張鳳生, 隋秀英, 房國慶, 段朝偉, 劉春雷, 姚亞彬

(1.中國石油集團測井有限公司油氣評價中心, 陜西 西安 710021;2.中國石油青海油田公司采油五廠, 甘肅 敦煌 736202)

0 引 言

英東油田是盆內(nèi)晚期構(gòu)造復式成藏模式,構(gòu)造多期推覆疊加,具有構(gòu)造復雜、埋藏淺、含油氣井段長、儲層非均質(zhì)性強,縱向上存在多個油氣水動力系統(tǒng),油氣水混儲的特點。眾多學者對英東油田儲層特征[1-4]、油氣成藏機理[5-6]、構(gòu)造特征[7-10]等進行了較為詳細地研究,但對于英東油田儲層及流體識別技術研究尚少。實踐證明,常規(guī)儲層及流體識別方法對英東油田復雜儲層流體進行識別時容易出現(xiàn)誤判,主要表現(xiàn)在3個方面:①存在儲層漏劃現(xiàn)象;②高電阻率層產(chǎn)水、低電阻率層產(chǎn)油氣的情況普遍存在;③油層、氣層電性特征相似,識別難度大,為油層、氣層精細開發(fā)帶來困難。本文通過常規(guī)測井資料、氣測錄井資料等多種方法相結(jié)合,在分析該區(qū)儲層流體識別難點和影響因素基礎上,建立了復雜斷塊長井段薄互層儲層及流體識別技術,在實踐中取得了較好的應用效果。

圖1 ×1井測井解釋成果圖*非法定計量單位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同

1 儲層基本特征

2 儲層流體性質(zhì)識別難點及影響因素

2.1 儲層流體性質(zhì)判別難點

英東油田存在高電阻率水層及低電阻率油氣層,主要表現(xiàn)為油氣層深探測電阻率絕對值較低或油氣層電阻率明顯低于圍巖電阻率,水層深感應電阻率絕對值較高(高達9 Ω·m)或水層電阻率明顯高于圍巖電阻率,這種特殊油氣水層的識別比較困難。英東油田由于斷裂發(fā)育,油氣混儲,油層、氣層、油氣同層都有發(fā)育,三者電阻率曲線一般都比較飽滿,與三孔隙度曲線呈“鏡像”特征,曲線差異小,常規(guī)曲線準確劃分油層、油氣同層、氣層比較困難。

圖1為×1井測井解釋成果圖。該井137號層電阻率高于圍巖,深側(cè)向電阻率為19.8 Ω·m,深感應電阻率為6.3 Ω·m,該層試油,日產(chǎn)水4.2 m3。143號層深側(cè)向電阻率為5.46 Ω·m,深感應電阻率為3.99 Ω·m。該層試氣,日產(chǎn)氣47 817 m3。從測井結(jié)果看,電阻率高的儲層綜合含水反而上升,與常規(guī)砂巖儲層含油性和電性關系明顯不一致。

2.2 影響儲層流體性質(zhì)判別的因素

2.2.1 巖性影響

2.2.2 物性影響

2.2.3 孔隙結(jié)構(gòu)的影響

英東油田孔隙喉道以中、細喉道為主,分選好,孔隙連通性好,孔隙結(jié)構(gòu)類型屬大孔隙、中細喉道型(見圖3),孔隙結(jié)構(gòu)對儲層流體性質(zhì)判別影響不大。

圖3 英東油田儲層孔隙類型圖版

3 英東油田復雜流體識別方法

通過開展英東油田復雜流體成因分析,基于儲層敏感曲線,建立了自然電位—井徑重疊法識別有效儲層。在儲層識別基礎上,利用分步法識別儲層流體,首先利用感應側(cè)向電阻率比值區(qū)分油氣層與水層,再結(jié)合氣測輕重組分比值對油氣層精細劃分。

