韓冰冰，張宵野，郭 晶

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司資料解釋評(píng)價(jià)中心，黑龍 江大慶 163411）

近年來(lái)，隨著松遼盆地北部深層天然氣勘探的深入，火山巖儲(chǔ)層的錄井評(píng)價(jià)技術(shù)逐漸形成，但由于鉆井新工藝、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致鉆速加快，巖屑結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，巖性的準(zhǔn)確定名困難。另外，松遼盆地北部深層火山巖雖廣泛發(fā)育，但其形成機(jī)制不甚相同，成藏條件多樣，氣水關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致在利用綜合錄井資料判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)及產(chǎn)能預(yù)測(cè)上仍存在難題，影響勘探成果認(rèn)識(shí)。

為了滿(mǎn)足勘探需求，本文以安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖儲(chǔ)層為例，在該區(qū)現(xiàn)有的火山巖勘探的宏觀(guān)成果指導(dǎo)下，對(duì)儲(chǔ)層巖性、物性及含氣性深入研究，形成一套火山巖儲(chǔ)層錄井精細(xì)評(píng)價(jià)方法。

1 巖性識(shí)別

火山巖巖性識(shí)別是儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖儲(chǔ)層巖性復(fù)雜多樣，發(fā)育熔巖、火山碎屑巖及過(guò)渡巖類(lèi)，錄井對(duì)于安達(dá)—宋站地區(qū)的火山巖巖性識(shí)別還僅停留在單井的火山巖發(fā)育特征上，對(duì)于各類(lèi)火山巖的區(qū)域分布規(guī)律、含氣特征及其與產(chǎn)能的關(guān)系還缺乏整體認(rèn)識(shí)。我們通過(guò)常規(guī)巖性識(shí)別方法與薄片鑒定、元素分析等方法相結(jié)合提高火山巖識(shí)別的準(zhǔn)確率，并從錄井角度出發(fā)，統(tǒng)計(jì)分析了安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖發(fā)育特征及產(chǎn)氣規(guī)律。

1.1 薄片鑒定和元素分析綜合應(yīng)用

火山巖薄片鑒定是將真實(shí)、新鮮的巖石樣品磨制成0.03mm厚的薄片，利用偏光顯微鏡對(duì)巖石薄片進(jìn)行礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及光學(xué)特性的測(cè)定進(jìn)行定名。

元素分析是應(yīng)用X射線(xiàn)熒光元素分析儀分析巖石中35種元素及氧化物的含量，其中包含常量元素及氧化物12種，微量元素21種，放射性元素2種。

依據(jù)火山巖由酸性到基性SiO2含量逐漸減少，且SiO2含量與MgO、FeO含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與K2O、Na2O含量呈正相關(guān)關(guān)系，利用曲線(xiàn)法，在宏觀(guān)上區(qū)分出巖性大類(lèi)[3]。在確定了火山巖類(lèi)型（酸性、中性、基性）以后，利用火山巖化學(xué)成分TAS分類(lèi)方法建立元素分析TAS圖版，實(shí)現(xiàn)火山巖定名，但圖版只是針對(duì)火山熔巖進(jìn)行劃分，對(duì)于火山碎屑巖只能確定其源巖的酸、中、基性。

薄片鑒定方法和元素分析方法識(shí)別巖性各具優(yōu)勢(shì)，元素分析方法能夠準(zhǔn)確測(cè)量巖石的“內(nèi)在”元素組成，操作簡(jiǎn)單、快捷，樣品分析數(shù)量大，但是元素分析在識(shí)別火山碎屑巖上還存在一定誤差；薄片鑒定方法能夠觀(guān)察巖石“外在”的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)巖性的準(zhǔn)確定名，但由于薄片制作相對(duì)繁瑣，樣品分析數(shù)量有限，無(wú)法像元素那樣大量普及分析；所以對(duì)于復(fù)雜巖性，需要兩種方法“內(nèi)外兼修”，依靠元素分析確定巖性變化井段及巖性大類(lèi)分類(lèi)，在各井段內(nèi)選取代表樣品進(jìn)行薄片鑒定，并與常規(guī)巖屑錄井結(jié)合使用能夠提高火山巖識(shí)別的準(zhǔn)確率。例如：SS10井2871.0～2945.0m元素分析SiO2含量明顯高于上、下井段，大約為69.65%～73.90%，K2O+Na2O含量為5.84%～8.48%，在巖性TAS分類(lèi)圖版上落在流紋巖區(qū)(圖1)，2900m、2932m薄 片鑒定均為流紋巖，綜合判斷該段巖性為流紋巖。

