司，四川 成都 610500）

0 引言

四川盆地高磨地區(qū)震旦系燈影組第四段（以下簡(jiǎn)稱(chēng)燈四段）發(fā)育白云巖孔洞型儲(chǔ)層，主要受沉積及古巖溶作用的影響。氣藏儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類(lèi)型復(fù)雜，具有大小和規(guī)模相差懸殊的溶蝕孔洞和裂縫，儲(chǔ)層具有縱橫向變化大、各向異性明顯、低孔隙度、低滲透率、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)［1］。隨著燈四段碳酸鹽巖氣藏開(kāi)發(fā)程度的逐步深入，復(fù)雜縫洞儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)和氣藏生產(chǎn)開(kāi)發(fā)中的諸多問(wèn)題顯得越來(lái)越突出。燈四段在縱向上發(fā)育多套厚薄不均的儲(chǔ)層，間夾硅質(zhì)云巖或硅質(zhì)巖。儲(chǔ)層物性、縫洞發(fā)育程度、孔隙結(jié)構(gòu)特征、孔洞的充填程度等變化較大，對(duì)各種測(cè)井方法影響程度不同，儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)存在較大困難。大型巖溶對(duì)高產(chǎn)井控制作用明顯，測(cè)井探測(cè)范圍較小，無(wú)法探測(cè)大型溶洞分布規(guī)模［2］。儲(chǔ)層控制因素復(fù)雜，部分井測(cè)井解釋與試氣結(jié)論存在較大的差異，產(chǎn)能預(yù)測(cè)難度大。儲(chǔ)層縱橫向變化大，各向異性明顯，低孔隙度、低滲透率、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，使得儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別和評(píng)價(jià)產(chǎn)生多解性、模糊性和不確定性，各井測(cè)試產(chǎn)能差異大。筆者充分利用電成像測(cè)井資料，引入PoroTex技術(shù)，依據(jù)不同溶蝕孔洞的特征并結(jié)合其不同的地質(zhì)意義，對(duì)燈四段進(jìn)行了溶蝕測(cè)井電相的有效劃分。

1 燈四段儲(chǔ)層成像測(cè)井特征

在電阻率成像測(cè)井圖像上可以有效地識(shí)別泥質(zhì)條帶、薄層、應(yīng)力釋放縫、壓裂縫、井壁崩落、溶蝕孔洞及天然裂縫等地質(zhì)特征。當(dāng)儲(chǔ)層溶蝕孔洞發(fā)育時(shí)，在電阻率成像圖上顯示高電導(dǎo)率異常，呈現(xiàn)出不規(guī)則小圓狀或橢圓形狀圖像。當(dāng)儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育時(shí)，在電阻率成像圖上顯示高電導(dǎo)率異常，呈現(xiàn)出不規(guī)則的正弦曲線特征圖像。

1.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)四川盆地區(qū)域地質(zhì)綜合研究、勘探實(shí)踐分析認(rèn)為，高磨地區(qū)燈四段發(fā)育丘灘相白云巖儲(chǔ)層，宏觀展布受臺(tái)緣帶影響。根據(jù)已完鉆井巖心描述、巖石化學(xué)分析、薄片鑒定、巖心物性測(cè)試以及錄井資料綜合分析，高磨地區(qū)燈四段儲(chǔ)層均為白云巖，主要發(fā)育在丘灘相中，以藻凝塊云巖、藻疊層云巖、藻紋層云巖、砂屑云巖為主。

