滇黔北坳陷灯影组岩溶地层测井响应特征

艾笛 姚亚彬 芮昀 魏宝军 郭宁 丁邦春

（①中国石油测井有限公司地质研究院;②中国石油浙江油田公司勘探开发一体化中心;③中国石油测井有限公司长庆分公司；④中国石油测井有限公司西南分公司）

0 引言

四川盆地高石梯-磨溪地区震旦系气藏三级储量规模已达万亿立方米，是四川盆地天然气上产的重要区域[1]。震旦系灯影组气藏属于岩溶风化型碳酸盐岩气藏，为四川盆地灯影组天然气藏的有效储层[2]。

滇黔北坳陷位于上扬子地块西南缘，北邻四川盆地，南与滇东-黔中隆起相接。滇黔北坳陷与四川盆地有着相似的沉积演化，震旦纪末的桐湾运动使该区灯影组地层抬升遭受剥蚀[3]，大气对先前部分充填或完全充填的孔洞、裂缝进行溶蚀或扩溶改造，从而形成大量的溶蚀孔、洞、缝及岩溶角砾间洞，但其多被“葡萄花边”胶结作用纤状白云石及粒状亮晶白云石充填[4]，未被充填的溶蚀孔洞仍是灯影组最为重要的储集空间，故岩溶地层的识别评价显得尤为重要。国内外岩溶地层测井评价主要依赖常规测井和电成像测井资料，首先进行单井岩溶要素表征，进而对岩溶垂向分带精细解剖，并与岩溶古地貌耦合[5-8]。鉴于滇黔北坳陷碳酸盐岩岩溶地层的相关研究近年来鲜有报道，本文基于常规测井和电成像测井开展岩溶储层测井精细评价，进行滇黔北坳陷灯影组岩溶带划分，总结区域岩溶纵向发育规律，并在横向上加以对比，探求储层发育规律，以期为精细评价该区储层奠定基础，为后续勘探开发提供指导。

1 岩溶带地质特征

1.1 岩心、薄片上岩溶作用的特征

通过Y 1、B 1、M 1、CL 1 等井的岩心、薄片观察发现（图1），岩溶作用主要有以下标志：褐灰色藻白云岩中发育未充填溶洞，孔径约2 cm，发育未充填微裂缝，宽约1 mm（图1a）;灰色白云岩中微裂缝发育，多未充填，部分为碳泥质半充填（图1b）；藻团块白云岩中发育粒内溶蚀孔（图1c）;藻白云岩发育葡萄状构造，亮晶白云石充填孔洞（图1d）。岩心观察表明，Y 1井岩溶发育程度较强，其余井的发育程度较弱或特征不明显。

图1 岩心薄片上岩溶作用的特征

1.2 钻、录井过程中岩溶作用的标志

在钻、录井过程中，井漏、放空和钻时降至极低的现象往往揭示有大型缝洞型储层，同时也是鉴别岩溶作用的主要标志。在滇黔北坳陷，CL 1、Z 103、Z 101、M 1 井存在钻井漏失情况，其中M 1 井钻井有放空现象，表明本区发育有一定程度的岩溶（表1）。

表1 滇黔北坳陷钻井放空漏失统计

2 岩溶带测井响应特征

2.1 常规测井曲线上岩溶作用的标志

常规测井曲线在岩溶带上的测井响应根据洞穴的大小及充填程度不尽相同。该区未充填岩溶洞穴层自然伽马值相对于围岩基本不变，井径曲线通常变化不大，中子孔隙度未见明显变化，声波时差变化不明显，但密度降低，双侧向测井电阻率较正常地层明显降低（图2）。

2.2 电成像测井识别岩溶

电成像测井图像能够通过电阻率的差异解释地质现象，电阻率差异越大，图像的反差就越明显[9]。碳酸盐岩岩溶带中的溶洞与裂缝的响应特征有所差异，因溶洞形状通常不规则，故溶洞在电成像测井图像上呈不规则深色团块状分布。溶沟成像测井上表现为近垂直的深色带状或不规则状，溶孔呈相对孤立或集群分布，在成像测井上呈深色斑点状或蜂窝状分布（图2）。灯影组往往伴生裂缝，根据产状不同，呈水平、垂直或正弦线状暗线。

图2 Y 1井溶洞测井响应特征

3 岩溶垂向分带及特征

岩溶分带的研究已有很多[10-12]，前人认为，岩溶受地下水分布的影响和运动的控制，古岩溶地貌在垂向上自下而上可划分为地表岩溶带、垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带和深部缓流岩溶带。受现有资料限制，无法对该区深部缓流岩溶带进行相关研究。但该区内垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带测井特征明显，结合其他资料可对其进行识别和划分；地表岩溶带未能清楚识别，推测其受到桐湾运动的影响，遭受剥蚀，致使其在该区中缺失；岩溶作用最大影响深度可达270 m，溶孔、溶洞、溶沟、溶缝等岩溶作用的产物在电成像测井上特征明显（图3）。

