王景仪，谭飞，赵一入，江宁，张正红，张敏

（1.美国南加州大学Viterbi工程学院，洛杉矶90089；2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都610500；3.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000）



塔中地区鹰山组洞穴型碳酸盐岩储集层定量刻画及评价

王景仪1，谭飞2，赵一入2，江宁2，张正红3，张敏3

（1.美国南加州大学Viterbi工程学院，洛杉矶90089；2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都610500；3.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000）

摘要：洞穴型储集层是塔中地区鹰山组碳酸盐岩油气藏重要的储集层类型，因其层位、规模、充填物类型、充填程度等复杂多变，使用单一的地球物理或测井模型难以对其定量刻画。利用地震属性确定储集层深度，应用成像测井与常规测井相结合，刻画洞穴垂向规模、充填物性质及充填程度，用试井、试采等生产资料及井间地震属性评价储集体横向层布。研究表明，塔中地区鹰山组洞穴型碳酸盐岩储集层地震反射特征以串珠状为主，占86%，发育在距鹰山组顶界面240 m的范围内，洞穴高度大多为0.5～2.0 m，多被泥质、角砾等充填或半充填，平均充填率达到62.8%；洞穴横向上呈孤立状分布，部分与裂缝构成缝洞型储集空间。

关键词：塔里木盆地；塔中地区；鹰山组；碳酸盐岩；洞穴型储集层；成像测井；串珠状反射；定量评价

tive evaluation

碳酸盐岩作为一种重要的储集岩类，由于其本身沉积、成岩和演化的复杂性，非均质性强，裂缝溶洞发育的影响因素较多，导致了碳酸盐岩油气田的形成、分布和富集的复杂性[1-3]。塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩储集层往往是溶孔、洞穴和裂缝并存，孔、洞是其主要储集空间，裂缝是其主要渗滤通道[4-5]。碳酸盐岩储集层类型主要分为4类：洞穴型、孔洞型、裂缝-孔洞型和裂缝型[6-8]。

由于碳酸盐岩储集层地下溶洞发育及分布的非均质性极强，洞穴的充填程度、充填物类型及流体性质复杂多变，使得碳酸盐岩洞穴型储集层的测井评价成为一大难点[9]。基于均质地质模型进行的测井物性解释的洞穴型储集层孔隙度往往偏小，这与钻井液大量漏失的情况相悖。大型洞穴型储集层的孔隙度往往高达25%左右，用常规测井技术难以真实反映储集层的物性特征。采用各类地震属性预测碳酸盐岩洞穴型储集层已取得了一定效果[10-14]，但由于其强烈的各向异性及多样的裂缝-孔洞组合形式，造成地震波响应特征也复杂多变，用单一地震属性分析预测碳酸盐岩储集层，很难获取洞穴的定量参数，预测精度较低且具有多解性[15-16]，钻井成功率较低。

本文对塔中地区鹰山组碳酸盐岩岩溶储集层不同类别的地震波反射特征进行定性分类，识别出不同的储集层类型；在岩心标定和常规测井约束下，利用成像测井识别古岩溶洞穴，对洞穴的充填物、充填程度及形态特征定量刻画，建立洞穴及其内部充填物的成像测井响应模式。结合生产动态资料，对洞穴型储集层的横向规模、连通性进行定量刻画，从多方面对储集层的分布进行评价，不仅克服了依靠单一地质规律建模和精度较低的缺点，也避免了地震解释资料的多解性和不确定性，并且通过测井资料和试井试油生产动态资料的标定，增加了储集层分布位置和洞穴发育程度预测的准确性，使所建模型更加符合实际地质状况。

1　洞穴型储集层动静态定量刻画

1.1地震反射特征

由于碳酸盐岩岩溶形成的时间、条件和后期改造程度不同，使得岩溶储集层在地震剖面上具有不同的反射特征，地震波反射强弱的变化，可以反映岩溶和岩溶储集层特征的变化。根据塔中地区TA7井区中—下奥陶统地震反射波的强弱及形态，可将其划分为串珠状反射、片状反射和杂乱反射。