藻凝塊云巖是燈四段最主要的儲(chǔ)層巖石類(lèi)型，由藻粘結(jié)砂屑、泥或球粒形成凝塊或團(tuán)塊組成（圖1a），巖心觀察面孔率集中在3%～6%，巖溶改造作用明顯，主要儲(chǔ)集空間類(lèi)型為凝塊間殘余格架孔及后期溶孔，具有凝塊組構(gòu)選擇性溶孔，溶孔溶洞部分充填瀝青或白云石，偶見(jiàn)石英晶柱垂直孔壁生長(zhǎng)。藻疊層云巖是發(fā)育比例僅次于藻凝塊云巖的重要儲(chǔ)層巖石類(lèi)型，其巖溶改造作用強(qiáng)，溶蝕孔洞發(fā)育，巖心觀察面孔率主要分布在4%～8%，部分在10%以上，其主要為藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程中形成的水平紋層狀、波狀或緩丘狀藻疊層（圖1b），主要儲(chǔ)集空間類(lèi)型為藻絲體腐爛后形成的鳥(niǎo)眼孔洞或窗格孔洞，具順層分布的特征，故順層溶蝕作用明顯；或者是藻纏繞生長(zhǎng)過(guò)程中形成的格架孔洞。當(dāng)沉積界面處于浪基面之上的高能帶時(shí)，早期的泥晶巖類(lèi)或藻白云巖被破碎，形成砂屑。若形成環(huán)境有利于藻類(lèi)生長(zhǎng)，一方面波浪擾動(dòng)形成砂屑，另一方面藻類(lèi)可粘結(jié)、纏繞砂屑生長(zhǎng)，形成藻粘結(jié)砂屑云巖（圖1c），這類(lèi)發(fā)育于富藻層段的藻粘結(jié)砂屑云巖往往與灰泥丘建造密切相關(guān)，為灰泥丘相序的丘坪或丘蓋。若形成環(huán)境不利于藻類(lèi)生長(zhǎng)，砂屑多由泥晶云巖破碎形成典型的砂屑云巖，其發(fā)育環(huán)境與灰泥丘關(guān)系不大，多為顆粒灘沉積。

圖1 磨溪區(qū)塊燈四段儲(chǔ)層巖石類(lèi)型圖

1.2 儲(chǔ)集空間類(lèi)型

碳酸鹽巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類(lèi)型多樣，既有受組構(gòu)控制的粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄?？?、晶間溶孔等，又有不受組構(gòu)控制的溶洞、溶縫和構(gòu)造縫。通過(guò)對(duì)燈四段野外剖面、鉆井巖心及薄片微觀的詳細(xì)觀察，根據(jù)其成因、形態(tài)、大小及分布位置，將其儲(chǔ)集空間劃分為孔隙、溶洞和裂縫3種類(lèi)型。

通過(guò)薄片觀察，燈四段孔隙發(fā)育，主要以粒間溶孔、晶間溶孔為主，其次為晶間孔、粒間孔、格架孔等，可見(jiàn)燈四段以粒間溶孔和晶間溶孔為主的次生孔隙是主要的孔隙類(lèi)型。燈影組沉積之后經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的成巖改造，發(fā)育不同成因且各具特色的溶洞。高磨地區(qū)燈四段儲(chǔ)層溶洞十分發(fā)育，多呈層狀或沿裂縫、溶縫呈串珠狀分布，也有圍繞巖溶角礫分布。平面上溶蝕孔洞分布不均勻，根據(jù)磨溪11口井的巖心統(tǒng)計(jì)分析可知，縱向上，溶蝕孔洞層可達(dá)震頂侵蝕面以下300 m，且主要為洞徑介于2～5 mm的小溶洞，占比為78%，洞徑介于5～20 mm的中洞占比為16%，洞徑不小于20 mm的大洞占比為6%?？梢?jiàn)多類(lèi)型的中小溶洞構(gòu)成燈四段另一類(lèi)重要的儲(chǔ)集空間。根據(jù)巖心觀察，裂縫在燈四段地層中普遍發(fā)育，主要為構(gòu)造縫、壓溶縫和擴(kuò)溶縫。宏觀、微觀裂縫與各種有效孔洞的良好搭配是四川盆地高磨地區(qū)燈四段優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層形成和氣井高產(chǎn)的重要原因。