3.1 儲層快速劃分

英東油田井段長,薄互層發(fā)育,含油氣井段長1 200 m左右,縱向小層可達200個左右,單層厚度0.5～3 m,測井解釋中經(jīng)常出現(xiàn)漏劃儲層的現(xiàn)象。英東油田儲層段一般自然電位負異常,自然伽馬低值,井徑縮徑。該區(qū)井徑對薄層反映敏感,自然電位能較好地反映儲層的滲透性,而受地層中鈾元素的影響,部分儲層段自然伽馬為高值,造成漏劃儲層?；谝陨险J識,提出井徑與自然電位曲線重疊法快速識別儲層,該方法將井徑與自然電位反刻度置于同一曲線道中,適當調(diào)整2條曲線的左右刻度,使之在泥巖段重合,根據(jù)2條曲線的重疊特征進行儲層快速劃分。

圖4為×3井測井解釋成果圖。從圖4可見,井徑與自然電位曲線的重疊會在儲層段顯現(xiàn)典型的鏡像特征,其包絡面積的大小與儲層的物性密切相關,儲層物性越好,包絡面積越大。

圖4 ×3井測井解釋成果圖

3.2 油氣層與水層的識別

英東油田電阻率值受巖性和物性的影響,電阻率的高低不能很好地反映流體性質(zhì),使得該區(qū)存在高電阻率產(chǎn)水和低電阻率產(chǎn)油氣的現(xiàn)象。英東油田無論探井還是開發(fā)井,均測有陣列感應和雙側(cè)向電阻率曲線,通過該區(qū)試油試采資料分析,發(fā)現(xiàn)儲層流體性質(zhì)與感應電阻率和側(cè)向電阻率的比值相關性較好,這種規(guī)律是由感應和側(cè)向測井的測量機理不同造成的。

由側(cè)向與感應測井電阻率的測量機理分析(見圖5),雙側(cè)向測井采用聚焦電流方式測量地層徑向電阻率,實際測量電阻率為沖洗帶、侵入帶與原狀地層電阻率等效串聯(lián)電路,測量電阻率受相對高電阻率影響大,在油層段時測量為相對高電阻率值

RLLd=Rxo+Ri+Rt

(1)

感應測井采用線圈式電磁感應原理測量地層電性,實際測量電阻率為為沖洗帶、侵入帶與原狀地層電阻率等效并聯(lián)電路,測量電阻率受低電阻率影響大,對低電阻率更敏感,在水層段時測量為相對低電阻率值[11-12]

(2)

式中,RLLd為雙側(cè)向測井電阻率,Ω·m;RILd為感應測井電阻率,Ω·m;Rxo為沖洗帶電阻率,Ω·m;Ri為侵入帶電阻率,Ω·m;Rt為原狀地層電阻率,Ω·m。

由等效串并聯(lián)電路原理,油層段感應電阻率與側(cè)向電阻率接近,水層段感應電阻率小于側(cè)向電阻率。通過綜合分析英東地區(qū)單層試油結(jié)果,根據(jù)2種電阻率不同測量原理,提出感應側(cè)向比(RILd/RLLd)與側(cè)向感應比(RLLd/RILd)重疊法識別油氣層與水層,該方法消除了巖性及物性對電阻率影響,不僅能準確區(qū)分常規(guī)油氣水層,而且對高電阻率水層與低電阻率油氣層的區(qū)分效果良好。由感應側(cè)向比(RILd/RLLd)與側(cè)向感應比(RLLd/RILd)交會圖可以看出(見圖5),油氣層感應側(cè)向比大于0.42,水層感應側(cè)向比小于0.42。

圖5 導電模型與電阻率比值交會圖

圖6 ×4測井解釋成果圖

圖6為×4井測井解釋成果圖。該井78號層深側(cè)向電阻率為6.6 Ω·m,深感應電阻率為3.7 Ω·m,感應側(cè)向比為0.56,綜合解釋為油層,該層試油,日產(chǎn)油7.98 m3。88號層深探測電阻率高于圍巖,深側(cè)向電阻率為5.3 Ω·m,深感應電阻率為2.0 Ω·m,感應側(cè)向比為0.38,綜合解釋為水層。該層試油,日產(chǎn)水3.12 m3。

3.3 油層與氣層的識別

油氣區(qū)分的常用方法是基于補償中子挖掘效應的識別法[13-14],補償中子挖掘效應方法認為氣層補償中子孔隙度降低,而聲波和密度的視孔隙度會升高,利用中子孔隙度和密度或聲波孔隙度的差值或比值可以識別氣層。但是,泥質(zhì)含量的高低,井徑擴徑,儲層巖屑成分等都會影響三孔隙度曲線,減弱測井曲線對含氣的響應特征,氣層準確識別困難。

