阿姆河右岸東部地區巖溶裂縫的測井識別與評價

張樹東 任興國 羅 利 郭廷亮 梁旭升

1. 中國石油集團測井有限公司西南分公司 2. 中國石油川慶鉆探工程公司地質勘探開發研究院

土庫曼斯坦阿姆河右岸東部區塊位于別什肯特坳陷帶和西南基薩爾褶皺隆起區，包含阿蓋雷、達什布魯恩、西召拉麥爾根、召拉麥爾根、霍賈古爾盧克、東霍賈古爾盧克、塔加拉、戈克米亞爾等多個局部構造，是一個大型的油氣富集區[1-4]。區域斷裂和多期構造演化對裂縫的發育分布有重要的控制作用[5-7]，阿姆河東部區塊構造擠壓作用較強，向中部區塊減弱，東部區塊表現為裂縫具有多期次、多種類型和發育程度高的特點，儲集性能主要表現為中孔隙度、低孔隙度和低滲透率、特低滲透率儲層特征[8-12]。測井資料解釋表明，東部區塊泥質含量增加，高能相帶厚度減薄，受巖相控制的溶蝕孔洞發育程度較中部區塊變差，裂縫對儲層和產量具有較強的控制作用。

1 不同類型裂縫的巖心與測井特征

1.1 不同類型裂縫的巖心與測井特征對比

根據巖心觀察和測井解釋的最新研究成果，本區宏觀裂縫可以分為4類：全充填裂縫、半充填裂縫、巖溶裂縫和未充填裂縫。它們分別對應于從老到新的不同形成時期：①全充填縫類型較多、成因復雜，為最早期裂縫；②半充填縫主要為高角度或直立的張開度較大、充填度較高的裂縫，為早期裂縫；③巖溶裂縫為早期或早期—中期裂縫，多表現為高角度、單組系特征，對應于大規模巖溶發生前或與之匹配，遭受地下水溶蝕擴大形成的裂縫與沿裂縫面兩側發育的溶蝕孔洞組成（圖1）；④未充填裂縫主要是晚期構造裂縫，多表現為斜交—高角度和單組系特征，裂縫基本未遭受溶蝕和充填作用，解釋為晚期構造運動形成，對應于大規模巖溶形成后或油氣運移期或稍后（圖2）。以上4種裂縫類型中，有效的裂縫是巖溶裂縫和未充填裂縫，其次是半充填縫，而全充填裂縫為無效縫[13]。根據多井的測井解釋，這3類有效裂縫在同一井段基本不疊加，有各自的發育和分布規律。

1.2 巖溶裂縫的儲層特征分析

裂縫的價值在于最大可能連通更多的溶蝕孔洞，提高儲層的滲透性。裂縫與溶蝕孔洞的組合關系不同，對提高儲層滲透性的貢獻也不同。本區裂縫與溶蝕孔洞有3種組合模式：①裂縫與溶蝕孔洞無交集（圖3-a）；②裂縫切割溶蝕孔洞（圖3-b）；③溶蝕孔洞沿裂縫發育（圖3-c）。這3種模式形成儲層的有效性依次變好。巖溶裂縫就屬于第③種模式；未充填裂縫屬于第②種模式，也可能表現為第①種模式；半充填裂縫多為第①種模式。

巖溶裂縫的形成是裂縫與巖溶發生的時期配伍性較好，裂縫為地下水活動提供了較好的通道，溶蝕首先沿著裂縫面周邊發生，并不斷擴大，形成了寬度較大的溶蝕帶（圖3-c），構成溶蝕孔洞與裂縫組成的儲滲一體的系統，孔隙度和滲透率都較高。

圖3 溶洞與裂縫的3種組合模式圖

未充填裂縫與孔洞的關系是地層先發育溶洞，再發育裂縫，裂縫與孔洞為切割關系，缺乏巖溶過程中的成因聯系。因此，裂縫只能連通局部的孔洞，故溶洞與裂縫常呈分離狀態，只能改善部分儲集空間的滲透性。裂縫與孔洞搭配好可獲高產氣井[14-15]，搭配不好儲層變差。

例如Aga22井，井深3 293～3 318 m儲層段宏觀裂縫較發育，裂縫數量多、密度高，測井特征上表現為較高張開度、低孔隙度，裂縫連通部分孔洞，這是典型的晚期未充填裂縫形成的儲層，該段測試產氣 28.1×104m3/d（圖 2）。

例如Aga23井，井深3 212～3 234 m儲層段發育的巖溶裂縫，測井特征上表現為高張開度、中等孔隙度的特征，溶蝕孔洞沿裂縫發育形成高滲透溶蝕帶，是典型的溶蝕擴大裂縫形成的儲層。從電阻率成像對比可看出，該井溶蝕孔洞和裂縫均較發育，由于沿裂縫面兩側溶蝕程度高，縫洞連通性好，且同一井段發育多條巖溶裂縫，測試結果產氣121.89×104m3/d，其產量大大高于Aga22井（圖4）。

