塔中南坡位于塔里木盆地中央隆起带中部塔中地区南部^[5], 北靠卡塔克隆起, 南邻塘古孜巴斯凹陷, 东西横穿卡塔克隆起卡2、卡3、卡4区块, 面积约1.6× 10⁴ km², 二维测网密度2 km× 4 km~4 km× 8 km, 勘探程度较低(图1)。

图1

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	图1 塔中南坡构造位置

塔中南坡发育了从新生界至震旦系各时代地层, 区域性缺失侏罗系, 根据中2井和塘参1井的钻井揭示情况来看, 塔中南坡奥陶系自下而上发育下奥陶统蓬莱坝组、中— 下奥陶统鹰山组、中奥陶统一间房组(图2), 但受加里东中期Ⅰ 幕构造运动影响, 塔中Ⅰ 号断裂带、塔中南缘断裂带这两条断裂带的形成, 使卡塔克地区剧烈隆升而剥蚀了一间房组全部及鹰山组上部地层^[6]。

图2

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	图2 塔中南坡奥陶系地层

塔中南坡下古生界奥陶系碳酸盐岩地层, 岩性类型较为复杂, 有白云岩、灰岩、云质灰岩、灰质白云岩等多种类型, 利用常规测井资料很难直接准确判断岩性和矿物成分。以取芯资料为依据, 对研究区灰色灰岩、灰色中砂岩、灰色灰质白云岩等典型岩性制作“ 三孔隙度” 测井系列岩性交会图版(图3、图4)。从交会图版中可以看出, 灰色砂岩、灰色灰岩、灰色灰质白云岩数据点都落在相应岩性线附近, 可以较易识别出典型岩性, 为区域内地层岩性划分提供依据。

图3

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	图3 Z3井主要岩性中子— 密度交会

图4

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	图4 Z3井主要岩性中子— 声波交会

碳酸盐岩的储层孔隙结构与组合的类型有所不同, 使其储层具有不同的空间结构, 根据勘探开发中选择的方式的不同, 在储层评价中通常根据孔隙类型与组合关系的不同, 从测井响应机理出发将碳酸盐岩储层划分为4类:裂缝型储层、孔洞型(孔隙— 孔洞型)储层、裂缝— 孔洞型储层及洞穴型(裂缝— 洞穴型)储层^[7]。

储层的储集空间类型不同, 储层物性的控制因素也不同, 其测井响应特征也有所差异, 因此, 在进行碳酸盐储层评价时须首先判别储层的类型, 然后采取合理方法对储层特征进行定性定量分析。不同碳酸盐岩储层类型表现出不同的储集、渗滤特征和分布规律, 根据塔中南坡碳酸盐岩的研究结果, 各种类型储层特征如下。

3.1 裂缝型储层

裂缝型储层指溶孔不发育, 裂缝为主要储集空间和渗滤通道的储层^{[8, 9, 10]}。裂缝型储层主要发育在基岩孔隙度较低(< 1%)、孔径较小(< 100 nm)的碳酸盐岩剖面中(如泥灰岩、灰岩、白云岩等), 一般发育在褶皱剧烈部位或断裂、断层附近, 裂缝主要为构造裂缝(图5a、c、e、f), 具有明显的组系性。

图5

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	图5 碳酸盐岩储层微观储集空间特征a— 粒屑泥晶灰岩, 见0.15~0.25 mm溶蚀缝及0.03 mm微溶蚀缝隙, 方解石充填; b— 粉晶白云岩, 见较多晶间溶孔, 大小在0.02~0.3 mm, 自形白云石晶体组成; c— 粉— 泥晶含生物内碎屑灰岩, 见0.03~0.05 mm微裂隙, 内充填方解石晶体, 并有白云石充填; d— 细晶白云岩, 岩石面孔率少, 见极少量晶间溶孔, 孔径小于0.1 mm; e— 粉晶角砾白云岩, 见少量白云石晶间溶孔分布于裂缝内, 孔径0.1~0.2 mm; f— 砂屑泥晶灰岩, 见少量构造微裂缝, 宽小于0.01 mm, 岩石基本未见孔隙

