叙利亚Tishirine油田复杂碳酸盐岩储层有效性综合评价

贾 俊

（1.绵阳师范学院资源环境工程学院，四川绵阳621006；2.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都610500）

贾承造等[1]研究认为，未来10～20年，非常规油气将扮演日益重要的角色，勘探开发将由常规储层转向致密油气、页岩气、火山岩等非常规储层[2-3]，储层有效性成为制约油气藏有效开发的关键因素[4-6]。叙利亚Tishirine 油田C 组、J 组碳酸盐岩裂缝性储层包括泥晶灰岩、粒泥灰岩、泥灰岩、颗粒灰岩等不同岩性；储集空间多样，基质孔隙、裂缝、裂缝—孔隙3种不同类型的储层同时发育，孔隙结构复杂。与国内同类型油藏相比，储层特征表现为基质孔隙发育，孔隙度普遍大于16%，但有效孔隙不发育导致渗流能力较低（K＜0.1×10-3μm2），而构造作用形成的裂缝可显著改善储层渗流能力，有利于高产。鉴于储层岩性、储集空间类型、孔隙结构以及裂缝发育对储层有效性的影响尚不明确，有必要以地质资料为基础，配以岩石物理、测井和数学方法，探索建立储层有效性综合评价标准，指导油藏高效开发。

1 区域地质概况

Tishirine 油田（T 油田）位于叙利亚东部油气产量较丰富的Jbisseh 地区，其区域构造为一个大型背斜，区内断层以NE-SW 向低幅度断层为主，大部分断层在晚白垩世到第三纪油气成藏期成为重要的油气运移通道。T 油田属于海相沉积中的碳酸盐岩斜坡相沉积，第三纪的Chilou（C 组）和Jaddala 组（J 组）地层形成于陆棚正常海相环境到受限的水下蒸发环境，其中C 组属于潮坪相—浅海斜坡相，J 组属于深海斜坡相。

C组地层埋藏深度介于600～700 m，平均厚度约250 m，矿物成分以方解石为主，占90%以上，局部含少量白云石、黏土矿物、微量黄铁矿、钾长石、斜长石以及石英等。J组地层平均埋深800 m，厚度介于417～500 m，矿物成分以泥晶方解石为主，含少量黏土（陆源泥质）、燧石等。两套储层基质孔隙高孔低渗，有效孔隙不发育。构造作用形成的裂缝使得碳酸盐岩基质孔隙型储层物性得到改善，裂缝的渗透率往往比基质渗透率高几个数量级。

2 储层类型

按成因和形态可将T 油田目的层储集空间划分为基质孔隙和裂缝2大类（图1、图2、图3）。其中，灰岩储层孔隙类型以粒内孔隙、晶间微孔隙和粒内残余孔隙为主，其次是细小溶孔，这几类孔隙与超微裂隙共同组成基质孔隙。孔隙型储层在C 组和J 组均广泛发育，声波测井（AC）孔隙度反映岩石基质孔隙度，无铀伽马（CGR）曲线能较好地反映泥质含量，采用CGR-AC 交会图能较好划分孔隙型储层级别：Ⅰ类优质孔隙型储层具有低伽马、高声波时差的特点；Ⅱ类孔隙型储层的声波时差虽为高值，但泥质含量较高，CGR值介于13～26 API；Ⅲ类储层的泥质含量最大，CGR值均大于17 API。

图1 基质孔隙类型Fig.1 Pore types of matrix

图2 不同产状构造裂缝Fig.2 Structural fractures with different occurrence

图3 微裂缝SEM照片（泥晶生物灰岩，埋深1 200.8 m）Fig.3 SEM image of micro fracture（Micritic biogenic limestone with burial depth of 1 200.8 m）

研究区以构造缝为主，成岩作用形成的压溶缝（缝合线）次之，有少量层理、层面缝发育，其中构造缝对油气的储渗贡献大[7]，缝合线的缝宽一般为几毫米至几十毫米不等，且大部分被方解石、沥青质和泥质充填，对储层渗透性贡献较小。由于裂缝受发育规模、产状、充填矿物类型及充填情况的综合影响，依赖单一的常规测井手段评价裂缝有效性难度较大。通常情况下，大段构造裂缝发育段易形成Ⅰ类裂缝型储层，声波测井出现周波跳跃，电阻率受流体的影响，出现尖峰，70%有中等以上的油气显示；大裂缝偶发但微裂缝发育段，形成Ⅱ类储层，油气显示较好；由于裂缝的开启程度相对较小，微裂缝及压溶缝发育段为Ⅲ类裂缝型储层，油气显示级别较低。

3 孔隙型储层有效性

3.1 岩性

T油田岩性主要为泥粒灰岩、粒泥灰岩、泥灰岩、颗粒灰岩，也见灰质云岩和硬石膏发育。硬石膏为非储集岩，从泥粒灰岩、粒泥灰岩、泥灰岩到颗粒灰岩，随着生物粒屑含量增多，颗粒灰岩和白云岩含量增大，粒径变粗，岩石结构由基质支撑转变为颗粒支撑，储层物性逐渐变好。