3.1 垂直渗流岩溶带

由于桐湾运动构造抬升，灯影组碳酸盐岩在大气淡水的作用下遭受风化、淋滤，其顶部地层中的断层、裂缝、节理等为大气降水和地表水提供了渗流通道，垂向渗流作用明显，最终形成垂直渗流岩溶带。该岩溶带主要产物是缝洞复合体，包括溶缝、溶沟、溶洞及溶孔。溶缝常是垂直或高角度的；溶沟呈纺锤形或近垂直的不规则条带状；溶蚀孔洞呈串珠状，未充填或被泥质、白云石等充填。垂直渗流带常位于侵蚀面与最高潜水面之间，主要发育在距风化壳顶约100 m 深度范围内。

通过分析识别，该区内Y 1井垂直渗流岩溶带可达170 m，主要受古岩溶地貌的影响。垂直渗流岩溶带井径曲线基本正常，在该带较大规模洞穴发育处有明显的扩径现象。自然伽马值范围为11～77 API，较纯的白云岩稳定在18 API左右，被泥质部分充填的洞穴，自然伽马曲线可出现明显的尖峰状增大。双侧向电阻率50～14 000 Ω·m，深浅侧向电阻率无明显差异，溶蚀孔洞发育处数值有所降低。声波时差变化较小，密度和补偿中子测井表现为孔隙度向下逐渐减小的趋势，从侧面反映了向下溶蚀作用的减弱。垂直渗流带在电成像测井图像上的特征更加直观，大型的溶沟、溶洞呈近垂直的深色带状或不规则状，有时呈纺锤形；伴生的小溶蚀孔洞常常呈集群状的深色斑点；高角度裂缝发育，表现为较大振幅的暗色正弦线（图3）。

图3 Y 1井测井响应特征及岩溶带划分

3.2 水平潜流岩溶带

水平潜流岩溶带受到了古岩溶高地地下水的侧向补给，横向径流尤其发育[13]。该岩溶带主要产物是溶沟、溶洞及溶孔。溶沟呈近水平方向的不规则条带状。溶孔呈蜂窝状，未充填或白云石等半充填-充填，以沿藻白云岩富屑纹层溶蚀形成的近水平方向的溶蚀孔洞最为典型。由于沿溶洞壁发育的“葡萄花边”溶蚀空间的连通性相对较好，可以形成相当有利的储集空间。

水平潜流岩溶带位于地质记录最高地下潜水面与地质记录最低排泄基准面之间[14]，距顶100～200 m。水平潜流岩溶带井径整体正常，局部受溶洞影响稍有增大。自然伽马值范围为12～29 API，曲线整体起伏变化不大，较纯的白云岩稳定在18 API 左右。双侧向电阻率100～12 000 Ω·m，深浅侧向电阻率无明显差异。孔隙度测井系列显示出孔隙度较低的特征，声波时差值144～202 μs/m；密度变化较小，其值为2.5～2.8 g/cm3；补偿中子稳定在0～5%范围内。电成像测井图像上出现的近水平分布的暗色斑点或暗色条带，往往可与岩心白云岩中发育的顺层溶孔对应（图3）。

4 岩溶平面分布特征

滇黔北坳陷及邻区震旦系灯影组沉积末期岩溶古地貌可以划分为岩溶台地、岩溶坡地和岩溶谷地，其中岩溶台地分布在乐山-犍为以西，永川-江津以北以及古蔺-仁怀一带。岩溶谷地受德阳安岳裂陷槽影响，分布在内江-泸州-筠连-镇雄地区，二者之间的区域为岩溶坡地分布区（图4）。该区整体上位于岩溶坡地以及岩溶谷地区域，垂直渗流岩溶带分布范围不大，发育横向连通性良好的溶蚀孔洞，岩溶储层发育程度较高。岩溶谷地地势相对较低，水体相对较深，水动力条件差，流动缓慢，岩溶作用弱，往往处于过饱和状态，化学沉淀作用强，因而不利于岩溶储层的形成和保存。

图4 滇黔北坳陷灯影组岩溶带平面分布（据文献[15]修改）

CL 1井灯四段岩溶发育程度偏低，主要因为该井位于岩溶谷地，缝洞易被化学作用形成的白云石充填。相对岩溶台地及岩溶谷地而言，岩溶坡地区域水动力条件较强，地下水具有较强的垂向渗流和水平径流作用，加之灯影组丘滩体发育，为岩溶提供良好的物质基础，并且溶蚀物质能被迅速带走，从而形成了良好的储层条件，其中，水平潜流岩溶带管道系统发育、横向连通性好，可发育保存较好的大型岩溶孔洞，是油气勘探的重点。

由于CL 1、B 1、M 1井靠近岩溶谷地，岩溶发育程度低;Y 1井位于古岩溶台地附近的岩溶坡地，岩溶较发育，与川中GS 1、MX 8井对比，垂直渗流岩溶带增厚，水平潜流带略有减薄，具有良好的储层条件（图5）。

图5 灯影组岩溶带测井响应与连井对比

5 结论

本文通过测井、录井、地质资料分析了滇黔北坳陷灯影组岩溶地质特征、测井特征。明确了岩溶垂向分带与岩溶带测井特征以及平面上岩溶发育与古地貌的关系。在横向上通过与川中高石梯-磨溪地区对比，揭示了该区岩溶地层勘探潜力，为精细评价该区储层奠定了基础，对油气勘探下一步决策具有一定的指导意义。