何　輝,李順明,孔垂顯,蔣慶平,周體堯,賈俊飛,杜宜靜

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083; 2.新疆油田公司勘探開發(fā)研究院,新疆克拉瑪依 834000)

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準噶爾盆地西北緣二疊系佳木河組火山巖有效儲層特征與定量評價

何輝1,李順明1,孔垂顯2,蔣慶平2,周體堯1,賈俊飛2,杜宜靜1

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083; 2.新疆油田公司勘探開發(fā)研究院,新疆克拉瑪依 834000)

通過地質(zhì)、測井及生產(chǎn)動態(tài)資料綜合分析,對準噶爾盆地西北緣金龍2井區(qū)二疊系佳木河組火山巖儲層特征進行研究。結(jié)果表明:佳木河組火山巖有效儲層巖性主要為安山質(zhì)(熔結(jié))角礫巖、安山質(zhì)/玄武質(zhì)角礫熔巖及安山巖等,儲集空間類型以氣孔、溶蝕孔為主,其次為晶間孔及礫間孔,總體表現(xiàn)為中低孔、低滲特低滲特征;火山巖有效儲層微觀孔喉特征主要表現(xiàn)為單峰粗態(tài)、偏粗態(tài)及雙峰偏粗態(tài)的細孔喉型;應(yīng)用聚類分析方法與典型Fisher判別方法將火山巖有效儲層進一步定量細分為3類;依據(jù)火山巖有效儲層定量評價方法,優(yōu)選試驗部署區(qū)域,現(xiàn)場實際應(yīng)用效果顯著,為火山巖油藏高效開發(fā)部署提供了有力的技術(shù)支撐。

準噶爾盆地; 金龍2井區(qū); 火山巖; 有效儲層; 分類評價

引用格式：何輝，李順明，孔垂顯,等.準噶爾盆地西北緣二疊系佳木河組火山巖有效儲層特征與定量評價[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,40(2):1-12.

HE Hui,LI Shunming,KONG Chuixian,et al.Characteristics and quantitative evaluation of volcanic effective reservoir in Jiamuhe Formation of Permian,northwestern margin of Junggar Basin[J].Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science),2016,40(2):1-12.

在世界石油勘探與開發(fā)歷程中,碎屑巖與碳酸鹽巖儲層常常是油氣藏勘探與開發(fā)的主要對象,而埋藏相對較深的火山巖儲層,因其復(fù)雜的巖性巖相特征,儲層識別與分布預(yù)測存在較大難度,往往被忽視。自20世紀初以來,隨著石油工業(yè)的發(fā)展與勘探開發(fā)技術(shù)不斷提高,國內(nèi)外火山巖油氣藏勘探與開發(fā)不斷獲得成功,如美國、古巴、日本、加納等國,國內(nèi)大港、遼河、新疆、大慶等油田,火山巖油氣藏逐步成為油氣勘探開發(fā)重要領(lǐng)域,其儲層特征成為特殊巖性儲層研究的重點。目前國內(nèi)外學(xué)者在火山巖巖性巖相識別、儲集空間及火山巖儲層測井解釋模型等方面取得了極大的進展[1-16]與廣泛的共識,但在儲層分類方面前人研究對象多針對碎屑巖油藏,偶見火山巖氣藏有效儲層分類,如黃玉龍等[17]對松遼盆地徐家圍子火山巖氣藏開展了有效儲層研究。針對火山巖油藏,在對有效儲層分類評價并進一步定量預(yù)測產(chǎn)能方面,目前仍欠缺成熟且行之有效的方法與技術(shù),制約了該類油藏優(yōu)質(zhì)儲層的高效開發(fā)。針對這一難點,筆者對準噶爾盆地西北緣佳木河組火山巖儲層進行研究,綜合火山巖巖性巖相及其電性響應(yīng)參數(shù)、微觀特征、裂縫參數(shù)及生產(chǎn)動態(tài),建立研究區(qū)火山巖油藏有效儲層分類標準,并優(yōu)選聚類分析與典型判別方法,對有效儲層進行定量評價,現(xiàn)場實施效果顯著。探索建立的火山巖油藏有效儲層分類評價技術(shù),旨在進一步為該類油藏高效開發(fā)部署提供技術(shù)支撐,為火山巖油藏有效儲層分類評價標準與技術(shù)體系的完善提供有力借鑒。