1.3 裂縫成像測(cè)井特征

四川盆地高磨地區(qū)震旦系的裂縫多遭受溶蝕，在成像測(cè)井資料上有裂縫面不規(guī)則、溶蝕擴(kuò)大等特征，與規(guī)則完整的層理面有明顯不同［3-4］。電成像測(cè)井將裂縫分為天然裂縫和鉆井誘導(dǎo)縫兩類(lèi)。震旦系的天然裂縫主要是構(gòu)造裂縫，分布具有一定的規(guī)律性，但多數(shù)裂縫有溶蝕作用，因此，裂縫面往往不規(guī)則，有溶蝕擴(kuò)大現(xiàn)象［4-5］。通過(guò)成像測(cè)井較容易識(shí)別天然裂縫，高角度縫在成像圖像上表現(xiàn)為單一暗色正弦線，低角度縫在成像圖像上呈不規(guī)則暗色線，網(wǎng)狀縫在成像圖像上呈不規(guī)則斷續(xù)組合暗線。鉆井誘導(dǎo)裂縫是在鉆井過(guò)程中形成的裂縫，主要有重泥漿或應(yīng)力不平衡造成的壓裂縫、應(yīng)力釋放縫和鉆井震動(dòng)裂縫，它們會(huì)對(duì)天然裂縫的識(shí)別造成干擾。壓溶縫是在上覆巖層靜壓力下，巖石受到沿其各種縫隙、粒間孔隙進(jìn)入的地下水的不均勻溶解并相互擠壓形成的（圖2）。

圖2 天然裂縫、鉆井誘導(dǎo)裂縫和壓溶縫成像測(cè)井特征圖

1.4 溶蝕孔洞成像測(cè)井特征

溶蝕孔洞會(huì)引起電導(dǎo)率異常，邊緣呈浸染狀且較圓滑，無(wú)方向性，在360°方位上隨機(jī)分布。高磨地區(qū)燈四段的溶洞主要以中小溶洞為主，局部見(jiàn)大洞［6-8］。從巖心觀察發(fā)現(xiàn)溶蝕孔洞部分切割井壁，燈四段的洞主要是蜂窩狀溶蝕孔洞和順藻紋層溶蝕孔洞（圖3）。電成像測(cè)井可以識(shí)別溶洞在井壁的分布情況，分析洞的連通狀況，可結(jié)合深淺雙側(cè)向綜合判別。溶洞在常規(guī)測(cè)井曲線上顯示電阻率大幅度降低、三孔隙度異常增大、雙井徑增大。其中聲波時(shí)差對(duì)層狀溶蝕孔洞較為敏感。

圖3 溶蝕孔洞成像測(cè)井特征圖

2 燈四段溶蝕測(cè)井電相特征

震旦系燈四段儲(chǔ)集類(lèi)型主要以裂縫—孔隙型、裂縫—溶洞型為主，儲(chǔ)集空間以次生溶洞、粒間（溶）孔、晶間溶孔為主［9-11］。儲(chǔ)層分布受到多種因素的控制，非均質(zhì)性較強(qiáng)。利用電成像測(cè)井進(jìn)行碳酸鹽巖溶蝕測(cè)井電相特征的縱向識(shí)別，結(jié)合取心井段對(duì)溶蝕特征進(jìn)行刻度，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行溶蝕測(cè)井電相劃分。

2.1 溶蝕測(cè)井電相類(lèi)型劃分

首先利用取心井段在巖心上觀察到的溶蝕特征對(duì)電成像測(cè)井圖進(jìn)行刻度［12-13］，通過(guò)PoroTex技術(shù)對(duì)震旦系燈影組碳酸鹽巖溶蝕縫洞的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。該技術(shù)的原理即是通過(guò)選取合適的門(mén)檻值，提取電成像圖上有效的低阻暗色單元，并且計(jì)算這些有效低阻暗色單元的連通性指數(shù)、面孔率及孔洞大小定量參數(shù)。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)巖心刻度及人工甄別，采用人機(jī)互動(dòng)的方法，調(diào)整選取合適的截止值，提取電成像圖上的有效低阻暗色單元，剔除泥質(zhì)、黃鐵礦、井壁崩落及誘導(dǎo)縫等干擾因素，只提取有效的溶蝕縫洞，從而得到有效的溶蝕縫洞參數(shù)，定量評(píng)價(jià)碳酸鹽巖溶蝕縫洞的有效性［14-16］。

