库车坳陷深层盐下白垩系储集层氯盐分布模式及意义.pdf
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1、 第45卷 第1期 新 疆 石 油 地 质Vol.45,No.1 2024年2月 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGYFeb.2024 文章编号:1001-3873(2024)01-01-12 DOI:10.7657/XJPG20240101引用:罗丹婷,罗静兰,邓超,等.库车坳陷深层盐下白垩系储集层氯盐分布模式及意义 J.新疆石油地质,2024,45(1):1-12.LUO Danting,LUO Jinglan,DENG Chao,et al.Distribution Patterns and Significance of Salt in Deep Cretaceous
2、Subsalt Reservoirs in Kuqa Depression,Tarim Basin J.Xinjiang Petroleum Geology,2024,45(1):1-12.库车坳陷深层盐下白垩系储集层氯盐分布模式及意义罗丹婷1,罗静兰1,邓超1,年涛2,韩剑发3,程道解4,袁龙4(1.西北大学 a.大陆动力学国家重点实验室;b.地质学系,西安 710069;2.西安石油大学 地球科学与工程学院,西安 710065;3.中国石油 塔里木油田分公司 勘探开发研究院,新疆 库尔勒 841000;4.中国石油集团测井有限公司 地质研究院,西安 710077)摘 要:库车坳陷克拉苏构造
3、带盐下白垩系巴什基奇克组储集层分布了一批高产、稳产的天然气藏群,其储集层为超深、高温、超压致密砂岩储集层,孔隙度越高,氯盐含量越高,储集层视电阻率越低,储集层中氯盐的分布严重影响流体识别,其对盐下致密砂岩物性的影响较明显。利用岩心观察、铸体薄片、扫描电镜、氯盐含量、常规测井曲线分析等,系统分析了库车坳陷盐下白垩系巴什基奇克组储集层氯盐的分布特征。根据氯盐含量、电阻率、氯盐来源等的差异,提出盐下储集层氯盐分布具有顶渗、侧渗和局部封存3种模式。顶渗模式与侧渗模式的电阻率仅受氯盐含量的影响,顶渗模式储集层氯盐含量呈垂向分带特征,随氯盐含量的降低,电阻率升高;侧渗模式储集层氯盐含量呈横向分带特征,电阻
4、率自构造带边缘向中心表现出由高到低再升高的趋势;局部封存模式电阻率受应力和氯盐含量的共同影响,氯盐含量分布具有偶发性,电阻率变化幅度大。根据测井响应特征划分了各模式的分布段序列,顶渗模式自上而下发育盐层段、泥岩封隔段、饱和氯盐强影响段、未饱和氯盐强影响段、未饱和氯盐影响过渡段和氯盐未影响段;侧渗模式在顶渗模式基础上多发育过饱和氯盐影响段;局部封存模式从上到下划分为盐层段、泥岩封隔段、强挤压应力氯盐未影响段、氯盐应力混合影响段和氯盐应力未影响段。关键词:库车坳陷;深层;白垩系;盐下储集层;高温高压;氯盐含量;测井响应;氯盐分布模式中图分类号:P631.8 文献标识码:ADistribution
5、Patterns and Significance of Salt in Deep Cretaceous Subsalt Reservoirs in Kuqa Depression,Tarim BasinLUO Danting1,LUO Jinglan1,DENG Chao1,NIAN Tao2,HAN Jianfa3,CHENG Daojie4,YUAN Long4(1.Northwest University,a.State Key Laboratory of Continental Dynamics;b.Department of Geology,Xi an,Shaanxi 710069
6、,China;2.School of Earth Sciences and Engineering,Xi an Petroleum University,Xi an,Shaanxi 710065,China;3.Research Institute of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company,PetroChina,Korla,Xinjiang 841000,China;4.Geological Research Institute,China National Logging Corporation,Xi an,Shaanxi 7
7、10077,China)Abstract:The Cretaceous Bashijiqike formation in the Kelasu structural belt in the Kuqa depression of Tarim basin hosts a number of high and steadyyield subsalt gas reservoirs in ultradeep,hightemperature,and overpressure environment.For these subsalt tight sandstone reservoirs,the highe
8、r the porosity,the higher the salt content and the lower the apparent resistivity.The distribution of salt in the reservoirs not only significantly affects fluid identification but also has a noticeable impact on the reservoir physical properties.The distribution of salt in the subsalt reservoirs in