1　地質(zhì)背景

金龍油田金龍2井區(qū)位于克拉瑪依油田五區(qū)南部,距克拉瑪依市東偏南約41 km。區(qū)域構(gòu)造位于準噶爾盆地西北緣中拐凸起東斜坡帶。中拐凸起長約80 km,寬約40 km,面積約3 200 km2,總體形態(tài)為一個向東南傾沒的寬緩巨型鼻狀構(gòu)造,東面與瑪湖凹陷、達巴松凸起相連,北面與克百斷裂帶相鄰,西面與紅車斷裂帶相接,南面與盆1井西凹陷、沙灣凹陷相連(圖1)。根據(jù)鉆井及地震資料,研究區(qū)在石炭系基底之上自下而上發(fā)育的地層為:二疊系佳木河組(P1j)、上烏爾禾組(P3w);三疊系百口泉組(T1b)、克拉瑪依組(T2k)、白堿灘組(T3b);侏羅系八道灣組(J1b)、三工河組(J1s)、西山窯組(J2x)、頭屯河組(J2t)和白堊系吐谷魯群(K1tg)。其中白堊系與下伏侏羅系、三疊系與二疊系、二疊系上烏爾禾組與佳木河組為區(qū)域性地層不整合接觸。侏羅系齊古組缺失,二疊系在中拐凸起高部位,缺失下烏爾禾組(P2w)、夏子街組(P2x)及風城組(P1f)等地層(圖2)。

圖1　區(qū)域地理位置Fig.1　Location map of Jinlong Oilfield

金龍2井區(qū)佳木河組(P1j)為火山巖儲層,是二疊系主要含油層段,其埋藏較深,平均深度達4 000 m,目前已完鉆井鉆遇佳木河組火山巖體厚度為22～286 m,平均為145.3 m,地震剖面顯示目前評價井僅鉆遇佳木河組火山巖頂部旋回地層。根據(jù)巖性及電性特征,佳木河組頂部旋回自下而上劃分3個期次,第一期發(fā)育爆發(fā)相→溢流相,巖性主要為中性英安巖、安山巖、安山質(zhì)熔結(jié)角礫巖、火山角礫巖;第二期以溢流相為主,局部爆發(fā)相及火山沉積相,巖性主要為中酸性流紋巖、英安巖;第三期發(fā)育溢流相→爆發(fā)相→溢流相,局部見火山沉積相,巖性主要為中基性熔結(jié)角礫巖、火山角礫巖、安山巖和凝灰?guī)r。

圖2　區(qū)域地層層序Fig.2　General stratigraphic column of study area

2　佳木河組火山巖有效儲層特征

2.1有效儲層內(nèi)涵

從一般意義來說,有效儲層就是指具備儲集與滲流可動流體(以烴類流體為主)能力,在現(xiàn)階段工藝技術(shù)及經(jīng)濟條件下具有工業(yè)開采價值的儲集層[12,18-19],即埋深普遍大于3 000 m,現(xiàn)階段工業(yè)油氣流標準為單井下限油量5 m3/d,氣產(chǎn)量10 000 m3/d。儲層物性差,沒有產(chǎn)液能力或者低于干層標準的儲集層,則為無效儲層。有效儲層特征及其分類評價研究直接關(guān)系到油氣勘探與開發(fā)決策[12]。金龍2井區(qū)火山巖油藏不同類型(基性→中性→酸性)火山巖均有發(fā)育,其儲層特征存在較大差異,因此在合理確定佳木河組有效儲層物性下限基礎(chǔ)上才能對火山巖有效儲層有客觀的認識和評價,進而制定合理的火山巖油藏開發(fā)技術(shù)政策。

