第３期中外能源ＳＩＮ０一ＣＬＯＢＡＬＥＮＥＲＧＹ·４９·
洞穴型碳酸盐岩储层识别及预测技术
刘伟
（中国石化中原油田分公司采油－－ｙ－，河南濮阳４５７５３２）
捅要塔里木轮古西地区奥陶系灰岩是古岩溶发育的有利场所。根据储层岩电特征的差异．将轮古西地区碳酸盐岩储层划
分为孔洞型、裂缝型、裂缝一孔洞型及洞穴型四种类型。其中，裂缝型以及孔洞型储层很难形成稳定的产能：裂缝一孔洞型储层既有较好的储集能力，又有良好的渗透性能，能够形成稳定的产能，是本区一类重要产层（如坤、Ｌ９４２
井）；洞穴型储层具有最好的储集能力和渗透性能。是本区最有价值的储层类型。根据地球物理正演模拟和过井地震剖面分析，洞穴型储层在地震剖面上表现为“串珠状”强反射的特点。通过地震属性敏感性分析，优选ｍ了平均反射强度、均方根振幅、平均能量、能量半衰时斜率以及相干属性。利用这些地震属性参数．通过模糊神经网络的方法．对碳酸盐岩储层进行综合预测与评价。多属性综合预测结果与实际钻井资料十分吻合．该区岩溶作用与断裂的关系非常密切，多呈条带状分布，展布方向与断裂发育方向具有比较高的一致性。关键词碳酸盐岩洞穴型储层储层预测地震属性
１前言世界范围内，尽管碳酸盐岩只占沉积岩的２０％
左右，却含有５０％以上的油气探明储量…。我国对
碳酸盐岩储层的研究已有几十年的历史，但对其非
均质性研究还是一个有待突破的方向。
塔里木盆地碳酸盐岩分布区约４０ｘ１０４ｋｍ２．其
中塔北隆起、塔中隆起等油气聚集区古岩溶储层发
育，油气勘探潜力巨大。近年来，在塔里木盆地轮古
西地区的奥陶系灰岩中相继获得工业油气流。且其
圈闭、储层条件均佳，充分说明该区是塔里木盆地
有利的含油气区带。但储层类型及不同类型储层的
分布范围却很难确定．导致钻井成功率不高，或有
些钻井虽然产油，但稳产时间很短。为节约投资，加
快勘探步伐．迫切需要确定不同类型的碳酸盐岩储
层的识别标志，预测有利储层的分布规律１２，３】。开展碳酸盐岩储层研究无论是在理论上．还是在油气勘
探实践上均具有重要意义。
２轮古西地区碳酸盐岩储层发育地质背景
轮古西地区东以轮西断裂为界．包括Ｌ９９井区
和ｋ１５井区两个含油区块，总体上呈北西向倾斜，测井显示地层倾角约５０左右。
在轮古西地区，中下奥陶统鹰山组开阔海台地
相厚层砂屑灰岩经历了多期构造运动的影响。特别是在早海西期构造运动作用下形成大量的断裂．为岩溶发育提供了岩性、过水通道等基本条件。早海
西期长期的风化剥蚀是轮西地区奥陶系古岩溶储
层形成的基本地质构造背景和碳酸盐岩缝洞储层
形成的重要条件．温暖湿润的气候条件为优质的洞
穴型储层的发育创造了条件１４１。３轮古西地区碳酸盐岩储层分类
轮古西地区下奥陶统碳酸盐岩储层储集空间
具有如下特点：基质孔隙度低、渗透性能较差：裂缝
和溶蚀孔洞发育；储集空间类型复杂；储层分布非
均质性强【５】。依据储集空间的优势类型及其组合方
式，将轮古西奥陶系碳酸盐岩储层分为孔洞型、裂
缝型、裂缝一孔洞型及洞穴型四种类型。３．１裂缝型储层
裂缝型储层的储集空间主要是裂缝和少量沿
层分布的溶孔或孑Ｌ隙薄层。裂缝型储层是轮古西地
区最发育的一种储层类型。裂缝孔隙度一般大于
０．０６％，渗透率较高；孔洞发育程度很低，基质孔隙
作者简介：刘伟，高级工程师。１９９５年毕业于中国石油大学（华东１勘探系煤田及油气地质勘察专业，主要从事开发地质学、油藏描述等方面的研究工作。已获得省部级成果奖２项。
Ｅ－ｍａｉｌ：１ｗ１１６７６６＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．１２０１１１
万方数据·５０·中外能源ＳＩＮＯ—ＧＬＯＢＡＬＥＮＥＲＧＹ２０１０年第１５卷
度和孔洞孔隙度基本不具备储集能力。轮古西地区
裂缝型储层平均裂缝孔隙度达０．１７％，平均孔洞孔