3.2 物性条件

储集、渗流能力是影响储层有效性的重要因素[8-11]。相对于国内常见的低孔致密碳酸盐岩[12-14]，T油田基质孔隙发育，C组孔隙度分布在5%～30%，平均值为21.54%；J组岩心孔隙度分布在10%～30%，平均值为16.24%。但是，结合核磁共振分析结果，岩心T2 谱大部分分布在10 ms 左侧，孔隙以不可动的小孔和微孔为主，大孔欠发育，岩心孔隙度大部分为无效孔隙，有效孔隙度仅占6%。

受裂缝发育影响，研究区渗透率值分布范围较广，介于（0.01～1 000）×10-3μm2，呈现基质低渗、裂缝高渗的双孔双渗特征（图4），基质孔隙度与渗透率呈正相关关系，储层储、渗能力主要受孔隙发育及孔隙结构影响，其中，C 组、J 组基质孔隙渗透率普遍小于1×10-3μm2，平均渗透率分别为0.76×10-3μm2和0.18×10-3μm2，当有构造裂缝发育时，储层表现异常高渗特征，渗透率最高可达1 000×10-3μm2。采用流动带指标划分水力流动单元的方法[15-17]，分别计算了流动带指标（FZI）和储层品质因子（RQI），建立了储层的储、渗能力分类评价标准（表1）。

表1 储、渗能力分类评价Table 1 Classification evaluation of storage and seepage capacity

3.3 孔隙结构

吴松涛、张龙海等[18-19]研究认为，孔隙、喉道类型以及它们的配合情况，与储集层的物理特性和储集性能有密切关系，孔隙结构是影响储层有效性的另一重要因素。分析研究区内67 块岩样的压汞曲线，排驱压力分布范围0.696～38.3 MPa，中值压力为1.18～101.2 MPa，对应的中值半径为0.011～0.63 μm，压汞参数分布范围大，反映储层非均质性强，孔喉结构复杂。依据曲线形态，按物性条件将孔隙结构化分为4 类，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层（红、蓝、黄）和非储层（黑）。对压汞曲线进行Bessel 函数和“J”函数处理[20-21]，评价储层孔隙结构有效性（表2、图5）。

Ⅰ类储层排驱压力、中值压力低值，最大孔喉半径可达1.063 μm，中值半径0.381 μm，孔喉分布呈粗歪度，分选好。渗透率贡献值呈双峰特征，频带分布宽（0.1～0.75 μm），该类储层的有效孔隙达90 %以上，测试能够获得高产工业油流。Ⅱ类储层排驱压力增大至2.234 MPa，中值半径0.2 μm，渗透率贡献值呈单峰态，孔喉半径分布范围收窄，分选较好，该类储层经过储层改造能够获得中到高产的工业油流。与Ⅰ、Ⅱ类储层相比，Ⅲ类储层孔喉结构差，排驱压力为3.703 MPa，中值压力6.187 MPa，孔喉半径分布在0.074～0.273 μm，中值半径0.178 μm，渗流能力较差，此类储层虽经过改造产能仍然较低。

图4 C、J组地层岩心孔渗关系Fig.4 Relation between core porosity and permeability of formation C and J

表2 岩心孔隙结构分类评价Table 2 Classification evaluation of pore structure

图5 不同类型储层毛管压力曲线Fig.5 Capillary pressure curves of different types of reservoirs

3.4 孔隙型储层有效性分类系数

将与渗透率正相关的有效孔隙度、主流喉道半径的乘积与渗透率负相关的启动压力梯度之商取对数，计算储层有效性分类系数：

式中：C为储层有效性分类系数；φe为有效孔隙度，%；φemax为最大有效孔隙度，%；rm为主流喉道半径，μm；rmmax为最大主流喉道半径，μm；P为启动压力梯度，MPa/m；Pmax为最大启动压力梯度，MPa/m。

结果表明，整体上储层有效性分类系数与渗透率有较好的相关性，随着渗透率的增大，分类系数随之增大且具有明显的分类性，即非储层分类系数低于-2.8，Ⅱ类至Ⅰ类储层分类系数分别大于-0.8和5。

4 裂缝型储层有效性

基质储集空间有效孔隙不发育，孔隙结构复杂，裂缝对改善储层渗流能力，提高产能具有重要意义。基于26口井岩心、薄片、扫描电镜等分析资料获取了研究区裂缝发育特征。T 油田C 组裂缝走向主要为NE 和NW 向，裂缝的倾角多介于30°～70°；J 组裂缝的走向相对单一，集中在NNE 向15°左右，裂缝倾角普遍较高，主要为60°以上的斜交缝和高角度缝；成像测井开启裂缝线密度统计结果表明，C组平均裂缝线密度为0.4 条/m，J 组裂缝相对发育，线密度为0.8条/m。

