川东北地区茅口组岩溶储层测井特征及有效性评价

刘帅 王建波

中国石化勘探分公司 四川 成都 610041

受东吴运动构造抬升和淡水淋滤作用共同影响，四川盆地茅口组顶部发育不整合岩溶缝洞型储层。元坝地区茅口组钻遇浅滩叠岩溶新类型储层，获得高产工业气流，证实了元坝地区茅口组的巨大潜力，同时明确了储层发育受台缘相带、暴露溶蚀等作用的联合控制[1-2]。储层致密且非均质性强、储集空间类型多样，具有弱敏感地球物理参数特征，这些因素为利用地球物理测井技术开展储层有效性评价带来了很大的困难[3]。

近年来，针对岩溶缝洞型储层有效性评价方法开展了很多研究。吴丰和习研平等[4]建立了4类岩溶储层识别模式，明确钾含量较高储层的有效性与地层水的活跃程度密切相关，总结分析岩石放射性强度、储层发育深度与有效性的关系。张峰等[5]基于三孔隙度模型进行储层储集空间划分，建立了孔隙型、孔洞型和裂缝型储层的有效性评价标准。为了更好地明确茅口组浅滩叠岩溶新类型储层的测井响应特征，开展有效性评价，本文通过岩心精细标定成像、成像刻度常规测井信息，建立垂向岩溶分带及识别标准，明确缝洞型、孔洞型和缝孔型3类储层识别图版，从而建立茅口组岩溶储层有效性评价方法和评价标准。

1 岩溶垂向分带及特征

根据川东北地区茅口组地质背景，结合岩心和电成像测井资料，将茅口组顶部地层划分为表层岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和基岩。

通过典型井电成像测井信息分析，表层岩溶带表现为不规则亮黄色团块被暗色低阻包络的角砾状组合（图1a）；垂直渗流带表现为不规则分布暗色斑点，缝洞网状呈中高角度纵向延伸，是垂直淋滤缝与溶蚀孔洞响应，被有机质和方解石半充填，偶见残余孔洞（图1b）；水平潜流带表现为近似水平方向延伸的溶蚀孔、缝，水平层状与暗色斑状组合（图1c、1d）；基岩表现为亮色块状结构，为致密灰岩响应（图1e），偶见线状或斑状特征[6]。此外茅三段底部普遍发育薄层状构造，为泥质条带与灰岩岩性互层（图1f）。元坝地区茅三段岩溶作用整体以垂直渗流作用为主，岩溶高地的岩溶作用表现更强，根据测井响应特征差异性，建立了垂向岩溶分带的测井识别模式（表1）。

表1 茅口组典型垂向岩溶带储层测井识别模式

图1 茅口组典型垂向岩溶带的电成像特征图版

3 储层类型划分及识别

川东北地区茅口组碳酸盐岩为浅滩和岩溶两种作用的共同影响，除受到沉积相带控制外，同时受到大气淡水淋滤、剥蚀和溶蚀等作用改造，发育孔隙、溶洞和裂缝3类储集空间，按孔、洞、缝的组合方式及其所占比例将储层划分为4种类型[7-8]。本文根据岩心、成像资料，结合常规测井的响应特征差异建立了其余3类储层识别图版。

3.1 储层测井响应特征

缝洞型储层储集空间主要为溶洞，裂缝为主要渗流通道，溶洞常沿裂缝发育沟通，YB702井为典型井。岩心资料表明，茅三段中下部发育受岩溶作用影响的半充填岩溶缝洞储层，岩性主要为生屑灰岩，储集空间主要为半充填岩溶缝洞，残余部分空间。测井响应是裂缝和溶蚀孔洞的叠加，表现为“三低两高”：即低GR、低DEN、中低RT、高AC和高CNL。曲线形态总体为“箱型”或“漏斗型”，由于裂缝发育，局部为“锯齿状”。电成像图像见大小不一的暗色斑块状，裂缝呈一系列宽窄变化、具有溶蚀的、可中断的暗色线条，指示溶洞和裂缝同时发育（图2a）。

图2 茅口组不同储层类型测井响应特征

孔洞型储层储集空间主要为溶孔，发育少量溶洞，YB8井为典型井。茅三段顶部岩性主要为云质生屑灰岩、细-中晶白云岩，储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔和生屑溶蚀孔。测井响应同样表现“三低两高”的特征，取值范围与缝洞型有所区别，AC和CNL轻微增大。曲线形态总体变化平缓或锯齿状，RT呈“箱型”或“钟型”。电成像图像表现为大小不一的暗色斑点状或蜂窝状（图2b）。

