萬 鈞

高清多邊界電阻率反演技術(shù)在南海東部巖性油藏開發(fā)中的應(yīng)用

萬 鈞

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067）

南海東部M巖性油藏的砂體厚度變化大，夾層分布的規(guī)律性差。在該油藏的水平井開發(fā)項(xiàng)目中，選用了PeriScope HD工具提供的高清多邊界電阻率反演探邊技術(shù)來指導(dǎo)水平井的地質(zhì)導(dǎo)向施工。多口井的實(shí)鉆結(jié)果顯示，該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)識別非均質(zhì)儲層中砂體的疊置關(guān)系、砂體和夾層的空間展布形態(tài)以及構(gòu)造傾角變化，軌跡得以按照要求精確控制，保證了地質(zhì)油藏目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，說明該技術(shù)在復(fù)雜巖性油藏的開發(fā)中起著關(guān)鍵的作用。

高清多邊界電阻率反演；巖性油藏；地質(zhì)導(dǎo)向；砂體展布形態(tài)

巖性油氣藏已成為我國各類油氣盆地增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域[1]，在珠江口盆地也存在巨大的潛力，至今已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)商業(yè)性或潛在商業(yè)性的巖性油氣藏[2]，主要存在于新生代以來的陸相沉積、古三角洲沉積、重力流沉積和碳酸鹽巖沉積環(huán)境中。古珠江和韓江三角洲沉積范圍是盆地內(nèi)巖性油氣藏發(fā)育的主要區(qū)帶，而且頻繁的海（湖）平面升降導(dǎo)致縱向上多期次巖性圈閉疊置分布，由此使得珠江口盆地內(nèi)巖性油氣藏儲層特征比較復(fù)雜，整體表現(xiàn)為小、散、薄，連通性較差，橫向物性變化快，非均質(zhì)性較強(qiáng)，砂體與不規(guī)則的鈣質(zhì)和泥質(zhì)夾層互層。上述特征在南海東部某油田M巖性油藏中體現(xiàn)的比較典型，本文針對M油藏水平井開發(fā)過程中儲層描述和地質(zhì)導(dǎo)向時(shí)存在的具體問題，提出了基于高清多邊界電阻率反演技術(shù)的解決方案。基于此方案，儲層描述精度得以有效提高，可準(zhǔn)確識別砂體形態(tài)及其尖滅點(diǎn)，不僅保證了水平段中有效儲層的鉆遇率，而且通過儲量更新和相關(guān)鉆采工藝的對應(yīng)優(yōu)化使得巖性油藏的開發(fā)效率得以最大化，同時(shí)希望該方案可為珠江口盆地內(nèi)相似巖性油氣藏的精準(zhǔn)開發(fā)提供指導(dǎo)。

1 M油藏特征

該油田內(nèi)共發(fā)育13個(gè)油藏，分布于新近系中新統(tǒng)珠江組和古近系漸新統(tǒng)珠海組，各自形成獨(dú)立的油水系統(tǒng)。多數(shù)油藏為背斜構(gòu)造自圈，主力油藏M在構(gòu)造主體部位受構(gòu)造控制，在構(gòu)造東部和東南部受巖性控制。M層厚約2.0～17.3 m，油層有效厚度1.4～10.8 m，測井解釋平均孔隙度為19.4%，滲透率為515.8 mD， 總體上屬于中孔、高滲透率儲集層。該層在油田主體部位物性變化不大，局部含鈣質(zhì)夾層及泥質(zhì)紋層，滲透性砂巖向東南方向逐漸減薄，呈現(xiàn)上傾尖滅的趨勢，儲層非均質(zhì)程度較強(qiáng)。

油區(qū)沉積相帶歸屬古珠江三角洲前緣—東沙隆起濱岸沉積體系，處于河流、波浪、潮流3種地質(zhì)應(yīng)力交互區(qū)。受3種水動力作用的影響，砂體發(fā)育特征比較復(fù)雜。M層砂體主要由兩期沉積砂體進(jìn)積疊置而成：第I期沉積以水下分流河道沉積為主，單期河道難以區(qū)分，主要為河道復(fù)合體；伴隨著沉積物源的不斷供給，以及沉積基準(zhǔn)面的相對上升，第II期沉積開始在水下分流河道末端發(fā)育多期河口壩沉積。

2 開發(fā)目標(biāo)和地質(zhì)導(dǎo)向難點(diǎn)

M層的開發(fā)項(xiàng)目始于2014年，包括17口水平井，水平段長度約400~800 m。在這個(gè)上傾尖滅型巖性油藏中，鄰井對比顯示儲層的橫向和縱向非均質(zhì)性較強(qiáng)，砂體厚度變化較大（0.5~5.6 m），井間儲層特征比較復(fù)雜。水下分流河道和河口壩沉積過渡帶砂體的多期疊置導(dǎo)致砂體空間展布特征復(fù)雜，存在砂體相對孤立、連通性差的可能性，而且泥質(zhì)和鈣質(zhì)夾層的厚度及其分布的規(guī)律性較差。