9、 the Bashijiqike formation were systematically analyzed based on the data of cores,cast thin sections,scanning electron microscopy,salt content,and conventional logs.According to the differences in salt content,resistivity,and salt source,three distribution patterns of salt in subsalt reservoirs wer
10、e proposed:top source,lateral source and local sealing.For the top and lateral source patterns,the reservoir resistivity is only affected by salt content.In the reservoirs with the top source pattern,the salt content shows a vertical zonality,and the reservoir resistivity increases as the salt conte
11、nt decreases.In the reservoirs with the lateral source pattern,the salt content shows a lateral zonation,and the reservoir resistivity shows a trend of high to low and then to high value from the edge of structural belt towards its center.In the reservoirs with the local sealing pattern,the resistiv
12、ity is influenced jointly by stress and salt content,and changes greatly because the distribution of salt content is sporadic.According to well logging responses,the reservoir is divided into intervals for each pattern.In an ideal top source pattern,the reservoir comprises a salt interval,a mudstone
13、 barrier,an interval strongly affected by saturated salt,an interval strongly affected by unsaturated salt,a transition interval affected by unsaturated salt,and a saltunaffected interval 2018 Xinjiang Petroleum Geology.Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License收稿日期:2023-09
14、-29 修订日期:2023-10-10基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05046-03);陕西省教育厅科研计划项目(19JK0851);博士后面上基金(2019M663803)第一作者:罗丹婷(1994-),女,陕西咸阳人,博士研究生,沉积学及地质学,(Tel)18801338079(Email)通讯作者:邓超(1987-),男,江西武昌人,副教授,博士生导师,地震解释,(Tel)15210877145(Email)2024年新 疆 石 油 地 质盐下储集层中含有大量源于上覆盐岩层、膏盐层的固体或溶解状态氯盐。在构造挤压和成岩改造期,受上覆盐岩层和膏盐层的强塑性流动影响,盐下储集层的储
15、集空间能够最大程度保留下来,从而为大型油气藏提供良好的成藏条件1-3。盐下储集层的油气潜力巨大,已在加蓬盆地白垩系 Dentale 组和 Gamba组4、柴达木盆地新近系下干柴沟组5、库车坳陷白垩系巴什基奇克组6-9等盐下储集层中发现了丰富的油气滞留。然而,受上覆盐岩层的影响,盐下储集层中的氯盐含量高,制约了此类储集层的流体识别,进一步影响了有效储集层的发现,而盐下储集层氯盐分布模式剖析是这一研究的关键。库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组埋深普遍大于6 500 m,相继发现了KS2、KS5、KS8等一批超深、高压超高压、特低孔和特低渗的大中型气藏,预计天然气地质储量达万亿立方米,是塔里木盆
16、地的天然气主力产区9-11。自克拉苏盐下深层大气田勘探获得突破后,围绕复杂圈闭落实、储集层成因特征、成藏机理、构造改造作用等地质问题进行了研究3,6-9,12-17,对储集层测井评价,则聚焦于储集层应力影响校正、裂缝储集层的定性识别,基于地质工程一体化的测井新技术综合评价10-11,18-22。对大北克深井区盐下白垩系储集层的含盐特征与分布规律进行初步定性描述,但缺乏对其氯盐分布模式特征的识别标准23。本文参照前人研究成果,基于研究区岩心、扫描电镜、薄片、地层水分析资料及测井数据等,分析了库车坳陷巴什基奇克组储集层氯盐的分布模式,提出盐下储集层氯盐分布的顶渗、侧渗和局部封存 3种模式,高含盐量
17、、低电阻率并非水层的指示标志,总结了各模式的特征及测井响应识别。研究成果为精细识别深层盐下气层提供新思路。1 区域地质概况库车坳陷位于塔里木盆地北部,为典型的含盐前陆坳陷,北起北部单斜带,南至南部斜坡带,西到乌什凹陷,东抵阳霞凹陷,中夹克拉苏构造带、依奇克里克构造带、拜城凹陷和秋里塔格构造带(图1)。研究区克拉苏构造带发育于喜马拉雅运动期,属前陆冲断带,勘探面积为5 500 km2 7,13-15。克拉苏构造带钻遇地层自上而下为第四系,新近系库车组、康村组、吉迪克组,古近系苏维依组、库姆格列木群,白垩系巴什基奇克组、巴西改组和舒善河组。主要勘探目的层为巴什基奇克组,库姆格列木群膏盐岩地层是克拉