隙度只有０．９２％，平均渗透率为６．７３ｘ１０。３斗ｍ２，全区裂缝型储层平均累积厚度达１１３．５５ｍ。
取心常见缝面油污侵染。但多数裂缝发育段难
以得到较好的岩心收获率。原始裂缝状态不易保
存。但可清楚看到散落岩心缝面的油迹。裂缝是荧光显示最活跃的油气储集空间类型。因此，轮古西
地区裂缝型储层是有利的含油层。３．２孔洞型储层
孔洞型储层以基质孑Ｌ隙和中小溶蚀孔洞为主
要储渗空间，但孔洞十分发育，且连通性好；一般裂
缝不发育，渗透性较差，平均渗透率仅０．１５ｘ１０刁肛ｍｚ。
轮古西地区孔洞型储层平均孔洞孔隙度达２．１９％，基本无裂缝孔隙度，全区１２口井孔洞型储层平均
累积厚度为６６．４２ｍ．是本区发育的储层类型。
３．３裂缝一孔洞型储层
裂缝一孔洞型储层储集空间既有孔洞．又有裂缝，两者对储集性能均有相当大的贡献。其中孔洞
主要由孑Ｌ（包括基质孔隙和溶蚀孔隙）和小一中洞组
成，裂缝发育，可以是储集空间之一，更足沟通孔洞的渗流通道。这种缝洞系统及由它连通的先成孔
隙，具有储渗空间数最较多、匹配好、储产油气能力
强等特点。该类储层具有储集空间大、渗透性好的
特点，而且具有较高和稳定的产能。如Ｌ９４２井在５８１０～５８３０ｍ的大溶洞的上下，洞顶及洞底缝发育，
溶蚀孑Ｌ洞也很发育。构成了良好的裂缝一孔洞型储层，产量很高。
轮古西地区裂缝一孔洞型储层平均孔洞孔隙度为２．２６％，平均裂缝孔隙度为Ｏ．２４％，平均渗透
率为１７．５５ｘ１０—３ｔｌ，ｍ２．全区１２口井裂缝一孔洞型储层平均累积厚度为５０．３７ｍ。是轮古西地区具有较好开发价值的一种储层类型。
３．４洞穴型储层
洞穴型储层储集空间为大型洞穴（和裂缝），洞
穴（包括大洞、巨洞）储集空间巨大。加之裂缝对沟通洞穴和改善渗流性能的作用，形成了储集空间巨
大、储渗能力极好的最有利储层类型。这种洞穴型
储层一般具有规模较大的储渗体，具有储量规模大、产量高、易开采的特点。据测井解释，其孔隙度
可高达５０％，如ｋ１５井。未充填巨洞在岩心上难以见到．要靠钻井放空、井涌、井喷及泥浆漏失、图像等信息加以判断和
识别，如Ｌｇｌ５井在５７３６．１—５７４０ｍ井段，累计放空
２．０９ｍ；５７３５～５７４３ｍ井段，漏失４３．３ｍ３。钻井液溢
流，槽面被稠油覆盖，气泡占槽面的１０％，集气点火
可燃：Ｌ９１５—１井在５９１９．０～５９５３．４３ｍ井段。发生严重井漏，共漏失钻井液１３７５．０ｍ，。轮古西地区洞穴型储层平均洞穴孔隙度为
２６．２１％。裂缝平均孔隙度为０．４８％。渗透率高达
３９９２．８３ｘ１０旬“ｍｚ，该类储集体为最具价值的储层。
在本区ｋ１５、Ｌ９１５－１、Ｌ９１５－２、Ｌ９４０、Ｌ９４１等井中均有发现，全区洞穴型储层平均累积厚度为１８．８ｍ。对比这几种类型的储层：裂缝型以及孔洞型储
层很难形成稳定的产能：裂缝一孔洞型储层既有较
好的储集能力．又有良好的渗透性能，能够形成稳
定的产能，是本区一类重要产层（如Ｌ９９、Ｌ９４２井）；洞穴型储层具有最好的储集能力和渗透性能，是本
区最有价值的储层类型。从轮古西单井产能与储层厚度分布关系图可以看出．具有洞穴型储层的井都
获得了一定的产能。因而，寻找孔渗能力最好的洞
穴型储层和裂缝一孔洞型储层，是钻探成功的关键。４洞穴型储层地震反射特征
在地震上，溶洞发育层段（洞穴型储层）表现为
“串珠状”强反射。ｋ１５井在进入奥陶系潜山表层
岩溶带钻遇未充填洞穴．在钻进过程中于５７３２—５７３６ｍ井段放空２．０９ｍ：Ｌ９４１井在５６２１—５６３６ｍ井段取心见１．６６ｍ充填洞以及宽５ｍｍ、长６５０ｍｍ垂直
张开缝．且井筒内不断有稠油返出。过这两口井的地震剖面上均表现出串珠状强反射特征（见图１）。
图ｌ过井地震剖面溶洞地震反射特征
通过地球物理正演模拟发现：
①在两条裂缝的交点处出现了“串珠状”强反
