超深裂缝性致密砂岩储层测井评价方法与应用

第1章 裂缝性致密砂岩储层特征与评价进展 国家统计局、国家能源局公布的数据显示，2007年我国国内天然气消费总量首次超过总产量，随后逐年递增，到2018年，天然气消费总量超过产量的差值已达到1 200.35×108 m3，供需矛盾进一步增大。为扩大生产，保障国家能源安全，我国先后开展了致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规能源的技术攻关。但从现阶段效果来看，致密砂岩气增储上产效果明显。按照《能源发展“十三五”规划》，2020年我国天然气产量高达2 200×108 m3，其中，致密气产量高达800×108 m3，占比高达36.36% ，进一步表明在现阶段开展致密砂岩气勘探开发技术研究具有重大现实意义。 国内致密砂岩气藏主要分布在鄂尔多斯盆地、松辽盆地、塔里木盆地及四川盆地（表1.1）。塔里木盆地库车地区白垩系巴什基奇克组砂岩储层一般埋藏在6 000 m以下，地层压力大，孔隙结构复杂，这也是以往任何已经开采的致密砂岩储层所不具备的。对于该类储层，必须先建立以储层孔隙空间类型（裂缝）为主的有效性评价，而后在此基础上建立流体识别方法。这也是当前复杂储层流体测井识别的主流发展方向。 表1.1 中国典型致密砂岩气藏特征（邹才能等，2012） 地区 1.1 裂缝性致密砂岩储层的基本特征 本次研究的超深裂缝性致密砂岩地层位于塔里木盆地北缘的库车凹陷，库车凹陷北面为天山南麓，南边与塔北隆起相邻，是一个比较复杂的叠合型前陆盆地，所以在该凹陷上发育了多个含气有利圈闭（图1.1）。其中，K区带为库车凹陷上典型的裂缝性致密砂岩地层，目前在该区带上钻完的X51、X1 、X2 井均获得了工业油气流。 图1.1 研究区域位置 K区带位于克拉苏逆冲断裂下盘，K南断裂上盘，是克拉苏构造带的第三排区带，南北分别以断层为界线与K南区带、K北区带相邻。由K1、K2、K5、吐北4 等多个局部构造组成。K区带的构造带发育于新近纪晚期，以发育古近系大型盐下局部构造为特征，局部构造隆起幅度高、面积大，为油气聚集的有利构造区带。K区带从上到下钻遇的地层有第四系、新近系、古近系、白垩系。新近系发育有库车组、康村组、吉迪克组，古近系发育有苏维依组、库姆格列木群，白垩系发育有巴什基奇克组、巴西改组、舒善河组。气层主要分布在古近系库姆格列木群白云岩段—白垩系巴什基奇克组砂岩中（表1.2）。沉积物以细-中砂岩为主，少量粉砂岩，少见陆源砾石，泥砾较发育，反映沉积物离物源较远。岩性组合主要表现为中细砂岩或含泥砾中细砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩（或泥岩）组成的向上变细的正韵律。沉积构造类型主要包括冲刷面、平行层理、交错层理、粒序层理、砂纹层理、透镜状层理、块状层理及各种变形构造等，主要发育辫状河三角洲与扇三角洲。 表1.2 K区带地层简表 1.1.1 岩性特征 归纳整理塔里木盆地致密砂岩白垩系多块普通薄片资料、碎屑岩铸体薄片、毛管压力曲线、粒度等岩心分析资料，对这些资料所反映的岩石成分、粒度、分选等岩石学特征进行分类和统计。 1.岩石类型 白垩系碎屑岩的岩石成分主要由石英、岩屑、长石组成。其中，D 地区碎屑岩岩石的石英含量为35%～65%，平均为46.85% ；长石含量为8%～43%，平均为22.21%，以钾长石含量为主；岩屑含量为13%～51%，平均为30.95% 。KD 地区碎屑岩岩石的石英含量为41%～89%，平均为53.16%；长石含量为0～37%，平均为23.19%；岩屑含量为7%～35%，平均为23.66%。K地区碎屑岩岩石的石英含量为38%～65%，平均为49.27%； 长石含量为12%～45% ，平均为29.95%；岩屑含量为10%～40%，平均为20.78% ，如图1.2 所示。 图1.2 白垩系碎屑岩岩石成分分布 岩石普遍含灰质，碎屑颗粒以细粒、中粒为主，少数为粗粒、极细粒及粉粒；分选性好-中等；磨圆程度以次棱状为主，其次为棱角-次棱角状；颗粒间以点-线接触为主。D 地区、K地区胶结类型主要为孔隙型，KD 地区胶结类型以压嵌型为主，孔隙型、薄膜-孔隙型及薄膜型也占很大比例，如图1.3～图1.9 所示。 图1.3 D地区碎屑岩岩石粒度分布 图1.4 KD地区碎屑岩岩石粒度分布 图1.5 K地区碎屑岩岩石粒度分布 图1.6 白垩系岩石颗粒分选性分布 图1.7 白垩系岩石颗粒磨圆度分布 图1.8 白垩系岩石颗粒接触关系分布 图1.9 白垩系岩石胶结类型分布 2.填隙物 在D、KD、K三个地区的储层砂岩中填隙物主要由杂基泥质和胶结物（方解石、白云石、膏质）等组成。其中D 地区储层泥质含量为0～18%，平均为3.8%，胶结物含量为0～31%，平均为11.86%；KD 地区储层泥质含量为0～38%，平均为5.64%，胶结物含量为0～23%，平均为3.23%；K地区储层泥质含量为0～28% ，平均为3.82% ，胶结物含量为0～28%，平均为7.52%。 1.1.2 物性特征 1.孔渗关系 白垩系储层整体上属于低孔低渗与特低孔特低渗储层（岩心分析），平面上储层非均质性中等-较小，储层岩性、物性均变化较小，但每个地区的差异较大。岩心渗透率和孔隙度分布范围均较广。 D地区孔隙度分布区间为0.68%～7.27%，平均为2.35%，主要分布在1%～5%，占86.32% ；其次为0～1%和>5%，分别占9.47%和4.21%。渗透率分布区间为0.0002～3.46 mD ，平均为0.295 mD，主要分布在0.1～1 mD ，占55.45%；其次为0.01～0.1 mD， 占24.55%（图1.10）。 图1.10 D地区孔隙度、渗透率分布 KD地区孔隙度分布区间为1.57%～18.08% ，平均为8.55%，主要分布在5%～10%， 占44.93%；其次为10%～15%和0～5%，分别占38.77% 和15.86% 。渗透率分布区间为0.015～41.5 mD，平均为2.52 mD，主要分布在0.1～1 mD，占46.99%，其次为1～10 mD， 占38.76%（图1.11）。 图1.11 KD地区孔隙度、渗透率分布