2.2火山巖有效儲層特征

2.2.1儲層巖性與物性特征

火山巖在特定的環(huán)境與條件下,各類巖性均有成為有效儲層的可能性,從而造成儲層較強的非均質(zhì)性及有效儲層分布的復(fù)雜性。準噶爾盆地西北緣金龍2井區(qū)火山巖類型涵蓋基性至酸性多種巖性,依據(jù)巖心觀察與薄片鑒定結(jié)果,可按巖性結(jié)構(gòu)分出3大類,即火山熔巖類、火山碎屑熔巖類及火山碎屑巖類。進一步按成分可細分出10種巖性,熔巖類識別出具熔巖結(jié)構(gòu)的玄武巖、杏仁玄武巖、玄武安山巖、安山巖、英安巖以及流紋巖、氣孔流紋巖、球粒流紋巖等;碎屑熔巖類主要識別出具熔結(jié)結(jié)構(gòu)的玄武質(zhì)熔結(jié)角礫巖、安山質(zhì)熔結(jié)角礫巖/角礫熔巖等;火山碎屑巖類主要識別出具火山碎屑結(jié)構(gòu)的安山質(zhì)集塊巖/角礫巖及英安質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r等。此外,研究區(qū)還發(fā)育少量火山沉積巖,主要為凝灰質(zhì)砂礫巖和凝灰質(zhì)泥巖(圖3)。

圖3　金龍2井區(qū)佳木河組火山巖巖性及其結(jié)構(gòu)類型Fig.3　Volcanic lithology and its structure types of Jiamuhe Formation in Jinlong2 block

根據(jù)巖心含油性顯示及試油情況,具備儲集能力及工業(yè)產(chǎn)出標準的有效儲層巖性主要為安山質(zhì)(熔結(jié))角礫巖及安山巖等(表1),其次為火山角礫巖。此外,統(tǒng)計研究區(qū)140塊火山巖樣品孔隙度分析數(shù)據(jù),佳木河組火山巖有效儲層的孔隙度一般為8%～15%,平均為11.19%。統(tǒng)計127塊火山巖樣品滲透率分析數(shù)據(jù),有效儲層滲透率一般為(0.01～1.28)×10-3μm2,平均為0.196×10-3μm2。從表2可以看出,中→基性火山碎屑熔巖(玄武質(zhì)/安山質(zhì)熔結(jié)角礫巖/角礫熔巖)孔滲相對較好,均值較高,火山碎屑巖類(火山角礫巖)次之,而熔巖類孔滲相對較差。總體上佳木河組火山巖有效儲層表現(xiàn)為中—低孔、低滲—特低滲特征。

表1　金龍2井區(qū)佳木河組試油結(jié)果

表2　佳木河組有效儲層不同巖性孔隙度與空氣滲透率統(tǒng)計

2.2.2儲集空間類型與孔隙結(jié)構(gòu)

佳木河組火山巖儲層表現(xiàn)出雙重介質(zhì)特征,其儲集空間類型以及孔隙結(jié)構(gòu)的多樣性也決定了火山巖儲層具有較強的非均質(zhì)性,影響了有效儲層的分布。依據(jù)巖心描述及薄片觀察,研究區(qū)火山巖儲層儲集空間類型包括原生孔隙、次生孔隙和裂縫3類。其中原生孔隙主要為氣孔、杏仁體內(nèi)孔、晶間孔和礫間孔,氣孔、杏仁體內(nèi)孔主要發(fā)育在熔巖流頂部的熔結(jié)角礫巖/角礫熔巖、火山角礫巖及玄武巖、安山巖內(nèi),占樣品總孔隙的37%,晶間孔常見于角礫熔巖中杏仁體內(nèi)沸石,分布較少;次生孔隙有溶蝕孔和晶間微孔,其中溶蝕孔主要為杏仁體內(nèi)溶孔,占樣品總孔隙的42%?？傮w來看,氣孔與杏仁溶蝕孔是研究區(qū)佳木河組火山巖儲層主要孔隙類型(圖4)。

依據(jù)巖心及FMI成像測井解釋結(jié)果,佳木河組裂縫按成因分類主要為構(gòu)造縫,且主要發(fā)育裂縫傾角大于45°的高角度裂縫,其次是溶蝕縫和冷凝收縮縫。受構(gòu)造應(yīng)力控制形成的高角度構(gòu)造裂縫是控制研究區(qū)有效儲層分布的重要影響因素,可溝通孔隙做為油氣運移的主要通道。同時裂縫發(fā)育強度也嚴格受控于巖性,金龍2井區(qū)佳木河組裂縫主要發(fā)育在第三期次,巖性以熔結(jié)角礫巖、安山巖為主,裂縫密度0.5～3.8條/m,裂縫寬度0.002 8～0.11 cm,以中等縫寬為主,裂縫發(fā)育平均層厚達到26.5 m,為儲層縱向與平面的有效連通提供了有利條件,擴展了有效儲層及部分潛力儲層的有效性(表3)。通過試油驗證,第三期油層產(chǎn)量普遍較高,日產(chǎn)油量10.06～55.47 t,平均可達20.4 t。第二期與第一期儲層巖性以流紋巖、英安巖為主,埋藏較深,相對致密,構(gòu)造應(yīng)力作用減弱,裂縫相對欠發(fā)育,對儲層連通性貢獻較小,試油證實以干層為主,抽汲不出或產(chǎn)水,基本為無效儲層,因此裂縫發(fā)育特征參數(shù)可以作為評價儲層有效性的標準之一。

