克拉玛依三2+3区石炭系裂缝识别与研究

侯乾　韩梅　谭志远

【摘 要】运用岩心及FMI测井资料、常规测井资料、声波时差分形分析、地震资料蚂蚁体追踪裂缝检测，对新疆克拉玛依三2+3区石炭系储集空间类型进行了分析研究。认为研究区孔隙类型主要为粒内溶蚀孔隙，且在镜下可见半充填、未充填微裂缝。储层整体上属孔隙-裂缝双重介质的低孔、特低渗储层。识别了三区储层裂缝，研究其发育特征及其与油气分布的关系，对认识该油藏油气分布规律和增储上产均具有重要的意义。

【关键词】准噶尔盆地西北缘；石炭系；裂缝识别；蚂蚁体追踪

三2+3区石炭系油藏位于准噶尔盆地西北缘，位于克-乌大逆掩断裂带上盘。油藏受控于北黑油山断裂。该区的基底为石炭系，其上为角度不整合，依次沉积了中上三叠系、侏罗系和下白垩统，均为陆相沉积，并有明显的正旋回沉积特征[1]。由于该区处在盆地边缘，历次构造运动都有明显反映，中新生界有4个不整合面（C～T2、T3～J1、J2～J3、J3—K1）。三区岩性在平面呈不均匀分布，三区则主要为大片凝灰岩分布，次为玄武岩；工区纵向岩性特征主要为火山碎屑岩及与之相应的灰绿色中基性一基性火山岩[2]。三区石炭系油藏受控干北黑油山断裂，油气主要储集于由裂缝充填物溶蚀所产生的溶孔、溶缝中。目前的试油成果表明，出油井主要沿断裂分布，离开断裂，多为干层。故认为油藏的控制因素为与断裂活动有关的构造缝，近断裂处，裂缝发育，含油深度大，单井产量高，随离开断裂距离的增大，含油高度逐渐变小，远离断层，裂缝不发育，不具备形成次生缝洞的条件，试油为干层。由此认为，油藏类型为断裂控制的次生溶孔缝的块状油藏。三区石炭系储层平均孔隙度3.31%，渗透率0.15mD；油层平均孔隙度6.70%，渗透率0.15mD。

1 岩心及FMI测井资料

部分井石炭系的岩心观察表明，岩心上裂缝包括水平缝、斜交缝和垂直缝。部分裂缝被充填或半充填，部分裂缝与溶孔相连。其中充填缝宽度一般在0.15-1mm之间，而且其被方解石等充填或者半充填的缝，斜交缝包括低角度斜交缝和高角度斜交缝，水平缝是角度接近0°，直劈缝是角度接近90°。

FMI测井是通过记录极板上的大量微电极的电流强度来反映井壁的微电阻率的变化，然后通过记录这些数据进而进行一系列特殊处理，利用井壁图像上的亮与暗来代表该位置电阻率值得高与低，从而得到井壁的电阻率图像。FMI测井能提供非常丰富的裂缝信息，金2井主要发育低角度缝和斜交缝，FMI图像显示为深色曲线，可以看到“V”字形曲线。金17井除了发育水平缝和低角度缝外还发育高角度缝，多数裂缝无充填。

2 常规测井资料

运用常规测井资料识别裂缝的方法非常多，因为运用常规测井识别裂缝有一定的局限性，用一种或一类曲线进行准确定量识别是非常困难的；但是裂缝的存在及发育程度在测井曲线上是能在一定程度上反映出来[3]。

研究区不同类型裂缝发育段常规测井响应特征有一定程度差异[4]。岩性指示曲线上：井径曲线（CAL）裂缝发育段有扩径现象；自然伽马值（GR）在近水平缝发育段异常高值，在高角度构造裂缝发育段略有降低，但也超过一般砂岩地层自然伽马值；自然电位（SP）明显负异常且在近水平缝发育段负异常程度高于高角度构造裂缝发育段。三孔隙度曲线中声波时差（AC）增大且在近水平缝发育段增大程度高于高角度构造裂缝发育段；中子孔隙度（CNL）增大，且在近水平缝发育段增大程度高于高角度构造裂缝发育段；密度值（DEN）变小且在近水平缝发育段减小程度高于高角度构造裂缝发育段。电阻率曲线上：电阻率值区别不大，但深电阻率（RT）和浅电阻率（RXO）差异较明显，以高角度构造裂缝为主的层段深浅电阻率明显负差异，以近水平缝为主的层段明显正差异。