缝孔型储层基质孔隙较低，溶蚀孔洞基本不发育，以裂缝为主，一般为构造缝经溶蚀扩大形成的溶蚀缝或网状缝，裂缝既是储集空间又是渗流通道。曲线锯齿状特征明显，裂缝发育位置AC、CNL增大，DEN整体变化幅度不大，RT略微降低。电成像表现为亮黄色背景下一系列宽窄变化、带溶蚀、随意切割地层的局部中断正弦曲线（图2c）。

3.2 储层类型测井识别

根据储层类型特征，建立不同类型储层测井曲线交会图。从图3可以看出，图版①反映缝洞型储层随着裂缝、溶蚀孔洞发育程度增加，AC、CNL明显增大，图版②反映缝孔型储层RT较高（YB8井电阻率高背景值，大于50000Ω.M），缝洞型储层RT最低，孔洞型储层介于之间。首先根据图版①识别缝洞型储层，应用图版②区分孔洞型、缝孔型储层。由于岩溶储层中溶蚀孔洞、裂缝发育的非均质性，常规测井会出现反应不灵敏或夸大其响应等情况，存在一定多解性。

图3 茅口组储层类型测井识别图版

4 储层有效性测井评价

川东北地区茅口组纵向以垂向渗流带缝洞型和水平潜流带孔洞型储层为主，储集空间中充填泥质时与储层响应相似，充填程度往往与自然伽马高低无正相关关系，为储层有效性评价带来困扰。笔者在分析岩溶带、储层类型对储层有效性影响基础上，利用岩心和测试资料刻度测井，建立有效性评价图版，为岩溶储层有效性评价提供新思路。

川东北地区茅口组测试工业气流井岩溶带类型分布具有一定规律性。由图4可知，试气段垂直渗流带占比66%，表层岩溶带占比21%，水平潜流带占比13%。综合分析认为，茅口组岩溶储层垂直岩溶带有效性最好，水平潜流带未充填部分有效性次之。根据识别的储层类型，统计不同储层类型物性分布（图5）：孔洞型储层孔隙度分布在2.0%～3.0%，占比约62%；缝洞型储层孔隙度主要分布在1.0%～2.0%，占比约69%；缝孔型储层孔隙度主要小于2%，1.0%～2.0%占比约48%，0.5%～1.0%占比约42%。综合认为，孔洞型储层物性优于缝洞型。由图6可知，川东北地区茅口组储层类型以缝洞型、孔洞型为主，针对以上两类储层的测试产量较高。

图4 川东北地区茅口组产气井岩溶带类型分布

图5 茅口组不同类型储层孔隙度分布

图6 川东北地区茅口组储层类型分布

川东北地区茅口组具有多期溶蚀、硅质、泥质充填及强非均质性的特点，影响储层有效性评价准确性，结合岩心、薄片、测试等资料，建立常规测井评价储层有效性的图版，不同有效性井段在自然伽马与电阻率交会图上表现出明显分区特征，区域①～⑥为各区域映射结果（表2）。试气层段以枚红色区域为主，少部分橙色区域，表明枚红色区域代表的储层有效性较好。

表2 储层有效性评价标准表

5 结论

1）元坝地区茅口组基质物性较低，孔隙度介于0.2%～2.0%，渗透率介于0.0005～9.2mD，为低孔、特低渗碳酸盐岩储层。岩心孔渗呈正相关关系，局部表现出低孔、高渗的岩溶影响特征。

2）茅口组岩溶带垂向上划分为表层岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和基岩。表层岩溶带表现为不规则亮黄色团块被暗色低阻包络的角砾状组合；垂直渗流带表现为不规则分布暗色斑点，缝洞网状呈中高角度纵向延伸，是垂直淋滤缝与溶蚀孔洞响应，被有机质和方解石半充填；水平潜流带表现为近似水平方向延伸的溶蚀孔、缝，水平层状与暗色斑状组合；基岩表现为亮色块状结构，偶见线状或斑状特征。应用岩心刻度电成像、电成像刻度常规测井的方法，建立了不同岩溶带测井识别模式。

3）茅口组岩溶储层划分为缝洞型、孔洞型和缝孔型3种储层类型。不同储层类型具有不同测井响应特征，分析认为自然伽马测井、三孔隙度测井和电阻率测井具有较强的敏感性，根据以上测井曲线的差异性建立了利用声波时差与中子图版识别缝洞型储层、密度与电阻率图版区分孔洞型和缝孔型储层的测井识别图版。

4）茅口组岩溶储层有效性受垂向岩溶带、储层类型等因素影响，明确垂直渗流带缝洞型储层的有效性最好，水平潜流带孔洞型储层未充填部分有效性次之。在此基础上，建立自然伽马-深侧向电阻率有效性评价图版和评价标准，与试气成果具有较强一致性。