2 巖溶裂縫的測井識別方法

2.1 成像測井識別

經地下水充分溶蝕擴大形成巖溶裂縫的測井特征十分明顯，易于識別：①裂縫的寬度較大，且沿裂縫面以及裂縫之間電性特征變化較大；②溶蝕孔洞不是順層分布而是沿裂縫方向分布，造成裂縫面邊界不十分清晰，以溶蝕帶的形式出現，其內部溶蝕不均勻性和溶蝕的不規則性的電性特征明顯；③部分裂縫溶蝕與填充現象均存在；④基本為高角度裂縫，有較好的組系特征。例如Jor21井（圖1）：①圖1-a巖溶裂縫穿過石灰巖段的頂界，被上覆泥質層覆蓋，由于裂縫位于頂部低能環境，形成的石灰巖相顆粒細，巖性不純，含泥質，影響巖溶發育程度，溶蝕帶的寬度不大；圖1-b同樣是裂縫位于低能相帶，巖石顆粒細，溶蝕程度受限。該類型裂縫發育在以上兩種情況下都可以解釋為有效儲層。②圖1-c和圖1-d為裂縫位于有利于巖溶的高能相帶，巖石顆粒粗，巖溶程度相對高[16-17]，溶蝕帶相對較寬，但沿裂縫面兩側溶蝕程度和溶蝕寬度有差異，同時也觀察到部分填充作用。

圖4 Aga23井裂縫及孔隙發育情況解釋成果圖

2.2 常規測井識別

利用常規測井3個特征識別巖溶裂縫：①中子、密度和聲波三孔隙度均較高，表現為優質儲層的測井響應，與壓裂縫的低孔隙度特征不同；②聲波跳波嚴重，聲波孔隙度遠高于中子孔隙度；③深淺雙側向降低幅度較大且正差異特征明顯[18]。例如Aga23井3 225～3 228 m井段（圖4）。

3 巖溶裂縫的分布特征

3.1 縱向分布特征

巖溶裂縫主要分布在卡洛夫—牛津階XVhp層的頂部或中上部，其次分布在XVa2—XVI層之間，少數分布在XVa1層。據統計，這類裂縫以高角度縫為主，成組系出現，傾角相近，傾向一致（圖1-a、b、c右邊道解釋的裂縫傾角與傾向有一致性），巖溶裂縫的傾向多為北東或南西方向，但走向基本為北西—南東方向，說明它們具有明顯的組系特征和成因聯系[19]。同時巖溶裂縫的間距大于晚期未充填裂縫，說明裂縫的尺度較大，延伸的長度較長，分布范圍廣，影響儲層分布的范圍大。

3.2 平面分布特征

巖溶裂縫主要發育于召拉麥爾根（Jor21、wJor21井）、霍賈古爾盧克（Hojg21、Hojg22、eHojg21 、eHojg22井）、阿蓋雷（Aga23井）等井區。同時也在中部區塊的部分井中發育，例如Pir23、Yed21、San21、Yal21、Вer22、wOja21、Вush21 等井。

4 巖溶裂縫對儲層的控制作用

4.1 對儲層發育的控制作用

由于巖溶沿裂縫溶蝕，裂縫與溶蝕孔洞之間組成了關聯度較高的儲滲系統，大尺度裂縫提供了高滲通道[20]，極大地提高了儲層的連通性和產油氣能力，形成東部區塊主要的高產儲層類型。通常1條裂縫經溶蝕就能形成1個有效儲層，例如Aga23井3 256 m的1條溶蝕裂縫解釋為氣層（圖4）。同時這類裂縫即使出現在低能相帶（較高自然伽馬段）也能形成儲層，甚至是高產儲層，例如Jor21井3 210～3 252 m井段（XVa2～XVI層）發育4條這類裂縫，測試產氣118×104m3/d。

4.2 對儲層縱向分布的控制作用

與順層溶蝕的儲層不同，巖溶裂縫的溶蝕孔洞沿裂縫面分布，裂縫多以單組系的形式存在，形成的儲層也是順裂縫面方向成組系出現。因此，裂縫的延展方向即是儲層發育的位置。裂縫的長度、傾角、方位及組系控制了該類儲層的空間分布，特別是下部（XVa1—XVI層）有效儲層的發育與該類裂縫的發育和分布有關，也是下部（XVa2—XVI層）高自然伽馬值地層中仍發育該類儲層并高產的原因。說明下部儲層發育分布，受溶蝕孔洞發育度和有效裂縫發育分布的雙重控制，也是影響下部儲層橫向分布的不穩定性的重要因素[21]。例如，Hojg22井與eHojg21井下部儲層發育于較深部的XVI層，而eHojg22井發育于較高部位的XVa2層，Gok21井發育于更高部位的XVa1層，這與井鉆遇該類裂縫的位置不同有關。

4.3 對產量的控制作用

高產井與巖溶裂縫的發育密切相關，發育該類裂縫的井都高產，其形成的儲層在高產井中占有較大的份額。據統計：天然氣產量在50×104m3/d以上的9口高產井中，巖溶裂縫形成的儲層占6口井，占比66.7%；產量高于50×104m3/d的解釋層有19層，11層為該類型儲層，占比58%。這說明巖溶裂縫對東部區塊高產井有重要貢獻。

5 結論

1）巖溶裂縫是東部區塊主要的有效裂縫，其中經溶蝕擴大的巖溶裂縫有效地連通了溶蝕孔洞，形成的儲層孔隙度高、滲透性好，是東部區塊重要的儲層類型，也是主要的高產氣層。

2）成像測井和常規測井資料能較好識別和評價巖溶裂縫與未充填裂縫、半充填縫和全充填縫。

3）巖溶裂縫主要分布于XVhp層上部和XVa2—XVI層，以高角度為主、成組系出現，建議部署大斜度井或水平井以提高該類裂縫的鉆遇率。

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