塔里木盆地顺北5断裂带储集体地震反射与产能特征分析

瞿 长，赵 锐，李慧莉，孔强夫，邓 尚

(1.中国石化勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油大学(北京)，北京 102249)

0 引 言

塔里木盆地顺北油气田是中石化于2016年发现的奥陶系超深层断控碳酸盐岩油气田。近年来，顺北油气田所有具备工业产能的井均沿断裂带部署，一旦偏离断裂带往往就无法建产，揭示了油气藏的分布受到断裂带控制，断控型储层是油气勘探的重要靶区。顺北油气田在勘探思路和技术方法上借鉴了塔河油田的经验[1-6]，主要借助地球物理上相干与振幅的异常值定位钻井靶点。而在顺北地区中下奥陶统地层中，断控缝洞型储集体在地震剖面上主要表现为“串珠”状强反射[7]，顾汉明等通过模型正演提出了多种“串珠”成因模式，表明“串珠”与优势缝洞体具有模糊对应关系。前人研究表明，高产井与“串珠”状储层具有密切的联系[8-9]，然而在实际钻井部署过程中发现，部分钻遇“串珠”的油气井并未获得理想的产能，尤其是在顺北5断裂带上，多数钻井采用了酸化压裂完井的方式，建产后，油压低、产能衰减快，井轨迹亟需调整。因此，结合钻井靶点地球物理和产能特征，利用井震标定的手段，分析储集体的地震反射特征，旨在为该地区提高钻井成功率以及井轨迹调整提供参考和借鉴。

1 区域地质概况

顺北地区位于塔里木盆地中部的顺托果勒继承性古隆起上，南北向分别与卡塔克隆起、沙雅隆起相邻，东西向分别与满加尔、阿瓦提坳陷相接[10]，是塔里木盆地相对稳定的古构造单元[11]。前人研究表明，顺北地区可能经历了加里东早期、加里东中晚期—海西早期、海西晚期—印支期以下构造演化阶段12]。目前顺北地区勘探开发主要目的层为奥陶系一间房组和鹰山组上部碳酸盐岩，且已在顺北1、顺北5、顺北7断裂[13]取得油气突破。顺北5断裂带(图1)平面上具有分段性，总体走向为NW340 °，纵向上具有深层与浅层分层变形的特征，深层表现为断入基底的高角度走滑断层，浅层为花状构造和雁列正断层，向下断至基底，向上至少断至二叠系顶面[14-15]。顺北1断裂带走向约为 NE40～45 °，纵向特征与顺北5断裂带相似[16]。

2 钻井产能和动态特征

顺北地区断控缝洞型储集体具有非均质性[17-19]，在同一断裂带上，不同钻井产能差异性大。顺北5断裂带北部钻井产能情况如表1所示，顺北5断裂带北部钻井可划分为高产井、低产井、停产井。由于顺北5断裂带南部钻井已处于停产状态，缺乏钻井资料，因此，文中不作讨论。

图1 塔里木盆地顺北5断裂带分布及中奥陶统一间房组碳酸盐岩地震相分布

通过对研究区奥陶系钻井进行试井分析表明，该地区主要存在3种压力恢复双对数曲线响应类型(图2)。由图2可知：A型压力恢复曲线通常显示为径向流，较长时间内没有测试边界，这种均匀响应可能表示典型的碎块型储集体，通常见于贯穿主断面的油气井(图2a)；B型压力恢复曲线表明，径向流动周期短，主要为双线性流动，存在于几乎均匀的破裂介质(径向流)中，指示碎块型与裂缝型流体介质的过渡类型(图2b)；C型压力恢复曲线仅与双线性流动有关，不随时间稳定，是单向断裂系统产生的响应，通常见于尚未贯穿断面但已接近走滑断裂的钻井(图2c)。

表1 顺北5断裂带北部钻井产能情况

图2 顺北5号断裂带典型钻井压力恢复双对数曲线及裂缝块体模式

通过对比分析钻井产能状况和动态特征可知，高产井对应A型压力恢复曲线，低产井对应B型压力恢复曲线，停产井对应C型压力恢复曲线。

3 钻井靶点地震反射特征

根据研究区井轨迹与断面的位置关系，识别出3种类型的井轨迹，分别为贯穿断面(放空漏失)、逼近断面(可能漏失)及远离断面。前人研究表明，在顺北地区，强振幅与优势缝洞体具有模糊对应关系，结合振幅特征，在各类井轨迹中判识是否钻遇缝洞，将钻井分为5种类型：贯穿断面加优势缝洞型、贯穿断面型、逼近断面加优势缝洞型、远离断面加优势缝洞型、远离断面型。