圖1 巖性定名TAS分類(lèi)圖版

1.2 安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖發(fā)育特性

通過(guò)研究安達(dá)—宋站地區(qū)的48口井的火山巖巖性發(fā)育情況發(fā)現(xiàn)，該區(qū)火山巖整體呈現(xiàn)東西兩側(cè)薄、中間厚的發(fā)育特征。北部以中基性火山巖為主，基性火山巖向中部逐漸減薄直至不發(fā)育，酸性火山巖主要發(fā)育在中部及南部。

該區(qū)共有34種火山巖見(jiàn)氣測(cè)顯示，包括酸性火山巖14種，中基性火山巖20種，巖性以熔巖為主。統(tǒng)計(jì)分析含氣火山巖綜合解釋結(jié)果及試氣情況（表1），氣層主要是流紋巖，差氣層有流紋巖、安山巖、玄武巖；氣水同層主要是酸性火山巖，埋藏較淺的酸性火山巖為該區(qū)有利儲(chǔ)層。

表1 安達(dá)—宋站地區(qū)含氣火山巖綜合解釋結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

綜上所述：北部安達(dá)凹陷主要發(fā)育中基性火山巖，地層埋藏較深，試氣產(chǎn)能相對(duì)較低，基本不產(chǎn)水，南部的宋站凸起地層埋藏淺，主要發(fā)育酸性火山巖，位于西南側(cè)的汪家屯和升平構(gòu)造試氣產(chǎn)能高，多為氣水同產(chǎn)，是本區(qū)最為有利的勘探區(qū)域。

2 儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)

2.1 物性

儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)是識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的關(guān)鍵，除了實(shí)物觀(guān)察和鉆時(shí)法評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性外，以往還利用功指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性，但其模型是建立在牙輪鉆頭破巖機(jī)理的基礎(chǔ)上，在PDC鉆頭使用時(shí)出現(xiàn)了較明顯的不適應(yīng)性。此次我們采用以能量守恒原理為基礎(chǔ)建立的基于機(jī)械比能的鉆頭破巖做功模型，它不受鉆頭類(lèi)型的限制，能較好地解決不同類(lèi)型鉆頭的做功模型不適應(yīng)性問(wèn)題。

機(jī)械比能模型公式[5]：

式中：Em——機(jī)械比能，kN；

W——鉆壓，kN；

n——轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速，r/min；

T——扭矩，kN·m；

v——鉆速，m/h；

dB——鉆頭直徑，mm。

公式中前半部分是在鉆壓作用下鉆頭破巖使地層產(chǎn)生裂紋破碎的垂向功，后半部分是在扭矩作用下使巖石從本體上切削下來(lái)的切向功，當(dāng)?shù)貙訌?qiáng)度降低，物性變好時(shí)，垂向功降低快而大，切向功降低慢而小，因此可利用垂向功和切向功的交匯來(lái)定性判斷地層物性的好壞。

同時(shí)還求取了機(jī)械比能基線(xiàn)，并以機(jī)械比能值與基值之比作為評(píng)價(jià)分析數(shù)據(jù)，機(jī)械比能比值越小，反映儲(chǔ)層物性越好，反之則越差。

2.2 含氣性

本區(qū)火山巖儲(chǔ)層為氣和水兩相流體，對(duì)儲(chǔ)層含氣性評(píng)價(jià)主要是利用綜合錄井工程參數(shù)對(duì)氣測(cè)參數(shù)進(jìn)行求取及校正。

在井底條件下，每鉆進(jìn)單位體積的巖石所得到的鉆井氣體積，叫地層含氣量。它是通過(guò)井底壓力和溫度換算地面體積，求出在地層內(nèi)的氣體濃度。計(jì)算公式為：

式中：B——?dú)怏w體積系數(shù)；

GT——鉆井液含氣量，%；

Q——鉆井液排量，m3/min；

T——鉆時(shí)，min/m；

D——鉆頭直徑，mm。

儲(chǔ)層地層含氣量越高，含氣性越好，反之則越差。但對(duì)于某一個(gè)儲(chǔ)層而言，可能見(jiàn)多層氣測(cè)顯示，且各個(gè)顯示有好壞差異，只選取最好的一層顯示計(jì)算地層含氣量并不能代表儲(chǔ)層整體的含氣性，因此需要將每一層氣測(cè)顯示對(duì)儲(chǔ)層的含氣貢獻(xiàn)進(jìn)行權(quán)重分析。通過(guò)上述公式能夠計(jì)算各顯示層的含氣總量，進(jìn)而得到儲(chǔ)層的平均地層含氣量。根據(jù)儲(chǔ)層平均地層含氣量與物性的關(guān)系，綜合評(píng)價(jià)儲(chǔ)層。