（1）串珠状反射地震剖面上出现2个或2个以上短促、低频的强波峰，且波谷上下对应，相间分布。串珠状反射的特征受溶洞大小、形状、充填介质及充填程度的影响[16]，表现为弯月型、球型、排骨型等多种形态组合。根据串珠状反射强度的差异，可以进一步分为强串珠状反射（图1a）和弱串珠状反射（图1b）。强串珠状反射主要为裂缝孔洞型和洞穴型储集层，弱串珠状反射主要为裂缝-孔洞型、孔洞型和洞穴型储集层，二者差异在于不同储集空间类型的容量不同。钻遇串珠状反射的井，多为高产或中产，储集层性能良好。

（2）片状反射振幅能量中—弱，纵向上一般由几个强振幅叠置而成，与围岩的反射形态有明显差异。不同井钻遇的片状反射振幅强弱有所差异，根据片状反射强度的差异，可细分为强片状反射（图1c）和弱片状反射（图1d）。岩溶早期，地层流体沿潜流带溶蚀，后期沿高角度裂缝发育区垂直溶蚀，局部溶蚀作用易形成片状反射。片状反射岩溶洞穴多被泥质半充填—全充填，储集层类型以裂缝-孔洞型和孔洞型为主，洞穴型储集层比例小。强片状反射比弱片状反射储集层钻遇率高，小型岩溶洞穴发育。

图1　塔中地区北斜坡鹰山组洞穴型储集层地震反射特征类型

（3）杂乱反射由中等振幅、弱振幅混合分布而形成（图1e），是一系列密度变化有差异的裂缝带或纵向上厚度较小、任意分布的孔洞集合体的反映，反射能量的强弱受缝洞密度、规模、发育程度以及充填物性质等因素的影响，储集层主要为裂缝-孔洞型和裂缝型，不发育洞穴型。杂乱反射储集层的储渗性能较差，钻遇率较低，钻遇优质储集层少；储集空间多为分散的小型缝洞体组合，杂乱反射内的中等反射区域，储集层相对较发育。

通过对TA7井区14口井统计（表1），研究区洞穴型储集层主要以串珠状反射为主，占86%，发育在距鹰山组顶240 m范围，洞穴距断裂410～2 710 m；串珠状洞穴型储集层普遍高产气，日产油最高209.95 m3，日产气最高191 337 m3.片状反射在洞穴型储集层中分布较少，以干井和水井为主。岩溶下斜坡和洼地主要产水，油气产出较低。

1.2测井响应特征

洞穴型储集层中的洞穴横向变化延伸较远，超过仪器的探测深度，而且其充填程度、充填物性质复杂多变，常规测井和地震资料仅能大致估计岩溶发育区的位置，难以提供古岩溶形态、大小等的定量参数，使得测井评价洞穴型储集层成为一个重要技术难点[17-18]。随着核磁共振、偶极声波，特别是高分辨率成像测井等技术的广泛应用，为碳酸盐岩储集层评价提供了丰富、可靠的信息。

成像测井具有比常规测井更精确直观、更连续、更高的分辨率，以及可定量化分析的优势，已成为沉积储集层研究的重要手段[19]，特别是在取心少或无取心井区的岩溶储集层识别与评价方面具有重要意义。成像测井相可划分为块状相、斑状相及层状相3大类，根据图像颜色及结构特征，又可细分为低阻块状相、高阻块状相、平行层状相、交错层状相、亮斑相、暗斑相等十几个小类[20]。在岩心标定的基础上，结合常规测井曲线，可依据成像测井的图像特征识别洞穴的形状、大小及垂向发育规模，对充填物性质进行识别，定量表征洞穴的充填程度。