在電成像測(cè)井的基礎(chǔ)上利用PoroTex技術(shù)在縱向上進(jìn)行全井段碳酸鹽巖溶蝕測(cè)井電相特征識(shí)別，結(jié)合取心段對(duì)鉆井巖心顯示的溶蝕特征進(jìn)行刻度，進(jìn)而對(duì)研究區(qū)所有井在縱向上進(jìn)行全井段溶蝕測(cè)井電相劃分［17］。共劃分出孔洞溶蝕相、洞穴溶蝕相、裂縫—孔洞溶蝕相、致密相及暗色薄層相5種溶蝕測(cè)井電相：①孔洞溶蝕相在電成像測(cè)井圖上顯示為高阻背景下的低阻暗色斑點(diǎn)［18-19］，產(chǎn)狀呈順藻疊層特征、蜂窩狀特征及順層狀特征，巖心上顯示為順藻疊層溶蝕孔洞、蜂窩狀溶蝕孔洞及順層狀溶蝕孔洞，標(biāo)注為橘黃色。電成像測(cè)井圖上顯示其直徑介于0.1～50 cm；②洞穴溶蝕相在電成像測(cè)井圖上顯示高阻背景下的低阻暗色斑點(diǎn)或斑塊、正弦曲線特征，標(biāo)注為紅色，電成像圖上顯示其直徑大于50 cm。一般電成像測(cè)井圖上洞穴型溶蝕的底部可見(jiàn)不規(guī)則溶蝕面，未充填“米”級(jí)溶洞電相，在錄井上表現(xiàn)為井漏、氣侵現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)鉆具放空，圖像上還可看到角礫充填，通過(guò)PoroTex技術(shù)可提取出有效的洞穴；③裂縫—孔洞溶蝕相在電成像測(cè)井圖上顯示為高阻背景下的低阻暗色斑點(diǎn)或斑塊，沿裂縫軌跡分布，多為溶蝕擴(kuò)大縫特征，標(biāo)注為墨綠色；④致密相在電成像測(cè)井圖上顯示為高阻亮色塊狀特征，局部為高阻背景下的偶見(jiàn)低阻暗色斑點(diǎn)呈孤立狀分布，標(biāo)注為肉色；⑤暗色薄層相在電成像測(cè)井圖上顯示為高阻亮色層背景下暗色薄層或暗色條發(fā)育特征，巖心上為泥云坪環(huán)境下形成的深灰色或黑色低能沉積物，通過(guò)縫洞有效性技術(shù)分析證實(shí)這些均為無(wú)效低阻特征，該測(cè)井電相對(duì)沉積環(huán)境研究具有一定的指示意義，顯示為相對(duì)低能沉積產(chǎn)物（表1）。觀察巖心顯示的溶蝕特征，對(duì)電成像測(cè)井圖像進(jìn)行刻度，測(cè)井電相特征與巖心對(duì)應(yīng)關(guān)系較好。