根据常规测井方法的数据与成像测井的处理成果, 并参考岩芯观察和分析, 发现塔中南坡台缘破折和多期潜山储集体包括的主要储集空间类型有:裂缝型、孔洞型、裂缝— 孔洞型, 洞穴型在该区发育不明显。各类型储层常规测井响应特征见表1^{[15, 16]}。

表1

表1

表1 各类储层常规测井响应特征 测井项目 裂缝型 孔洞型 裂缝— 孔洞型 洞穴型 自然伽马(GR) 15API左右 一般小于15API 一般小于15API 一般小于15API 井径(CAL) 微微扩张 部分有扩径现象 部分有扩径现象 严重扩径 声波时差(DT) 明显变化 155~180 μ s/m 有一定变化 150~155 μ s/m 增大 145~160 μ s/m 明显增大 地层密度(RHOB) 变化不明显 2.77~2.79 g/cm3 略有增大 2.79~2.83 g/cm3 增大 2.77~2.83 g/cm3 明显增大 中子孔隙度(NPHI) 明显变化 0.02~0.04 有一定变化 0.05~0.09 有一定变化 0.05~0.09 明显变化 深浅侧向(LLD、LLS) 明显的降幅 有一定差异 有一定差异 有差异, 值很小

表1 各类储层常规测井响应特征

4.1 裂缝型储层

裂缝型储层的常规测井响应特征是:自然伽马数值相对较低, 一般小于15 API; 电阻率曲线具有很明显的降幅, 电阻率数值一般较低或中等, 小于 1 000 Ω · m, 网状缝储层一般低于200 Ω · m; 井径微微扩张, 声波曲线、中子曲线有明显变化, 密度曲线变化不明显。

成像测井显示裂缝呈暗色的正弦波状, 该类储层由于钻井中岩石破碎, 钻时较快, 油气显示活跃。岩芯见裂缝非常发育, 以高角度缝和斜交缝为主, 方解石充填或半充填, 岩芯无油味, 入水试验见少量气泡冒出(图6)。

图6

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	图6 裂缝型储层测井响应特征

4.2 孔洞型储层

孔洞型储层主要以发育小的溶孔、溶洞为特征^[17], 其常规测井响应表现为:自然伽马值为低— 中值, 一般小于30 API, 反映岩性较纯; 井径在孔洞较为发育段有一定扩径, 中子、密度、声波曲线有一定变化, 显示较高孔隙度的特征; 深浅双侧向有一定差异, 孔洞不发育段电阻率有所升高, 孔洞连通性越差, 电阻率升高越明显。岩芯岩性以灰色白云岩为主, 孔洞发育, 半开启, 以方解石半充填为主, 孔洞间连通性较差, 岩芯略具臭鸡蛋味, 无荧光显示(图7)。

图7

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	图7 孔洞型储层测井响应特征

4.3 裂缝— 孔洞型储层

裂缝— 孔洞型储层主要指那些同时发育有裂缝和溶蚀孔、洞的碳酸盐岩储层, 由于裂缝的存在, 对溶蚀孔、洞起到很好的沟通作用, 大大改善了储层的渗透能力, 从而提高储层的导电能力^[18]。由于该类储层综合了裂缝型储层及孔洞型储层的特征, 因此在测井资料上也综合反映了裂缝和孔洞的特征, 使其在常规测井和成像测井中相比单一的裂缝型和孔洞型储层更容易识别。

裂缝— 孔洞型储层在常规测井上的响应特征:

自然伽马值为低值, 一般小于15 API, 曲线变化平缓, 井径曲线有一定扩径; 三条孔隙度曲线通常为声波时差和中子增大, 密度值相对降低, 密度曲线值在2.77~2.83 g/cm³, 声波时差值145~60 μ s/m, 中子值在0.05~0.09之间; 电阻率曲线具有明显的降幅或者差异, 电阻率数值一般较低或中等, 小于600 Ω · m。 岩芯岩性以浅灰色白云岩为主, 主要成分为白云石, 少量方解石, 岩性致密, 岩芯较破碎, 裂缝和孔洞发育, 岩体被裂缝切割, 少量为诱导缝, 部分岩芯有臭鸡蛋味, 直照、喷照、滴照均无荧光显示(图8)。

图8

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	图8 裂缝— 孔洞型储层测井响应特征

各项分析资料表明, 塔中南坡奥陶系碳酸盐岩台缘坡折带和多期潜山储集体储层的物质基础主要是石灰岩和白云岩两大类, 其次是它们之间的过渡类型^{[19, 20, 21, 22, 23, 24]}。白云岩储层的岩石类型主要有二大类, 即结晶白云岩、残余颗粒白云岩, 按其结构、构造特征还可进一步区分出若干种不同的类型。石灰岩分布较少, 储集性能稍差, 石灰岩储层主要包括颗粒灰岩、微晶灰岩、云质灰岩、藻粘结灰岩等几种岩石类型(图5)。根据4类储层测井响应特征的不同, 并结合各类储层储集物性的差异性, 可以将其划分为3个等级进行评价:

Ⅰ 类储层:洞穴型储层, 钻井液漏失、钻时减小和钻具放空是主要识别标志, 常规测井响应微弱。

Ⅱ 类储层:裂缝— 孔洞型储层, 储集空间不仅有溶蚀孔洞还有裂缝, 二者都比较发育, 从FMI成像测井上能够较好地分辨裂缝孔洞的纵向分布和发育特征。

Ⅲ 类储层:裂缝型储层或孔洞型储层, 储集空间主要为各种类型的裂缝, 以及一些小型的孤立不连通或被方解石等填充的溶蚀孔洞, 属欠发育储层。

依据如上评价标准对塔中南坡奥陶系碳酸盐岩储层进行评价, 发现研究区Ⅰ 类储层发育不明显, 录井及测井解释没有典型洞穴储层发育的相关证据; 大部分为Ⅲ 类储层, 裂缝和溶蚀孔洞发育, 储层中仅有一定数量的溶蚀孔洞或少量裂缝发育, 孔隙频谱分析的孔隙度较小; 另外研究区还有一定Ⅱ 类储层, 其录井显示相对较好, 裂缝非常发育并有溶蚀孔洞, 孔隙频谱分析的孔隙度也较大。以Z3井为例, 奥陶系3 746 ~5 405 m地层中, 识别出有效储集层12层, 其中, 单一裂缝型或孔洞型储层8层, 裂缝孔洞型储层4层, 孔渗曲线与储层类型对应良好, Ⅱ 类储层普遍孔渗偏高, 具有很好的指导意义(图9)。

图9

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	图9 Z3井储层分级评价

1) 针对碳酸盐岩储层的复杂性, 采用“ 三孔隙度” 测井系列交会识别岩性的方法, 可以较易区分该区灰色砂岩、灰色灰岩、灰色灰质白云岩等典型岩性。

2) 塔中南坡奥陶系碳酸盐岩储层包括裂缝型储层、孔洞型储层、裂缝— 孔洞型储层, 其中, 裂缝型储层在测井响应上主要表现为电阻率的明显下降和声波曲线的明显变化, 孔洞型储层主要表现为自然电位低— 中值和井径的扩张, 裂缝— 孔洞型储层主要表现为声波时差、中子增大和密度值相对降低。

3) 将碳酸盐岩储层划分为三个等级, 洞穴型储层属Ⅰ 类储层, 裂缝— 孔洞型储层属Ⅱ 类储层, Ⅲ 类储层包括裂缝型储层和孔洞型储层。研究区Ⅰ 类储层发育不明显, 大部分为Ⅲ 类储层, Ⅱ 类储层其次。