库车坳陷博孜井区巴什基奇克组暗色纹层及测井响应

周　鹏，谢亚妮，能　源，孙　迪，王　斌，张　星（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）

库车坳陷博孜井区巴什基奇克组暗色纹层及测井响应

周鹏，谢亚妮，能源，孙迪，王斌，张星
（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）

塔里木盆地库车坳陷博孜井区巴什基奇克组岩心中发育大量的暗色纹层。综合应用岩心、薄片、重矿物、成像测井等资料，对Bz102井暗色纹层的发育特征及对储集层的影响进行研究，建立了暗色纹层的高分辨率FMI测井识别模板。研究表明，暗色纹层主要由博孜井区近物源而形成的磁铁矿富集层组成，暗色纹层的存在降低了储集层的孔隙度和渗透率；在Bz102井中共识别出169个暗色纹层发育段，测试射孔井段的75%均位于纹层密集发育段，是Bz102井低产的重要因素。

塔里木盆地；库车坳陷；博孜井区；巴什基奇克组；暗色纹层；磁铁矿；FMI测井

塔里木盆地库车坳陷克拉苏冲断带博孜段白垩系巴什基奇克组具有巨大的油气勘探潜力。Bz1井的成功钻探进一步证实，在研究区埋深超过6 000 m的巴什基奇克组仍然有油气成藏条件及巨大的勘探潜力。

Bz102井位于博孜构造东部，具有构造位置高、孔隙度高（6%～11%）、砂岩颗粒粗的特点，中砂岩占60%以上，储集层物性较克拉苏冲断带临近高产井区（孔隙度4%～8%）好，但其改造后测试产量偏低，日产气小于10×104m3.研究发现，Bz102井下白垩统巴什基奇克组岩心发育大量间距和规模不等的暗色纹层，而克拉苏冲断带的克深井区和大北井区岩心中鲜有暗色纹层。因此，研究暗色纹层的发育特征及其对储集层的影响，可能对博孜井区储集层评价较为有益。

前人主要从气候和环境的角度对暗色纹层进行研究，依据纹层类型、形态及厚度推断古沉积环境，大部分研究主要集中在页岩储集层中［1-4］，从砂岩储集层孔隙度、渗透率等物性特征的角度对纹层进行的研究很少。本文通过对克拉苏冲断带超深层钻井岩心、薄片以及高分辨率成像测井资料的综合研究，建立基于岩心标定的FMI（地层微电阻率扫描成像）测井暗色纹层识别解释模板，研究暗色纹层在储集层的垂向分布，进而探讨暗色纹层对储集层物性的影响。

1　研究区地质特征

库车坳陷是在海西运动晚期开始发育，经历了多期次构造运动，在古生代被动大陆边缘基础之上发育起来的中、新生代叠合前陆盆地前缘坳陷。根据库车坳陷构造变形特征，将其自北向南分为北部单斜带、克拉苏冲断带、依奇克里克冲断带、拜城凹陷、阳霞凹陷、乌什凹陷、秋里塔格构造带和南部斜坡带（图1）。博孜井区位于库车坳陷克拉苏冲断带的西部，钻遇的地层层序正常，自上而下分别为第四系，新近系库车组、康村组、吉迪克组，古近系苏维依组、库姆格列木群，下白垩统巴什基奇克组、巴西盖组。巴什基奇克组为气藏的主力含气层［5-7］，储集层厚度180 m，其第一岩性段在研究区被剥蚀，仅存第二和第三岩性段。

图1　库车坳陷构造单元划分及研究区构造位置

2　暗色纹层发育特征

2.1暗色纹层分布特征

Bz102井42.6 m的岩心中共识别出928条暗色纹层，纹层密度平均为136条/m，纹层总长度占取心段的21.4%.纹层宽度0.05～1.50 cm，纹层间隔0.10～4.50 cm，平均1.10 cm.暗色纹层主要发育在中—细砂岩和细砂岩中，主要分布在正旋回的中上部，且随着粒度减小，暗色纹层间隔、层厚均减小（图2）。

图2　 Bz102井岩心中的暗色纹层特征

2.2暗色纹层成分

在显微镜下，暗色纹层发育段主要呈黑色、不透明，粒状或不规则状居多，无解理，呈层状分布；重矿物分析表明，暗色纹层发育段的重矿物组合为磁铁矿、褐铁矿、锆石、电气石、石榴子石和白钛石，其中磁铁矿占56%；而非暗色纹层发育段的重矿物组合虽仍是磁铁矿、褐铁矿、锆石、电气石、石榴子石和白钛石，但磁铁矿含量明显减少，为28%.同时，利用磁石吸附含有暗色物质的岩屑，发现其具有可吸附性。综上所述，认为博孜井区暗色纹层主要为磁铁矿成层富集。

2.3暗色矿物富集原因

库车坳陷自中生代以来，受南天山造山带多期次复合隆升的影响，总体上呈现“北山南盆”的古构造格局［8-9］。这种北高南低的古地貌特征控制了白垩系沉积相带与骨架砂体的展布。库车坳陷为前陆盆地前缘，北高南低的古地形决定了博孜井区古流向为由北向南，北部的南天山是博孜井区主要物源区。