实钻表明，贯穿断面加优势缝洞型的钻井产量高，例如W1井，根据相干与振幅的叠合剖面图(图3a)，发现在T74界面之下，优势缝洞剖面上表现为杂乱弱振幅反射，钻井轨迹自西南向北东钻穿了断层，并在相干显示最明显的位置发生了漏失，进而获得了油气突破；贯穿断面型的钻井产量低，并未钻遇缝洞，例如W3井，钻井轨迹钻穿了一条错断T74界面的断层(图3b)；逼近断面加优势缝洞型的钻井产能较高，例如W5井，井轨迹在T74界面之下自西向东近水平逼近断层，并截止在“串珠”状强反射的边缘(图3c)；远离断面加优势缝洞型的钻井产量低，例如W2井，图3d中显示钻井靶点夹持于2个远距离断面之间，且钻遇“串珠”；远离断面型的钻井已停产，例如W4井，还未钻遇到优势缝洞(图3e)。

图3 顺北5号断裂带典型钻井靶点相干与振幅的叠合剖面

4 基于井震标定的储集空间分析

由于相干体很难分辨靶点处的储集空间特征，因此，借助测井曲线展开研究。根据前人断控缝洞型储集相关理论，不同的储集空间在测井上有相对应的响应特征，在没有成像测井资料的情况下，可以借助井径、三孔隙、双侧向电阻率测井进行缝洞体识别。

W5井属于逼近断面加优势缝洞型。由测井曲线可知(图4a)，T74界面以下的7 475～7 650 m井径曲线几乎没有波动，声波与双侧向均未揭示出明显的缝洞；而在7 650～7 888 m(井底)井径曲线出现明显锯齿状扰动指示，在井径扩大处，声波值明显变大，双侧向电阻率曲线有明显双峰状低值，表明7 650～7 888 m可能发育缝洞破碎体系，而该段GR值基本维持稳定，可排除洞穴存在。分析可知，钻井在逼近相干体显示断面100 m(斜厚)范围内钻遇了大量的裂缝，直至井底漏失建产。

W2井属于远离断面加优势缝洞型。测井曲线显示(图4b)，在T74界面以下的7 345～7 390 m及7 400～7 500 m处井径曲线几乎没有波动，声波与双侧向均未揭示出明显的缝洞。而被这2段地层所夹持处钻遇裂缝，双侧向电阻率明显有双峰状低值，但井径和声波几乎没有波动。根据成像测井可知，7 345～7 500 m处钻遇3条裂缝，而7 500～7 600 m处钻遇裂缝的数量明显变多，裂缝发育处(7 550～7 580 m)井径曲线明显扩大，双侧向电阻率曲线出现低值。7 600～7 932 m处裂缝发育密集(裂缝密度0.72条/m)，井径曲线最初没有波动，接近井底漏失处开始出现明显扩径，声波与双侧向曲线几乎没有波动。

对比上述2口典型井的测井曲线特征，发现在裂缝发育处，W5井测井响应强于W2井(如声波值变大，双侧向电阻率低值)，说明逼近断面加优势缝洞型钻井与远离断面加优势缝洞型相比，钻遇的地层破碎程度更强；钻井深度越接近井底漏失点(断面)，裂缝发育越密集；由W5井可知，一个断面大约可以控制100 m范围内的裂缝。

图4 顺北5号断裂带W5井和W2井测井曲线

5 典型井实例分析

顺北5断裂带上钻井受施工期所限，井轨迹目前还正在调整中，故采用与之相邻的顺北1断裂带上的钻井进行实例分析。W32井最初部署目的是钻探顺北1断裂带附近中奥陶统顶面的强振幅反射(图5a)。按照早期经验，强振幅很可能代表了T74界面下与走滑断裂有关的缝洞体。该异常体表现为顶部发育“串珠”，底部为异常强反射，中间弱振幅，疑似纵向直立高陡断裂，通源性不显著(图5c)。根据正演结果，T74界面之下垂直断裂/缝洞体顶端位于红波谷附近，钻井进入黑波峰后完钻，尚未进入红波谷强反射。钻达目的层后，效果并不理想。该井最初以5.0 mm油嘴开井，开井前油压为55 MPa，开井后油压为51 MPa，油压下降较快，1 h后油压降至0 MPa，油气开始无法采出，最终累计产液量为85 m3，累计产油量为17 m3(其余为水)。将该井调整为斜井(W32CH井)，侧钻至旁边的主干断裂带(图5a、b)，目标为主干断面加优势缝洞(强反射)，钻井进入强反射后立即见全烃显示，随后常规完井建产，目前油压为4 MPa，日产油为100 t/d，为高产井。

图5 顺北1断裂带上W32及W32CH井钻井靶点振幅剖面

6 结论与建议

(1)顺北5断裂带储集体发育有2类地质模式：一类为断面加优势缝洞型，由贯穿或逼近断面加优势缝洞型的钻井揭示，地层破碎程度强，裂缝发育密集，产量高，压力恢复双对数曲线一般表现为双重介质特征；另一类为远离断面加优势缝洞型，裂缝稀疏，地层破碎程度弱，产量低，压力恢复双对数曲线表现为单相裂缝型介质特征。

(2)裂缝密度向断面明显增加，断面与其控制的优势缝洞是钻井高产的保障。建议在今后的钻井部署过程中，尽量保证井轨迹既贯穿断面又钻遇缝洞，以期获得高产。