万方数据第３期刘伟．洞穴型碳酸盐岩储层识别及预测技术·５ｌ·
射，在裂缝密集处，会出现较多的强反射；②位于裂缝面上的孔洞对地震剖面中反射点的贡献不明显．
可能是由于洞的反射被缝隙的绕射掩盖了；③远离裂缝面的孔洞在地震剖面上有一定的反映。表现为
上凸的较短强反射。④裂缝破碎带在地震剖面上表
现为不规则的杂乱反射，裂缝密度越大，在地震上的显示越清晰，而无缝洞发育的基质则对应弱反射
或无反射区（见图２１。
图２缝、洞型储层地球物理正演模拟剖面
通过实际地震资料分析以及地球物理正演模
拟研究，发现缝、洞发育区对应地震剖面上的强反
射区，而在缝、洞型储层不发育的地区，地层间的波阻抗差值较小，反射弱。进一步的地震属性分析表
明，缝洞型储层在地震剖面上表现为强振幅、高能
量，低频率，强吸收、高衰减的地震响应特征。５储层地震属性综合预测
轮古西地区钻井资料相对较少，而碳酸盐岩缝洞型储层分布隐蔽性强。不规则性大，储层横向相
变快，利用有限的钻井资料，很难预测储层的分布
规律。本区ｉ维地震资料品质较好，分辨率高，缝洞
型储层地震响应特征明显。因而本区的储层预测采用以地震为主的方法ｆ６】。
地震属性技术是近年来发展起来的有效储层预测技术。能够充分利用各种地震信息预测储层的
发育状况。不同的地震属性反映储层发育程度的灵
敏度不同，有些属性甚至根本就不能反映储层的发育状况，引入这些属性反而会引起混乱，降低了储
层预测的效果。不同的地区、不同的层位、不同的岩
性及储集层类型，有代表性的地震属性组合存在较大差异。要优选出有用的属性，必须进行地震属性
敏感性分析ｌ＂。本文采用两种方法开展地震属性敏
感性分析，即过井剖面地震属性分析和地震物理正
演模拟剖面地震属性分析。根据地震属性敏感性分析结果，优选出了平均反射强度、均方根振幅、平均能最、能量半衰时斜率以及相干属性。利用这些地震属性参数，通过模糊神经网络的方法，对碳酸盐
岩储层进行综合预测与评价。能够有效预测不同类
型储层的分布状况Ｉｓｌ。基本步骤如下：①通过测井地质分析确定不同的储层类型：
ＰＦｌ相以洞穴型储层为主；ＰＦ２相以裂缝一孔洞型储层为主；ＰＲ相以裂缝型储层、孔洞型储层为主。②分别提取井旁５０ｍ范围内对应储集相带地
震时窗内各种地震属性参数，进行统计分析，采用灰色关联度分析技术，确定地震属性参数与储层类
型之间的关联程度，作为该地震属性的初始权重。③将井旁地震属性参数、初始权重、岩石物理
相类别分别输入到神经网络模拟器中，通过自组织
神经网络自学习和误差控制．得到最终的权重文件
（见表１）。
表ｌ地震属性与储层类型的关系及其权重
变罱关联度输出权重平均能量０．５０１１８３Ｏ．１８７１平均反射强度０．７０５９３４Ｄ．２６３５相干属性０．４５２７６５Ｏ．１６９０均方根振幅０．６１１５４６０．２２８３能量半衰时斜率０．４０７５５３０．１５２１
④将得到的权重文件和整个研究区的地震属
性作为输入，通过自组织神经网络模拟，得到各点
上的输出值．并经过归一化处理。⑤根据神经网络输出值进行平面成图，即得
到储层类型的平面分布图。
从预测结果来看，ＰＦ。相（ＰＦ＞Ｏ．６）主要分布在
ｋ１５～Ｌ９５２井一线，呈北东向带状分布，ＰＦ２相（ＰＦ＝
０．３～０．６）主要分布在ｔ，９９井断裂破碎带。另外在
Ｌ９４１井东南部成零星分布。总体上以ＰＦ３相（ＰＦ＜０．３）占较大的比例。
多属性综合预测结果与实际钻井资料十分吻
合，该区岩溶作用与断裂的关系非常密切，多呈条带状分布，展布方向与断裂发育方向具有比较高的
一致性。在工区的西部地区（ｋ１５一Ｌ羁５２井一线以
西），是断层较为发育的地区，也是古水流的汇水
区，缝洞型储层最为发育。在工区西部的４４０～
Ｌ９９～Ｌ９４１井地区，缝洞型储层的发育区主要集中
在Ｌ９４１井东南部、Ｌ９４０井周围，而ｔ，９９井一带，缝
洞型储层不发育。
万方数据