童亨茂[22]研究表明，成像测井能直观反映裂缝的产状、充填和延伸情况，但数据来源有限；常用的双侧向幅度差、三孔隙度法受裂缝充填物、充填程度以及裂缝产状影响，评价复杂裂缝有效性往往具有多解性。高霞等[23]认为，常规测井因其纵向分辨率的限制只能给出具有平均意义的裂缝参数。此外，常规测井资料中对于裂缝识别干扰信息较多，针对性相对较差。因此，研究采用加权多元参数来评价裂缝有效性[24]。首先，提取对裂缝响应明显的8项常规测井参数，即井径参数ABS（CALC-CAL）、光电吸收截面指数（PE）、声波时差（AC）、补偿中子（CNL）、补偿密度（DEN）、双侧向电阻率参数ABS（RT-RXO）/RT、ABS（RT/RXO-1）、10ABS(RT-RXO)，其中RT、RXO分别为深、浅侧向电阻率，ABS 是求绝对值运算；2 项成像测井参数，包括裂缝面密度（AFDEN）和校正裂缝线密度（FDEN_C）以及层厚（H）共11 个参数。对所有参数归一化处理，以消除量纲差异，然后选取常规、成像测井和地质资料完备的8口井作为关键井，通过多元回归分析获取各参数的权系数Vi：VFDEN_C=0.253，VAFEN=0.244，VABS（CALC-CAL）=0.074，VPE=0.082，VAC=0.076，VCNL=0.068，VDEN=0.079，VH=0.059，VABS（RT-RXO）/RT=0.026、VABS（RT/RXO-1）=0.025、V10ABS(RT-RXO)=0.014。在裂缝发育层段，提取上述各参数，归一化后分别乘以“权”系数并累加，即为该层段裂缝的有效性评价系数F：

式中：F为有效评价系数；Xi为归一化后的表征裂缝性质的参数；Vi为“权”系数。

依据地质资料及测试结果标定裂缝的有效性评价系数计算结果，确定裂缝发育评价标准：评价系数＞0.4 为Ⅰ类；评价系数0.25～0.4 为Ⅱ类；评价系数0.13～0.25为Ⅲ类。T-224H井856～970 m井段共有4段裂缝发育（图6），其中960～962.4 m、967～969.5 m井段井径有小幅扩径，三孔隙和双侧向无明显指示，FMI 成像测井显示高角度斜交裂缝发育，裂缝密度大、连通性好，相交、几何[25]、随机校正裂缝密度值[26]均为高值，裂缝有效性评价系数＞0.5，为Ⅰ类裂缝发育层段；858～866.2 m、869.2～871.3 m 井段在863 m处井径扩径，成像测井显示有裂缝发育，产状多为低角度斜交缝，张开度、连通性和裂缝密度均不及下部960～970 m 裂缝发育段，裂缝有效性评价系数介于0.28～0.4，为II 类裂缝发育段。相关井段试油和钻井漏失数据与裂缝有效性评价结果相吻合，该井816～1 121 m井段初期产油30.28 m3/d，821～899 m钻进过程中泥浆漏失7.68 m3/h，957～966 m 泥浆漏失33.62 m3/h，968～976 m漏失18.92 m3/h。

5 储层有效性综合评价

图6 T-224H井裂缝有效性加权多元参数评价结果Fig.6 Multi-parameter evaluation results for fracture effectiveness of well-T-224H

表3 叙利亚T油田C、J组储层有效性综合评价Table 3 Comprehensive evaluation for reservoir effectiveness of formation C and J in T oilfield of Syria

综合储层物性（孔隙度、渗透率），微观孔隙结构特征参数（排驱压力、喉道半径等），测井响应参数（密度、声波时差、中子、光电吸收截面指数、电阻率等）、孔隙型储层有效性分类系数（C）以及裂缝有效性评价系数（F）等不同参数的分类评价结果，构建了研究区不同类型储层有效性综合评价标准（表3）。其中，总孔隙度通过三孔隙度曲线交会法计算求得。采用岩心核磁共振分析数据标定核磁测井计算的束缚孔隙与常规测井交会分析，分别优选相关性最好的声波和补偿密度与束缚水孔隙度建立了孔隙型储层和裂缝型储层的束缚水孔隙度拟合公式，最后计算总孔隙度与束缚孔隙度的差值得到有效孔隙度；由于基质孔隙渗透率明显小于裂缝渗透率，根据物性分析结果，将岩心分析渗透率低于1×10-3μm2的岩心与对应的有效孔隙度拟合，建立了基质渗透率计算公式。

6 结论

1）T油田C、J组碳酸盐岩裂缝性油藏同时发育基质孔隙和裂缝双重储集空间，其中基质孔隙平均孔隙度超过16 %，但渗透率普遍＜1×10-3μm2；构造裂缝使得碳酸盐岩储层渗流能力得到改善，储层整体表现为基质高孔低渗、裂缝高渗的双孔双渗特征。

2）以关键井薄片、扫描电镜和成像测井等资料综合标定裂缝响应敏感的测井参数，建立加权多元测井参数评价裂缝有效性，与测试、钻井资料认识一致，丰富了裂缝型储层有效性评价手段。

3）构建了包含岩性、物性、孔隙结构、测井响应、储层品质因子和流动指数等多参数的储层有效性综合评价标准，可以指导裂缝—孔隙型碳酸盐岩油藏的高效开发。