氣測錄井是一種通過直接測量地層中天然氣的組成成分和成分含量來勘探油氣藏的地球化學測井方法,其測量資料對油氣層的識別效果良好[15-16]。通過總結(jié)國內(nèi)外各種氣測識別油氣方法,分析其優(yōu)缺點及在英東地區(qū)的適用性,提出輕重組分比區(qū)分油層和氣層,該方法在英東地區(qū)使用效果良好。英東地區(qū)氣測曲線主要為C1、C2、C3、IC4、NC4、IC5、NC5及全烴曲線,該方法用輕烴(C1)與重烴(C2+C3+IC4+NC4+IC5+NC5)比值識別油氣層,輕重組分比=C1/(C2+C3+IC4+NC4+IC5+NC5),重輕組分比=(C2+C3+IC4+NC4+IC5+NC5)/C1。由輕重組分比與重輕組分比交會圖(見圖7)可以看出氣層輕重組分比大于9.1,油氣同層輕重組分比介于7.2～9.1之間,油層的輕重組分比小于7.2。

圖7 輕重組分比與重輕組分比交會圖

圖8為×5井用輕重組分比區(qū)分油氣的實例。該井202號層聲波時差為262.70 μs/m,補償中子為18.65%,補償密度為2.50 g/m3,深感應電阻率為2.69 Ω·m,輕重組分比為5.26,綜合解釋為油層。該層試油,壓裂后日產(chǎn)油19.92 m3。217號層聲波時差為276.78 μs/m,補償中子為16.74%,補償密度為2.38 g/m3,深感應電阻率為3.99 Ω·m,輕重組分比為10.70,綜合解釋為氣層。該層試氣,日產(chǎn)氣14 952 m3。該井231、232、234號層聲波時差平均為271.08 μs/m,補償中子為17.49%,補償密度為2.41 g/m3,深感應電阻率為5.61 Ω·m,輕重組分比為8.44,均解釋為油氣同層。3層合試,壓裂后日產(chǎn)氣20 688 m3,日產(chǎn)油4.49 m3。

圖8 ×5井測井解釋成果圖

圖9 ×6井測井解釋成果圖

4 應用實例

英東油田流體識別技術在新井解釋及老井復查中取得了較好的應用效果,油藏開發(fā)井解釋符合率達到了90%,基本解決了復雜斷塊長井段薄互層儲層及流體識別難題。

圖9為×6井測井綜合解釋成果圖。從圖9可以看出,儲層段井徑與自然電位呈明顯鏡像特征,43號層聲波時差為362.70 μs/m,補償中子為20.65%,補償密度為2.36 g/m3,深感應電阻率為1.62 Ω·m,感應側(cè)向比為0.39,綜合解釋為水層。該層試油,日產(chǎn)水3.1 m3;93號層聲波時差為399.59 μs/m,補償中子為19.48%,補償密度為2.39 g/m3,深感應電阻率為5.08 Ω·m,感應側(cè)向比為0.91,輕重組分比平均為12.7,綜合解釋為氣層。該層試氣,日產(chǎn)氣29 032 m3;139號層聲波時差為339.45 μs/m,補償中子為21.84%,補償密度為2.30 g/m3,深感應電阻率為5.95 Ω·m,感應側(cè)向比為0.95,輕重組分比平均為4.39,綜合解釋為油層。該層試油,日產(chǎn)油7.88 m3。

5 結(jié) 論

(1) 英東油田為縱向疊置復雜斷塊油氣藏,油氣水混儲,且存在高電阻率水層及低電阻率油氣層,流體的識別難度大。

(2) 英東油田井段長,薄互層發(fā)育,通過井徑與自然電位曲線重疊法快速識別儲層,極大地提高了儲層劃分的精度。

(3) 針對英東地區(qū)高電阻率水層及低電阻率油氣層識別困難的問題,基于感應側(cè)向比重疊、輕重組分比值法,分步識別流體性質(zhì),提高了測井解釋符合率。

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