圖4　金龍2井區(qū)佳木河組油層儲集空間類型Fig.4　Different types of reservoir space of Jiamuhe Formation in Jinlong2 block

期次巖性裂縫密度/(條·m-1)裂縫寬度/cm平均裂縫厚度/m第三期熔結(jié)角礫巖、安山巖、英安巖、火山角礫巖0.5～3.80.0028～0.112326.5第二期熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋巖、英安巖0.8～3.60.0021～0.064918.0第一期熔結(jié)角礫巖、英安巖、流紋巖0.4～3.70.0021～0.025315.3

應(yīng)用壓汞資料對儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征進行分析,金龍2井區(qū)佳木河組火山巖儲集層以微細—細喉道為主,最大孔喉半徑為0.3～4.7 μm,平均為1.85 μm,排驅(qū)壓力為0.3 ～2.8 MPa,平均為1.141 MPa,中值壓力4.1～17.9 MPa,平均為10.6 MPa?？傮w上,佳木河組火山巖儲層具有排驅(qū)壓力較高,中值半徑較小,分選中等—差,孔隙結(jié)構(gòu)相對較差的特征。

通過對交通、規(guī)劃和道路現(xiàn)狀進行分析，認為16號線上林路站設(shè)置在1號線二期車站南側(cè)的方案一合理可行。該方案客流吸引較均勻，線路走行于規(guī)劃橋樁中間，對既有高架橋影響較小。故方案一可作為推薦方案。

根據(jù)研究區(qū)二疊系火山巖儲層不同類型火山巖毛管壓力曲線特征,可進一步分出3種孔隙結(jié)構(gòu)類型,有效儲層主要分布在A、B類單峰粗態(tài)型、偏粗態(tài)型及雙峰偏粗態(tài)型的細孔喉型火山巖中,巖性主要為安山質(zhì)/玄武質(zhì)熔結(jié)角礫巖、角礫熔巖;而具有單峰偏細態(tài)極細孔喉型特征的火山巖試油結(jié)果多為干層,巖性主要為熔結(jié)凝灰?guī)r及沉凝灰?guī)r等(圖5),具體分類如下:

(1)A類:單峰粗態(tài)、雙峰偏粗態(tài)-細孔喉型,孔喉分布呈單峰或雙峰且孔喉以細喉為主,雙峰態(tài)特征表明裂縫相對發(fā)育。平均孔喉半徑0.5～1 μm,排驅(qū)壓力小于0.5 MPa。主要巖性為火山爆發(fā)相中的安山質(zhì)/玄武質(zhì)熔結(jié)角礫巖、角礫熔巖及玄武安山質(zhì)火山角礫巖,滲透率大于0.5×10-3μm2,這部分孔喉對應(yīng)的儲層試油結(jié)果證實為有效儲層。

(2)B類:單峰偏粗態(tài)或微偏細態(tài)-細微孔喉型,孔喉分布呈單峰且偏微孔喉,平均孔喉半徑一般為0.1～0.5 μm,排驅(qū)壓力小于3 MPa。此類儲層巖性主要為火山爆發(fā)相和噴溢相的安山質(zhì)/英安質(zhì)/凝灰角礫巖、流紋巖等,滲透率在(0.1～0.5)×10-3μm2,此類型既存在有效儲層,也有潛力儲層。

(3)C 類:單峰偏細態(tài)-微孔、極細微孔喉型,平均孔喉半徑一般小于0.1 μm,主要為爆發(fā)相的流紋質(zhì)/安山質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r及火山沉積相的沉火山碎屑巖,滲透率小于0.03×10-3μm2。毛管壓力曲線總體偏向右上方,顯示歪度較細,以微—極細微孔喉為主,表明巖石結(jié)構(gòu)相對致密,基質(zhì)孔隙欠發(fā)育,此類巖性儲層多為無效儲層。