在水平井的地質(zhì)導(dǎo)向過程中，必須精確控制軌跡追蹤不規(guī)則發(fā)育的砂體，溝通孤立的多套砂體，盡力避開泥質(zhì)和鈣質(zhì)夾層，這樣才能為油藏的高效開發(fā)奠定基礎(chǔ)。由此可以看出，高效地質(zhì)導(dǎo)向的基礎(chǔ)是盡可能精確的儲層特征描述。當(dāng)前，巖性油氣藏中儲層描述的核心技術(shù)是高分辨率三維地震解釋和反演技術(shù)、高精度層序地層學(xué)分析技術(shù)以及包括成像和核磁共振等項(xiàng)目的常規(guī)測井技術(shù)[3]。該油田內(nèi)，在約束井有限的情況下，受地震和層序地層學(xué)資料的分辨率以及常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)探測深度的限制，井間儲層形態(tài)、內(nèi)幕特征、構(gòu)造傾角及砂體尖滅點(diǎn)的識別和預(yù)測精度還不能滿足油氣藏開發(fā)的要求。因此，為了高效完成開發(fā)目標(biāo)，必須選擇有針對性的技術(shù)及策略來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精細(xì)油藏描述，才能提高地質(zhì)導(dǎo)向效率，再綜合其他鉆采配套技術(shù)，在保證地層壓力充足的情況下盡力挖潛剩余油，才能將其開發(fā)效率提至最大化。

3 合理的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)及策略

針對M油藏水平井地質(zhì)導(dǎo)向目標(biāo)和難點(diǎn)，為提高地質(zhì)導(dǎo)向效率，必須在實(shí)時(shí)儲層描述的精度和軌跡控制的準(zhǔn)度兩個(gè)方面取得突破。實(shí)時(shí)儲層描述要能夠識別非均質(zhì)儲層中砂體的疊置關(guān)系、砂體和夾層的空間展布形態(tài)、內(nèi)幕流體特征及其尖滅點(diǎn)，以及構(gòu)造傾角變化。根據(jù)儲層描述結(jié)果，可以主動的調(diào)整軌跡追蹤不規(guī)則發(fā)育的砂體，溝通孤立的多套砂體，盡力避開泥質(zhì)和鈣質(zhì)夾層（圖1），從而增加泄油面積和提高采收率，此外也可以使得軌跡盡可能平滑，從而降低工程風(fēng)險(xiǎn)和提供鉆井效率。

圖1 地質(zhì)導(dǎo)向策略示意圖

針對本項(xiàng)目水平井開發(fā)的要求和難點(diǎn)，決策團(tuán)隊(duì)通過比較和分析，決定選用斯倫貝謝公司PeriScope HD工具提供的隨鉆高清多邊界電阻率探邊技術(shù)來指導(dǎo)開發(fā)水平井的地質(zhì)導(dǎo)向施工。PeriScope HD工具可提供伽馬和常規(guī)電阻率測量，而且通過兩個(gè)傾斜接收線圈可提供方向性測量數(shù)據(jù)，利用蒙特卡洛算法處理常規(guī)電阻率數(shù)據(jù)和方向性測量數(shù)據(jù)來反演地下地層模型。該反演是隨機(jī)的電阻率反演，無需用戶設(shè)定地層層數(shù)、厚度、電阻率值、傾角和各向異性等參數(shù)[4]，每2 s將分析數(shù)萬個(gè)模型并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最終提供描述地層模型的多個(gè)要素：地層層數(shù)、各層厚度及層內(nèi)的電阻率分布特征、地層傾角等。高清多邊界電阻率反演可探測井筒周圍20 ft范圍內(nèi)的地層電阻率變化，其探測深度與邊界兩側(cè)電阻率差異成正比。該技術(shù)在全球范圍的成功應(yīng)用證實(shí)其在多邊界復(fù)雜儲層描述方面的有效性，可通過遠(yuǎn)距離識別復(fù)雜環(huán)境中的儲層特征來優(yōu)化地質(zhì)導(dǎo)向效率。

該項(xiàng)目也同時(shí)選用多功能隨鉆地層評價(jià)工具EcoScope提供常規(guī)的伽馬、電阻率、密度和中子孔隙度等參數(shù)來評價(jià)儲層物性。綜合兩條工具提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可有效地描述井筒周圍20 ft范圍內(nèi)砂體空間展布形態(tài)、流體分布特征和構(gòu)造傾角等信息，為本區(qū)地質(zhì)導(dǎo)向效率的優(yōu)化提供關(guān)鍵的支持。

4 實(shí)例分析

在鉆前分析階段，根據(jù)鄰井資料模擬了目標(biāo)儲層中PeriScope HD多邊界探測技術(shù)的適用性和可行性。模擬結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果，由此預(yù)測該技術(shù)在實(shí)鉆過程中能有針對性地精細(xì)描述目標(biāo)儲層，高效指導(dǎo)地質(zhì)導(dǎo)向?qū)崟r(shí)決策過程。模擬結(jié)果顯示，針對鄰井揭示的復(fù)雜儲層，多邊界探測技術(shù)可同時(shí)反演出多個(gè)關(guān)鍵界面（4~5），而且可顯示多層（>3）內(nèi)的電阻率分布特征，探測深度最遠(yuǎn)達(dá)15 ft，由此也可說明多邊界探測技術(shù)有助于遠(yuǎn)距離探測和識別不連續(xù)、孤立砂體。