表1　TA7井区鹰山组不同地震反射特征对应的单井动、静态储集层特征统计

1.3充填程度响应特征

洞穴型储集层按充填程度可分为未充填、部分充填和完全充填3大类[20]，利用成像测井资料比较容易识别。不同充填程度的洞穴，储渗性能不同，在常规测井和成像测井图像上的表征也会有所差异。未充填洞穴在成像测井响应图上表现为大面积低阻的深色层状或块状，与邻近的浅色碳酸盐岩围岩之间存在明显的反差，其顶、底界面多不规则（图2a），有时可见由于极板未接触井壁导致图像异常和滑脱现象[21]。但是，由于成像测井自身的局限性，当泥质充填程度较高时，在动态图像上未充填大型洞穴多表现为大块的暗斑（图2b）。因此，要准确区分此种暗斑块层段是否代表未充填洞穴，需结合钻井、常规测井或岩心等资料综合分析。部分充填洞穴，在钻井过程中，通常会出现钻井液漏失现象，井径和自然伽马明显增大；成像测井图像上出现滑脱现象，整体呈团块杂乱特征，其具体响应特征还与充填介质、洞穴发育规模等因素相关（图2b，图2c，图2d）。而完全充填洞穴，成像测井图像较清晰、均匀，可见到层理等沉积现象。

1.4充填介质识别与表征

洞穴充填物主要为砂泥质沉积物、垮塌角砾及少量结晶碳酸盐岩。被泥质充填的洞穴在成像测井上表现为整块暗色，同时自然伽马明显增大。充填砂泥岩的洞穴成像测井图像具有明显的纹理，据此可将其与未充填溶洞区分。此外，还可以结合常规测井资料予以识别，相对于碳酸盐岩围岩而言，洞穴砂泥岩一般表现为高自然伽马特征，未充填洞穴则具有明显的扩径特点。被垮塌角砾充填的洞穴表现为暗斑与亮斑的杂乱堆积，成像测井动态图像上角砾形态清晰可见（图2c），同时自然伽马小幅增大。方解石质地纯正而致密，电阻率高，在电成像测井图像上呈明显的白色[18，22]。

洞穴是塔中地区奥陶系碳酸盐岩储集层的重要储集空间，如鹰山组风化壳的岩溶作用强烈，洞穴较为发育，但洞径不大，且顺层溶蚀特征明显，纵向上呈多个洞穴叠置出现，横向不连续，多为孤立洞穴。

塔中地区鹰山组储集层洞穴多为半—全充填，洞高0.5～6.0 m，主要集中于0.5～2.0 m，充填物主要为泥质和垮塌角砾，平均充填率达到62.8%（表2）。

1.5生产动态资料表征

试井是确定储集层产液性质及储集层发育程度最直接的动态检测手段。试采是通过射孔、替喷、诱喷等多种手段，获得地层流体的性质，以及产量、地层压力和流体流动过程中的压力变化资料，并通过对这些资料的分析和处理获得地层的各种物性参数。压力曲线能反映井周地层能量，双对数曲线反映井周缝洞特征，试采曲线反映井周储集体的规模及连通性，为储集层横向分布规模的确定提供可靠参考。

利用动态试井曲线分析TA7-1井井周地层储渗情况：TA7-1井第一次酸压测试结果表明，破裂压力点明显，泵压降落较快，反映地层渗透面积大；停泵压力低，压降值近似0，储集层物性较好。第二次酸压测试泵压降落明显，停泵压力高，地层能量充足，酸压效果明显，沟通了有效缝洞系统。产量方面，TA7-1井第一次酸压求产后期油压稳定，油气产量上升，产水量降低，反映地层能量较足；第二次酸压求产曲线表明油压下降，产量显著上升，后期趋于稳定，反映井周渗透性较好。

a—未充填洞穴，成像测井为整块黑色，自然伽马未增大，TA45-1井；b—泥质充填孔穴，成像测井为整块黑色，同时自然伽马增大，TA44-1井；c—角砾充填洞穴，角砾形态清晰，TA17-1井；d—砂泥质充填大型溶洞，TA4井

表2　塔中地区部分钻井鹰山组储集层洞穴特征

2　洞穴型储集层评价

综合单井储集层特征、测井资料、地震资料、生产动态资料，此种多学科综合表征和评价洞穴型储集层，以减少单一资料分析的多解性，并且通过测井资料和试井试油生产动态资料的标定，增加了储集层分布位置和洞穴发育程度预测的准确性，建立了单井井周地质模型。