圖5　金龍2井區(qū)佳木河組火山巖儲層微觀孔喉分布特征Fig.5　Characteristics of microscopic pore throat distribution in volcanic reservoir of Jiamuhe Formation

2.2.3有效儲層物性下限

有效儲層物性下限是儲層研究與評價的重點,國內(nèi)外對于有效儲層下限的確定方法主要包含儲層參數(shù)交會分析與經(jīng)驗統(tǒng)計法、試油與生產(chǎn)測試法、最小孔喉半徑法等[16-18],需要通過多種方法對比確定最終較為合理的物性下限值。結(jié)合研究區(qū)火山巖儲層特征與實際測試資料,選用儲層參數(shù)交會分析法及試油法2種方法,對比確定有效儲層物性下限標準值。

應(yīng)用儲層參數(shù)交會法分析,含油性較好的樣品普遍集中在孔隙度大于7.5%、滲透率大于0.02×10-3μm2的范圍內(nèi)。結(jié)合壓汞分析數(shù)據(jù)所得J函數(shù)分布圖,確定有效儲層孔隙度下限7.98%,滲透率下限為0.03×10-3μm2。

圖6　金龍2井區(qū)佳木河組火山巖儲層孔隙度與電阻率交會圖Fig.6　Crossplot of porosity and resistivity in volcanic reservoir of Jiamuhe Formation

3　火山巖有效儲層分類與定量評價

3.1有效儲層分類方法選擇及分類標準

在認識了火山巖有效儲層特征基礎(chǔ)上,如何對儲層分類與定量評價成為儲量分類計算與油藏高效開發(fā)部署的關(guān)鍵所在。前人提出了許多儲層分類評價的方法[20-22],如基于劃分聚類算法的聚類與判別分析法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色關(guān)聯(lián)法等。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在多參數(shù)擬合數(shù)據(jù)時,對屬性參數(shù)低值區(qū)域的誤差估計會出現(xiàn)不穩(wěn)定,導(dǎo)致低值區(qū)域數(shù)據(jù)擬合誤差增大,判別精度降低。灰色關(guān)聯(lián)法與傳統(tǒng)的多因素分析方法(相關(guān)聚類、回歸等)近似,計算過程中無量綱化處理方法(初值化、均值化、標準化等)的明顯缺陷是不具有數(shù)據(jù)保序性且計算公式對各樣本參數(shù)采用權(quán)重平權(quán)處理,影響了原有參數(shù)數(shù)列穩(wěn)定性及權(quán)重排序,隨機性較高。筆者調(diào)研對比后認為采用分割聚類與典型判別分析方法相結(jié)合的定量分類算法可保證數(shù)據(jù)有序性及穩(wěn)定性,從而對儲層進行快速的分類評價。

聚類分析方法是數(shù)據(jù)挖掘中的一種有效的非監(jiān)督機器學(xué)習算法,其算法分類包括層次聚類、分割聚類、密度型聚類及網(wǎng)格型聚類等,其中分割聚類算法中的K-means聚類為常用的快速聚類劃分算法,在給出先驗認識分類數(shù)K的前提下,可快速處理密集數(shù)據(jù)集,其中心點算法改進了離散與連續(xù)數(shù)值屬性的混合聚類,對于龐雜的地質(zhì)數(shù)據(jù)聚類劃分效果較好,且該方法受奇異值、相似測度和不合適的聚類變量的影響較小,對于不合適的初始分類可以進行反復(fù)調(diào)整。