18、苏构造带白垩系优质的区域性盖层。盐下储集层受多期逆冲推覆挤压构造的控制,构造变形样式纵向上为不同幅度的断背斜、突发构造,呈叠瓦状排列1,9,15-17,24-25。2 储集层及含盐特征2.1 储集层特征通过对巴什基奇克组致密砂岩的薄片鉴定和全岩X射线衍射矿物分析,得到储集层砂岩类型及其碎屑矿物组成(图2),储集层主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,且以中细砂岩为主。石英含量为25.00%75.00%,平 均 为 55.07%;长 石 含 量 为图1 库车坳陷克拉苏构造带位置(a)及地层综合柱状剖面(b)Fig.1.(a)Location and(b)composite stratigraphic
19、 column of the Kelasu structural belt in the Kuqa depressionDo cuommentProcsCl:ocsmrPrPsocrP yan anMgeMgetgeYgelwgt wgtDwgDotwgtoDwgMBkDtBk BkD4Bk8BklBktDBktMBkDBkYBLDBL8BLM?()?o?s?o?y?:?m?:?Cl:?o?oCl:?ba?0 o uc南天山造山带from top to bottom.In an ideal lateral source pattern,there are several intervals a
20、ffected by oversaturated salt.In an ideal local sealing pattern,the reservoir includes a salt interval,a mudstone barrier,a saltunaffected interval with strongly compressed stress,a saltstress hybrid affected interval,and a saltstress unaffected interval.Keywords:Kuqa depression;deep stratum;Cretace
21、ous;subsalt reservoir;high temperature and high pressure;salt content;logging response;salt distribution pattern2第45卷 第1期罗丹婷,等:库车坳陷深层盐下白垩系储集层氯盐分布模式及意义20.00%50.00%,平均为25.42%,以钾长石为主;岩屑含量为 15.00%40.00%,平均为 19.47%。砂岩普遍含盐量较高,在多口井岩心表面局部可见大量白色颗粒状盐霜附着(图3)。盐霜成分以NaCl为主,通常称为岩盐。因盐霜在岩心表面局部出现,而非整体大面积连片附着,因此排除盐霜来源
22、钻井液的可能。DoocuuomuoentPretPoctPsCculo:yaMDomu:gentosgreentoCgocento gretoygocretoagreoctoMgoctooDooDooo图2 巴什基奇克组致密砂岩成分特征Fig.2.Compositional characteristics of the tight sandstone in the Bashijiqike formationb ba a2 cm2 cm2 cm2 cma褐色中砂岩,KS242井,6 542.73 m;b褐色中砂岩,表面见颗粒状盐霜析出,KS134井,7 620.47 m。图3 巴什基奇克组致密砂
23、岩岩心表面附着颗粒状盐Fig.3.Granular salt attached to the core surface of the tight sandstone from the Bashijiqike formation2.2 含盐地层中水的特征及氯盐赋存状态水的临界温度为374,临界压力为22.12 MPa,高于临界温度和临界压力的水为超临界水;低于临界温度和临界压力的水为亚临界水;压力和温度中一项达到或者超过水的临界点,另一项低于临界值的高温高压状态的水称为近临界水(图4a)。相比正常水,超临界水、亚临界水和近临界水的物理性质及化学性质均发生了显著变化,这种水在具有液体性质的同时,也
24、表现出类似气体的诸多性质,如黏度低、密度小、介电常数小、扩散系数高等26-29。通常,NaCl的溶解度随着水密度的增大而增大,在低密度范围内,其溶解度的增加并不显著;而在高密度范围内,其溶解度随密度的增加而大幅增加30。但在亚临界水或超临界水中,NaCl会因溶解度急剧下降而结晶析出29-31(图4b)。DDoDoDDcDDuDDmDDeDDnDDcDuDmDeDtPrsClor sr:CyCanCMangeangrYangelowBlcl erMangk?l erMangk?KClNlClNl SOcmb?rDeDoDDo DeoDDcDDuDD?rr(g)g oDD-o-oDor srtPr
25、sCleeDuecDDcDDmDDnDD8DDo DDDcDDoDDuDDmDDeDDnDD?r)r(g cm-uor src?r?or?c?r?or?D图4 亚/超临界水相图、无机盐溶解度和密度与温度的关系(据文献 25 和 28 修改)Fig.4.Sub/supercritical water phase diagram,solubility of inorganic salt vs.density,and density of inorganic salt vs.temperature(modified from Ref.25 and 28)库车坳陷盐下白垩系致密砂岩储集层具有超深(埋深
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