巴什基奇克组沉积早期，研究区构造活动强烈，造山带隆升较快，沉积区与物源区有较大高差，由北向南，形成地形较陡的冲积扇—扇三角洲—滨浅湖沉积体系，沉积物成熟度较低。沿盆地北缘发育多个冲积扇，平面上相互连接而形成冲积扇复合体，沉积相沿东西向展布，南北向相带变化明显。至巴什基奇克组沉积中晚期，构造活动相对较弱，造山带隆升相对较慢，随着填平补齐作用，古地形变得较为平坦。博孜井区第三岩性段总体位于扇三角洲前缘近端（图3），第二岩性段位于辫状河三角洲前缘近端，接近辫状河三角洲平原亚相，粒度粗，成分成熟度和结构成熟度低，反映了博孜井区搬运距离短的近物源特征，是重矿物沉积的主要原因。

3　暗色纹层发育对储集层的影响

暗色纹层的存在对储集层的孔隙度造成一定影响。Bz102井30块铸体薄片分析结果表明，同一视域内（图4a），暗色纹层发育段砂岩粒度相对较细，面孔率较低，主要分布在1%～2%（图4b），非暗色纹层发育段面孔率相对较高，为5%～8%（图4c）。

择取2011年12月20日—2016年12月22日某院就诊的输卵管积水型不孕症患者60例作为研究对象。通过随机颜色球抽取的方法，将其分为两组。

暗色纹层发育对储集层的垂向渗透率造成一定影响。暗色纹层发育段的全直径实验结果表明，垂直纹层延伸方向的渗透率为0.001 8 mD，平行纹层延伸方向渗透率为0.054 4 mD.通过筛选实验样品，挑选纹层发育段及纹层欠发育段的基质渗透率对比分析（图5），暗色纹层发育段的基质渗透率主要为0.2～0.5 mD，平均为0.3 mD，渗透率高于1.0 mD的样品仅占4.08%；非暗色纹层发育段的基质渗透率主要为0.2～5.0 mD，平均为0.5 mD，渗透率高于5.0 mD的样品占7.46%.

图3　研究区巴什基奇克组沉积模式

图4　 Bz102井巴什基奇克组暗色纹层铸体薄片

图5　 Bz102井暗色纹层发育段（a）与非暗色纹层发育段（b）渗透率分布

孔渗关系上，暗色纹层的影响特征比较明显（图6），暗色纹层发育段的渗透率随孔隙度的增加，增长幅度缓慢；非暗色纹层发育段，孔渗关系较好，线性增长幅度大。

综上所述，暗色纹层的存在对储集层的影响主要集中在两方面:减少孔隙度，降低垂向渗透率。暗色纹层发育的储集层，非均质性强，阻挡了油气的垂向渗流，从而导致Bz102井产量较低。因此，识别暗色纹层发育规模及分布特征对博孜井区油气开发至关重要。

图6　 Bz102井暗色纹层发育段与非暗色纹层发育段孔渗关系

4　暗色纹层成像测井响应

取心井段暗色纹层的研究可通过地质统计法进行统计分析；但由于博孜井区储集层巴什基奇克组井深超过6 000 m，取心难度大、耗时长、成本高，往往不能连续取心。非取心井段暗色纹层的研究，通常借助成像测井资料辅助分析［10-15］。本次研究主要以岩心为重点，建立岩心标定下的暗色纹层高分辨率FMI测井识别模板，为暗色纹层在巴什基奇克组中的识别奠定基础。

博孜井区的高导磁铁矿等矿物的富集，对FMI测井的识别应用干扰性很大，因此，需要建立岩心标定下的暗色纹层成像识别模板。根据岩心归位校正后成像图中的暗色纹层发育特征，结合统计的岩心中暗色纹层厚度、间隔、形态、发育程度等因素，建立了博孜井区基于岩心刻度下的暗色纹层成像识别模板，共3大类、7小类（图7）。

（1）Ⅰ型暗色纹层主要表现为厚层状，静态图像偏暗，动态成像间互特征不明显，但有一定连续性，暗色纹层间隔小，密度大，总体间隔小于0.1 cm，动态图像中呈现叠置在一起的较粗型暗色条带，不易识别，易与泥质条带混淆。自然伽马总体偏高，电阻率相对偏低，其粒度整体偏细。

（2）Ⅱ型暗色纹层成像图中局部呈厚层状，静态图像偏亮，有明显正弦曲线的裂缝识别特征，在暗色纹层密集发育段的裂缝长度及开度较非暗色纹层发育段明显偏低；动态成像明暗相间特征明显，间隔0.1～1.0 cm，暗色纹层密度大，间隔小。自然伽马纵向上向上增大，反映粒度变细，但仍处于细砂岩范围内。

图7　基于岩心标定下的FMI图像纹层识别模板

（3）Ⅲ型暗色纹层纹层均匀、密集发育，静态图像偏暗，暗色纹层发育密度大，纹层间隔小，间隔分布在0.5～2.0 cm，动态成像图上呈明暗相间的条纹状。自然伽马显示细砂岩特征，总体向上粒度变细。Ⅲ型暗色纹层在研究区最为常见。