判別分析主要是在聚類分析基礎(chǔ)上,擬合聚類參數(shù)特征值的判別函數(shù)關(guān)系式,具體包括距離判別、貝葉斯判別、逐步判別與典型判別4種應(yīng)用較廣泛的分類方法。距離判別法簡單實用但對于每個研究總體的先驗概率缺乏考慮,錯判概率較高影響分類精度。貝葉斯判別在距離判別的基礎(chǔ)上進一步考慮了判別總體的先驗概率及錯判損失,判別效果相對理想,但其缺陷是總體分布須符合正態(tài)分布且協(xié)方差矩陣不等無法檢驗正確性。逐步判別法每一步均需要檢驗,將判別分類能力最強的變量引入判別函數(shù),如果判別變量個數(shù)太多,會影響估計的精度,且迭代運算量要求較高。典型判別法以多總體的Fisher判別法應(yīng)用較為廣泛,其判別思想是根據(jù)方差分析的思想建立一種能較好區(qū)分各個總體的線性判別法,不需要數(shù)據(jù)集必須服從正態(tài)分布,集中尋找一個最能反映數(shù)據(jù)分組間差異的投影方向,實質(zhì)是尋找線性判別函數(shù)Y(x)=c1x1+c2x2+…+cnxn,在聚類分析得出K個總體對應(yīng)中心向量μ1,…,μk,應(yīng)用線性判別函數(shù)滿足同一數(shù)據(jù)分組內(nèi)方差最小,不同類數(shù)據(jù)組間方差最大,即“類內(nèi)緊湊、類間分離”原則,該判別方法簡化了判別計算迭代過程,可對未知數(shù)據(jù)集形成最佳定量分類。

研究區(qū)佳木河組非均質(zhì)性較強的火山巖儲層已具備較多的巖心分析化驗與動態(tài)數(shù)據(jù),對其有效儲層特征也有了一定先驗分類認識(孔隙結(jié)構(gòu)分類),對數(shù)據(jù)集聚類抽樣時可事先給出先驗分類簇數(shù)K(如分3類好、中、差),彌補數(shù)據(jù)集對分類簇數(shù)初值不定的敏感運算缺陷。筆者首先考慮不同火山巖巖性間差異性、不同巖性類型儲層的儲集能力,其次考慮產(chǎn)出能力,綜合選擇分類變量指標，建立火山巖油藏有效儲層分類評價標準(表4)。其中針對不同巖性的火山巖儲層,選用FZI流動層指數(shù)能很好地反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征、巖石滲流能力及不同巖性火山巖儲層質(zhì)量,可作為有效儲層分類的有利參數(shù),計算公式由Kozeny-carman方程變形后得出:

(1)

(2)

(3)

則

lgRQI=lgFZI+lgΦz.

(4)

式中,RQI為油藏品質(zhì)指數(shù);Φz為孔隙體積與顆粒體積之比;FZI為流動層指數(shù);k為滲透率,10-3μm2;φ為孔隙度。

Ⅰ類有效儲層以安山質(zhì)熔結(jié)角礫巖為主,儲層質(zhì)量、滲流能力極好,試油比采油指數(shù)也較高;Ⅱ類有效儲層以杏仁玄武巖、安山巖及火山角礫巖為主,儲層物性次之,FZI值相對變小,比采油指數(shù)與I類相差不大;Ⅲ類有效儲層以凝灰?guī)r、流紋巖為主,儲層物性變差,但壓裂后仍具有一定的滲流與產(chǎn)出能力,介于潛力有效與有效儲層之間;低于Ⅲ類分類標準的為無效儲層,壓裂投產(chǎn)基本不出或抽汲僅出水,且液量也較低。

表4　金龍2井區(qū)佳木河組火山巖油藏有效儲層分類標準

注:表中數(shù)據(jù)為最小值～最大值(平均值)。

3.2有效儲層定量分類評價

在上述已知聚類分析所得分類標準及結(jié)果的基礎(chǔ)上,將聚類分析中可定量計算的分類參數(shù),如有效孔隙度、基質(zhì)滲透率、密度、單井裂縫密度、FZI、比采油指數(shù)等引入分類判別變量,應(yīng)用線性Fisher判別方法建立分類判別函數(shù)(表5),進行快速迭代回判分析,組判別函數(shù)計算值與聚類組質(zhì)心數(shù)值方差函數(shù)值最小最接近或判別函數(shù)計算值最大的作為其判別歸類屬性(圖7)。

表5　佳木河組火山巖油藏有效儲層分類判別函數(shù)(Fisher)

注:參數(shù)n為裂縫密度

圖7　典型判別函數(shù)分類Fig.7　Classification results of volcanic effective reservoirs

參與聚類與判別分析的250個樣本中,錯判5個,正判率達到98%,可見所得分類判別函數(shù)結(jié)果相對可靠,對非取心井根據(jù)測井解釋求取相應(yīng)分類參數(shù),代入分類判別函數(shù)進行有效儲層分類識別,為油田開發(fā)部署提供有力的指導(dǎo)(圖8,平面圖為第三期次,距佳木河組頂面40 m)。