TA7-1井地震反射剖面上表现为强串珠状反射，发育多套洞穴、孔洞型储集层。风化壳岩溶洞穴发育，是形成串珠状反射的重要原因。静态特征表明，岩相以台内滩为主，颗粒灰岩大量发育，以Ⅱ类储集层为主，裂缝-孔洞型和洞穴型储集层发育，共4套储集层，单层厚度4～20 m（图3）。在5 714—5 728 m井段，日产油40.4 m3，日产气4.06×104m3，5 865—5 880 m井段，日产油80.3 m3，日产气15.65×104m3.储集层处于岩溶下斜坡上，与围岩差异较大，钻进时出现钻具放空和钻井液漏失现象，岩溶洞穴储集层发育。综合分析TA7-1井生产动态资料，结合储集层地震反射特征，建立了TA7-1井井周鹰山组储集层地质模型（图4），认为TA7-1井串珠为多套不同级别裂缝-孔洞型储集层与洞穴型储集层组合而成的地质体，经酸压改造，产量稳定，从而有效地描述了TA7-1井储集层发育状况，并对井周缝洞体的连通性进行了合理预测。

图3　TA7-1井鹰山组储集层地质模型及百米级空间模型

图4　 TA7-1井井周鹰山组储集层地质模型

3　结论

（1）根据塔中地区鹰山组岩溶储集层地震波反射强弱及反射形态的差异，将地震波反射类型划分为串珠状反射、片状反射和杂乱反射，洞穴型储集层主要表现为串珠状反射；片状反射在研究区内发育少；杂乱反射分布最广，但储集层发育较少。

（2）洞穴是塔中地区奥陶系碳酸盐岩油藏重要的储集空间，鹰山组风化壳岩溶作用强烈，洞穴较为发育，洞穴高0.5～6.0 m，主要集中于0.5～2.0 m，多被泥质、砂质、垮塌角砾等充填或半充填，平均充填率达到62.8%.

（3）综合地震、测井与生产动态资料，定量刻画了洞穴储集层的发育特点，建立了TA7-1井井周储集层地质模型，有效地描述了TA7-1井储集层发育状况，预测储集层准确度高，为油藏的进一步开发提供了依据。

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（编辑顾新元）

Quantitative Description and Evaluation of Vuggy Carbonate Reservoir of Yingshan Formation in Tazhong Area,Tarim Basin

WANG Jingyi1,TAN Fei2,ZHAO Yiru2,JIANG Ning2,ZHANG Zhenghong3,ZHANG Min3
(1.Viterbi School of Engineering,University of Southern California,Los Angeles,CA 90089,USA; 2.School of Geoscience and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China; 3.Research Institute of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company,PetroChina,Korla,Xinjiang 841000,China)

Abstract:Vuggy reservoir is one of important types of carbonate reservoirs,its complex and varied features in horizon,scale,filling matter type and filling degree,etc,make the reservoir difficult to be quantitatively discribed using single geophysical model or well logging model. This paper determines the depth of the vuggy carbonate reservoir of Yingshan formation in Tazhong area with the seismic attributes,dis⁃cribes the vertical scale of vugs,filling matter property and filling degree by imaging logging⁃conventional logging combination,and evalu⁃ates the lateral distribution of vugs by means of the well testing,production test data and the interwell seismic attributes.The studies show that the vuggy carbonate reservoir in this area is characterized and dominated by moniliform seismic reflection,which accounts for 86%, with distribution range of 240 m away from the top Yingshan formation,and the vugs or caves mostly range from 0.5 m to 2 m in height,semi⁃filled and/or fully filled with clay,breccia,etc,with filling rate of 62.8%in average.In lateral,the distribution of vugs is isolated,partly formingfractured⁃vuggy reservoir with fractures

Keywords:Tarim basin;Tazhongarea;Yingshan formation;carbonate rock;vuggy reservoir;imaginglogging;bead⁃like reflection;quantita

作者简介：王景仪（1992-），女，四川成都人，硕士研究生，碳酸盐岩储层，（Tel）12135093292（E-mail）wang527@usc.edu

基金项目：国家科技重大专项（2011ZX05004-004）

收稿日期：2015-10-13

修订日期：2015-11-09

文章编号：1001-3873（2016）02-0173-06

DOI：10.7657/XJPG20160209

中图分类号：TE112.24

文献标识码：A