（4）Ⅳ型暗色纹层纹层集中发育，分段性强。静态图像整体偏暗，但动态图像连续性好，易识别。暗色纹层发育间隔在0.5～3.0 cm，自然伽马变化幅度不大且相对较低，为中—细砂岩。

（5）Ⅴ型暗色纹层静态图像上偏暗，但动态图像中明暗相间特征明显，连续性差，2个不连续极板间呈现隐约成层特征，且2个极板间表现为杂乱或极板错位假象，是暗色纹层中最难识别的一种，易与泥质条带混淆。暗色纹层发育间隔大，以0.5～5.0 cm为主，密度大，垂向上粒序变化大。

（6）Ⅵ型暗色纹层暗色纹层发育较少，总体呈块状均质砂岩特征。静态图像偏暗，动态图像明暗相间现象不明显且连续性差，1∶1成像精细解析中，仍能识别出成组分布的平行暗色条带，暗色纹层密度小，间隔1.0～5.0 cm.自然伽马无明显变化，体现细砂岩特征，较上述几种模板中砂岩粒度略粗，粒度向上变化缓慢。

（7）Ⅶ型无暗色条纹动态图像中体现为整体明亮，为大套均质砂岩，无明显暗色纹层发育。

根据上述划分方案，Bz102井巴什基奇克组共识别出169个纹层发育段，最小发育段0.04 m，最大1.80 m，平均0.33 m.7种识别模式中，以Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型暗色纹层居多，占到识别总量的75%（图8）。暗色纹层的多种表现形式主要与粒度、沉积旋回及水动力的强弱关系密切，在细砂岩中最为发育，少量发育在中砂岩中，其他岩性中暂未发现纹层的存在。

图8　 Bz102井白垩系巴什基奇克组纹层发育段综合剖面

Bz102井FMI测井和测试资料表明，Bz102井裂缝发育规模小，裂缝开度小，密度低。射孔方法采用分簇式射孔方式，射孔段厚度仅占测试段的21.2%，储集层打开程度低，对比识别暗色纹层发育段与射孔井段的匹配关系，射孔井段中有9层位于暗色纹层密集发育段，占射孔段总厚度的75%.暗色纹层段的发育，阻碍了垂向的渗流能力，影响了单井产能。

针对博孜井区暗色纹层密集发育的井段储集层进行改造时，如果储集层垂向上处于暗色纹层集中发育段，但射孔预案较少时，可避开暗色纹层密集发育段进行射孔；如射孔层数预案较多时，须尽可能射开暗色纹层密集发育段，根据实际情况选用压裂或酸压方式进行改造从而最大限度地沟通垂向储集层，提高渗流能力，以提升单井产能。

5　结论

（1）博孜井区暗色纹层磁铁矿成层性富集，分布广，密度大。

（2）博孜井区第三岩性段总体位于扇三角洲前缘近端，第二岩性段位于辫状河三角洲前缘近端，接近辫状河三角洲平原亚相，粒度粗、成分成熟度和结构成熟度低，表现近物源特征，是磁铁矿富集的主要原因。

（3）暗色纹层的发育使储集层孔隙度减小，垂向渗透率降低。

（4）建立了博孜井区暗色纹层识别模板，将暗色纹层划分为3大类、7小类。通过对Bz102井的综合分析，75%的射孔段位于暗色纹层的密集发育段，从而影响了单井产能。

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（编辑顾新元）

Dark Laminae of Bashijiqike Formation and Well Logging Response in Bozi Area of Kuqa Depression，Tarim Basin

ZHOU Peng，XIE Yani，NENG Yuan，SUN Di，WANG Bin，ZHANG Xing
（Research Institute of Exploration and Development，Tarim Oilfield Company，PetroChina，Korla，Xinjiang 841000，China）

Large numbers of dark laminae occur in the core samples of Bashijiqike formation in Bozi area of Kuqa depression in Tarim basin.Taking Well Bz102 as an example，this paper studies the development characteristics of the dark laminae and the impacts on the reservoir by using core samples，thin sections，heavy minerals and imaging logging data，and develops the high-resolution imaging logging model for recognizing the dark laminae.Study shows that the dak laminar in Bozi area are mainly resulted from magnetite enrichment due to nearby provenance.The existence of dark laminae decreases the porosity and permeability of the reservoir.In Well Bz102，169 dark laminated layers have been recognized，and 75%of perforated intervals in test located in the intensive sections of dark lam inae.So，the decrease of vertically connecting ability of the reservoir could be an important factor of low productivity in this well.

Tarim basin；Kuqa depression；Bozi area；Bashijiqike formation；dark lamina；magnitite；FMI logging

TE112.24

A

1001-3873（2016）03-0286-05

10.7657/XJPG20160307

2015-08-09

2015-12-09

国家科技重大专项（2011ZX05003-004）；国家973项目（2011CB201100）

周鹏（1987-），男，黑龙江伊春人，工程师，硕士，石油地质，（Tel）14799600537（E-mail）zp108yhf@163.com