截至2014年底,優(yōu)先部署的J208井區(qū)域內(nèi)共完鉆6口直井,于2014年12月初投產(chǎn)1口開發(fā)控制井,投產(chǎn)初期日產(chǎn)油24.4 t,含水率22%,生產(chǎn)24 d,平均單井日產(chǎn)油10.3 t,日產(chǎn)液量與日產(chǎn)油量較為平穩(wěn)。

圖8　佳木河組火山巖有效儲層分類Fig.8　Classification results of volcanic effective reservoirs of Jiamuhe Formation

4　結(jié)　論

(1)具備流體儲集能力及工業(yè)產(chǎn)出標準的有效儲層巖性主要為安山質(zhì)(熔結(jié))角礫巖、安山質(zhì)/玄武質(zhì)角礫熔巖及安山巖等,其次為火山角礫巖。有效儲層儲集空間類型主要為氣孔、杏仁溶蝕孔,其次為基質(zhì)孔,微觀孔隙結(jié)構(gòu)為單峰粗態(tài)型、偏粗態(tài)型及雙峰偏粗態(tài)型的細孔喉型。裂縫主要發(fā)育在佳木河組第三期次,巖性以熔結(jié)角礫巖、安山巖為主,裂縫密度0.5～3.8條/m,以中等縫寬為主,為儲層縱向與平面的有效連通提供了有利條件,擴展了有效儲層及部分潛力儲層的有效性。

(2)金龍2井區(qū)佳木河組火山巖有效儲層絕對物性下限為φ≥8%,k≥0.03×10-3μm2。低于此物性界限的火山巖不具備形成有效儲層的物性條件。

(3)綜合火山巖儲層巖性巖相及其電性響應(yīng)參數(shù)、微觀特征、裂縫發(fā)育參數(shù)及生產(chǎn)動態(tài)參數(shù),優(yōu)選分割聚類的K-means聚類分析方法及典型Fisher線性判別分析法,動靜結(jié)合建立金龍2井區(qū)火山巖油藏有效儲層分類標準及定量判別函數(shù),分類結(jié)果與現(xiàn)場實際應(yīng)用效果符合程度高。

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(編輯徐會永)

Characteristics and quantitative evaluation of volcanic effective reservoir in Jiamuhe Formation of Permian,northwestern margin of Junggar Basin

HE Hui1,LI Shunming1,KONG Chuixian2,JIANG Qingping2,ZHOU Tiyao1,JIA Junfei2,DU Yijing1

(1.Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Beijing 100083,China;2.Xinjiang Oilfield Company Research Institute of Exploration and Development,Karamay 834000,China)

Based on a comprehensive analysis of geological,well-logging and production data,this paper summarized the characteristics of volcanic effective reservoir of Permian Jiamuhe Formation in Jinlong2 area,the northwestern margin of Junggar Basin.The lithology of volcanic effective reservoir mainly includes andesitic (welded) breccia,andesitic/basaltic brecciated lava and andesite.The reservoir spaces are mainly composed of stomata and dissolution pore,followed by intercrystalline pore and intergranular pore.The volcanic reservoir is totally characterized by low-medium porosity and low-extra low permeability.Using capillary pressure curves which represent different types of volcanic rock,it can be shown that the characteristics of the microscopic pore throat in effective reservoirs mainly express in fine pore type with unimodal coarse state,partial coarse state and bimodal partial coarse state.Based on the analysis and evaluation of macroscopic physical characteristics as well as microscopic pore structure,this paper further optimizes K-means clustering analysis method and typical Fisher discriminant method to set up quantitative classification and evaluation criteria and discriminant functions,which divide the volcanic effective reservoir into three types accordingly.This quantitative evaluation classification method was applied to the development test area,and yielded remarkable results.The method may provide strong technical supports for the efficient development of volcanic reservoir.

Junggar Basin; Jinlong2 area; volcanic; effective reservoir; classification and evaluation

2015-11-15

國家科技重大專項(2011ZX05010-001)

何輝(1982-)，男，工程師，博士，研究方向為油氣田開發(fā)。E-mail：hui_he@petrochina.com.cn。

1673-5005(2016)02-0001-12doi:10.3969/j.issn.1673-5005.2016.02.001

TE 121.1

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