3 声波时差分形分析

为了更精确有效地识别裂缝段，选择了对裂缝发育较敏感（声波时差在裂缝发育井段会出现突然加大现象，尤其是当孔隙和裂缝发育带中被油气充满时，声波时差曲线出现周波跳跃现象）、受干扰较小，同时又具有利用分形学方法进行描述特征的声波时差测井数据对裂缝特征进行分形定量表征[5]。

R/S分析属于目前广泛应用、成熟的一维分形方法，通常称为变尺度分析或重标度距离分析，其中R称为极差，是最大累积离差与最小累积离差之差，代表时间序列的复杂程度；S为标准差，即变差的平方根，代表时间序列的平均趋势，二者之比代表无因次时间序列的相对波动强度。该方法是一种分析一维分形变量的有效技术，也为测井提供了一种新的地质解释方法。

选取金2井为例对夏子街组二段裂缝的发育特征进行了计算（实际研究中对资料齐全的井都进行了计算）。R/S、n具有明显的双对数线性关系，表明夏二段声波测井数据具有自相似性的分形特征。通过对图中不同井段R（n）/S（n）与双对数斜率值统计，运用公式： D=2-H，计算得出裂缝分形维数的结果。裂缝分形维数的大小在地质意义上代表了目的层段不同井段裂缝的相对发育情况，值越大，裂缝相对越发育。在裂缝分形特征及裂缝发育段图上，趋势线下方，偏离趋势线的部分即为裂缝发育段。

石炭系分形分析所得到的上述的金2井的裂缝发育段，运用现有的资料对其结果进行了验证，包括钻井、岩心、气测、测井综合解释等，尤其是试油结果。验证结果表明，通过R/s分析所得到的石炭系裂缝发育段确实裂缝发育，而且产工业油流。试油结论和裂缝发育段基本吻合。与FMI测井资料也基本吻合。

4 地震资料蚂蚁体追踪裂缝检测

蚂蚁体追踪技术，又称断裂系统自动追踪技术，是近些年兴起的一种叠后微裂缝预测技术，对小断层识别非常有效。它是根据蚂蚁算法的正反馈机制，建立利用群体智能进行优化搜索的模型，完成断裂的追踪和识别[6]。基于件蚂蚁体断裂检测技术获得的过井微裂缝发育情况。通过对研究区进行蚂蚁体追踪看出整体上，距石炭系顶约48m范围内，存在一个裂缝不发育带（局部除外），之下裂缝相对发育。

5 结论

1）岩心和成像测井资料表明，三2+3区石炭系储层裂缝包括水平缝、低角度缝和高角度缝。部分裂缝被充填或半充填，部分裂缝与溶孔相连且含油。声波时差分形分析裂缝识别与试油结论基本吻合。地震资料蚂蚁体追踪裂缝检测结果表明，整体上，研究区距石炭系顶约50m范围内，存在一个裂缝不发育带，之下裂缝相对发育。

2）通过研究区内裂缝研究成果与试油结果对比，对应程度较高，研究结果基本符合油藏的实际情况，对油藏开发具有指导意义。而且建立了研究区内裂缝研究的模式，为今后的区内油藏进一步深化研究奠定了基础。

【参考文献】

[1]肖春林，李乃高，金萍，等.准噶尔盆地西北缘九区石炭系火山岩油储层特征及控制因素[J].新疆石油天然气，2010，6（3）：6-10.

[2]张新国，秦启荣，霍进，等.克拉玛依油田九区石炭系油藏裂缝特征[J].西南石油大学学报，2007，29（2）：75-77.

[3]高霞，谢庆宾.储层裂缝识别与评价方法新进展[J].地球物理学进展，2007，22（5）：1460-1465.

[4]雷从众，林军，彭建成，等.克拉玛依油田八区下乌尔禾组油藏裂缝识别方法[J].新疆石油地质，2008，29（3）：354-357.

[5]侯乾，彭立才，杨仁超，等.青西油田窿6区块下白垩统下沟组沉积相研究[J].石油地质与工程，2013，27（6）：34-42.

[6]赵雨晴，徐照营，院红玉，等.南阳凹陷马店地区高精度三维地震技术与效果[J].石油地质与工程，2015，29（3）：55-57.

[责任编辑：杨玉洁]