表1 溶蝕測(cè)井電相劃分標(biāo)準(zhǔn)表

2.2 溶蝕測(cè)井相的匹配關(guān)系

利用PoroTex縫洞有效性分析技術(shù)可以提取出不同溶蝕相的有效性參數(shù)。通過(guò)對(duì)測(cè)試段有效性參數(shù)的統(tǒng)計(jì)可知，洞穴溶蝕相的有效性參數(shù)好于裂縫—孔洞溶蝕相，而裂縫—孔洞溶蝕相的有效性參數(shù)較孔洞溶蝕相有效性參數(shù)略好。不同的溶蝕相，其有效性參數(shù)具有一定的差異，溶蝕相縱向的匹配關(guān)系與其儲(chǔ)集性能具有緊密的關(guān)系。MX129H井溶蝕相以洞穴溶蝕相、孔洞溶蝕相及裂縫—孔洞溶蝕相為主，其中井深5 300～5 800 m以洞穴溶蝕相及孔洞溶蝕相為主，5 335 m附近洞穴發(fā)育，在圖像上可見(jiàn)角礫發(fā)育，縫洞有效性分析結(jié)果顯示洞穴有效性較好；井深5 733 m附近發(fā)育孔洞溶蝕相，縫洞有效性分析結(jié)果表明孔洞溶蝕相有效性較好，該井溶蝕相匹配關(guān)系較好，洞穴發(fā)育，測(cè)試產(chǎn)量為141.19×104m3/d（圖4）。

圖4 MX129H井溶蝕相匹配關(guān)系圖

2.3 研究區(qū)塊溶蝕測(cè)井電相分布

燈四段在沉積后經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的成巖作用，成巖改造對(duì)儲(chǔ)層的影響極大，造成儲(chǔ)層分布的非均質(zhì)性較強(qiáng)［20-21］。為了了解并掌握研究區(qū)燈影組儲(chǔ)層的分布規(guī)律，利用研究區(qū)20余口直井的電成像測(cè)井對(duì)燈四段進(jìn)行溶蝕測(cè)井電相識(shí)別劃分，并建立了研究區(qū)溶蝕相三維數(shù)據(jù)體，對(duì)燈四段溶蝕相進(jìn)行了縱橫向分布規(guī)律研究（圖5）。從該數(shù)據(jù)體的任意切面均可以直觀地展示溶蝕測(cè)井電相的分布規(guī)律。研究表明臺(tái)緣及臺(tái)內(nèi)的溶蝕窗口特征不同。MX22井區(qū)及GS1井區(qū)燈四段溶蝕為厚層疊置特征，不僅燈四上亞段溶蝕發(fā)育，并且燈四下亞段也發(fā)育溶蝕，溶蝕類(lèi)型可見(jiàn)孔洞型溶蝕、洞穴型溶蝕及裂縫—孔洞型溶蝕。

圖5 磨溪—高石梯燈四段溶蝕相三維數(shù)據(jù)體

3 結(jié)論

1）四川盆地高磨地區(qū)震旦系燈四段在縱向上分布多套厚薄不均的儲(chǔ)層，間夾硅質(zhì)云巖或硅質(zhì)巖，裂縫多遭受溶蝕，在成像測(cè)井資料上顯示出裂縫面不規(guī)則、溶蝕擴(kuò)大等特征，與規(guī)則完整的層理面有明顯不同。溶洞主要以中小溶洞為主，局部見(jiàn)大洞，儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類(lèi)型復(fù)雜，具有大小和規(guī)模相差懸殊的溶蝕孔洞和裂縫。

2）用PoroTex技術(shù)提取出有效的洞穴，共劃分出孔洞溶蝕相、洞穴溶蝕相、裂縫—孔洞溶蝕相、致密相及暗色薄層相5種溶蝕測(cè)井電相。其中孔洞溶蝕相、洞穴溶蝕相、裂縫—孔洞溶蝕相在電成像測(cè)井圖像上顯示為高阻背景下的低阻暗色斑點(diǎn)、斑塊或暗色層特征，溶蝕作用較強(qiáng)，為有利的溶蝕測(cè)井電相。

3）通過(guò)建立研究區(qū)溶蝕相三維數(shù)據(jù)體，直觀展示了溶蝕測(cè)井電相縱橫向及平面分布規(guī)律，溶蝕集中發(fā)育于燈四上亞段，燈四下亞段明顯減弱。臺(tái)緣及臺(tái)內(nèi)的溶蝕窗口特征不同。