在應(yīng)用PeriScope HD的第一口水平井中，當(dāng)軌跡進(jìn)入鈣質(zhì)層下方的泥質(zhì)砂巖層中后，多邊界探測技術(shù)在縱向上同時(shí)反演出4個(gè)邊界和5個(gè)薄層，確認(rèn)在當(dāng)前泥質(zhì)砂巖下存在1 m厚的泥巖層和較厚的高阻層。據(jù)此決定緩慢下探進(jìn)入反演出的高阻層，確認(rèn)該高阻層是優(yōu)質(zhì)砂巖儲層之后，平穩(wěn)著陸于其中。之后在該優(yōu)質(zhì)儲層內(nèi)完成近400 m進(jìn)尺，滿足地質(zhì)油藏要求（圖2）。在該井中，PeriScope HD遠(yuǎn)距離確認(rèn)了優(yōu)質(zhì)儲層厚度在橫向上存在變化，而且物性在縱向上存在非均質(zhì)性，實(shí)鉆過程中通過精細(xì)調(diào)整井斜分別靠近優(yōu)質(zhì)儲層的頂?shù)捉缑骝?yàn)證了該非均質(zhì)性。該井初產(chǎn)油量達(dá)2 300桶/天，超出設(shè)計(jì)15%。

基于該技術(shù)在第一口井的成功應(yīng)用，該油藏高效開發(fā)的序幕由此拉開。在后續(xù)的多口水平井中，針對同一儲層開發(fā)中的不同難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，PeriScope HD多邊界探測技術(shù)均有效應(yīng)對、加以控制，保證了該開發(fā)項(xiàng)目的高效、順利實(shí)施。

圖2 基于多邊界探邊反演的水平井地質(zhì)導(dǎo)向模型圖

5 結(jié)束語

PeriScope HD提供的高清多邊界探測技術(shù)展現(xiàn)的遠(yuǎn)距離識別巖性油藏中薄互層復(fù)雜儲層特征的優(yōu)勢，可用于有效優(yōu)化地質(zhì)導(dǎo)向效率并降低鉆井相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。此外，該技術(shù)提供的信息也有助于細(xì)化地質(zhì)油藏模型和深化對儲層的認(rèn)識，據(jù)此指導(dǎo)深入開發(fā)計(jì)劃的制定。

［1］陶士振，袁選俊，侯連華，等. 中國巖性油氣藏區(qū)帶類型、地質(zhì)特征與勘探領(lǐng)域[J]. 石油勘探與開發(fā)，2016，43（6）： 863-872．

［2］丁琳，杜家元，張向濤，等．珠江口盆地巖性油氣藏類型及形成條件——以惠西南地區(qū)中新統(tǒng)珠江組為例[J]. 海相油氣地質(zhì)，2017，22（2）：67-72.

［3］王西文，劉全新，呂煥通，等．儲集層預(yù)測技術(shù)在巖性油氣藏勘探開發(fā)中的應(yīng)用[J]. 石油勘探與開發(fā)，2006，33（2）：189-193．

［4］Al-Ajmi S A, Pattnaik C , Al-Dawood A E,et al. Geosteering through Challenging Fractured Limestone Reservoir becomes Achievable Utilizing High Definition Multi-layer Boundary Mapping Service – A Case Study from a Deep Gas Reservoir[C]. SPE Kuwait Oil and Gas Show and Conference, 2015.

Application of High-definition Multilayer Resistivity Inversion Technology for Lithological Reservoir Development in Eastern South China Sea

（CNOOC Shenzhen Branch, Guangdong Shenzhen 518067, China）

In Eastern South China Sea, lithological reservoir M consists of sand zones with variable thickness and interbeds irregular distribution. During the development of project with the horizontal wells, PeriScope HD tool was employed to provide the high-definition multilayer resistivity inversion technology. This stochastic inversion can help optimize the geosteering efficiency. The actual drilling results indicated the value of this technology with the ability to remotely identify the superposition of the multi-phase heterogeneous sand bodies, the distribution of sand body and interbeds, as well as the structural dip. Accordingly, the horizontal trajectories were precisely controlledaccording to requirements to efficiently achieve the geological and reservoir objectives of this project. Therefore, this technology is critical and valuable for the successful development of complex lithological reservoirs.

high-definition multilayer resistivity inversion; lithological reservoir; geosteering; distribution of sand body

2020-01-19

萬鈞（1984-），男，工程師，碩士，江西新余人，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），現(xiàn)從事油氣田開發(fā)地質(zhì)研究工作。

TE321

A

1004-0935（2020）05-0588-03