式中：h——?dú)鉁y(cè)顯示層厚度，m；

公司發(fā)布了2018年限制性股票激勵(lì)計(jì)劃（草案），擬以9.08元/股的價(jià)格，授予內(nèi)部員工的限制性3970萬(wàn)股，占總股本的0.87%。股權(quán)激勵(lì)計(jì)劃體現(xiàn)公司市場(chǎng)化改革的決心和對(duì)人才的重視，有利于調(diào)動(dòng)員工的積極性，提升公司業(yè)績(jī)。從盈利上看，除要求ROE和凈利潤(rùn)復(fù)合增長(zhǎng)率不低于同行業(yè)75分位公司外，四年間ROE分別不低于13.2%、13.5%、13.8%、14.0%，凈利潤(rùn)復(fù)合增長(zhǎng)率較2017年不低于11%。

n——見(jiàn)氣測(cè)顯示層數(shù)；

C平均——儲(chǔ)層平均地層含氣量，%；

H——儲(chǔ)層有效厚度，m；

WD——烴灌滿(mǎn)系數(shù)，%。

因此，對(duì)于同一儲(chǔ)層的多層氣測(cè)顯示而言，每層氣測(cè)顯示的地層含氣量權(quán)重系數(shù)相當(dāng)于這層氣測(cè)顯示對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層的烴灌滿(mǎn)系數(shù)。

2.3 錄井綜合解釋評(píng)價(jià)方法

通過(guò)對(duì)安達(dá)—宋站地區(qū)儲(chǔ)層物性、含氣性的研究，綜合應(yīng)用物性、含氣性評(píng)價(jià)方法，建立該區(qū)氣水層識(shí)別圖版及產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法。

（1）建立氣水層識(shí)別圖版。儲(chǔ)層平均地層含氣量代表了某一儲(chǔ)層的平均含氣性，那么同樣選取代表儲(chǔ)層平均物性的測(cè)井孔隙度，繪制平均地層含氣量與孔隙度解釋圖版（圖2），該圖版應(yīng)用了安達(dá)—宋站地區(qū)試氣的38口井64個(gè)層的參數(shù)。

圖2 安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖平均地層含氣量—孔隙度解釋圖版

圖3 產(chǎn)能預(yù)測(cè)圖版

產(chǎn)能預(yù)測(cè)圖版分兩部分，當(dāng)ΔCxsum＞1200時(shí)，產(chǎn)能滿(mǎn)足圖版左側(cè)乘冪曲線(xiàn)，當(dāng)ΔCxsum＞1200時(shí)，產(chǎn)能滿(mǎn)足圖版右側(cè)指數(shù)曲線(xiàn)。

3 應(yīng)用實(shí)例

將本文所建立的火山巖儲(chǔ)層錄井精細(xì)評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于安達(dá)—宋站地區(qū)的6口探井，解釋氣層2層，差氣層25層，氣水同層2層，含氣水層3層，對(duì)其中14層提出試氣建議，其中SS9井壓后獲得工業(yè)產(chǎn)能。

SS9井：SS9井55Ⅰ號(hào)層井段：3317.2～3380.4m，厚度：63.2m；55Ⅱ號(hào)層井段：3380.4～3398.0m，厚度：17.6m。通過(guò)薄片鑒定及元素分析值確定55Ⅰ號(hào)層巖性為流紋巖（圖4）。根據(jù)機(jī)械比能比值的變化及垂向功和切向功的交匯情況，將55Ⅰ、55Ⅱ號(hào)層劃分出三段物性相對(duì)較好的井段，即3319.4～3349.9m屬優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，3349.9～3362.3m、3388.6～3393.5m屬中等儲(chǔ)層（圖5）。

圖4 SS9井55I號(hào)層巖性識(shí)別

圖5 SS9井55I號(hào)層物性評(píng)價(jià)圖

55Ⅰ號(hào)層巖芯觀(guān)察孔洞裂縫發(fā)育，氣測(cè)顯示連續(xù)，全烴曲線(xiàn)形態(tài)呈厚層“箱”狀，整體含氣性及物性均好；55Ⅱ號(hào)層上部含氣性好，至下部物性好處氣測(cè)全烴值降低。在安達(dá)—宋站火山巖解釋圖版上，55Ⅰ、55Ⅱ號(hào)層分別落在氣區(qū)和氣水邊界處（圖2）。55Ⅰ、55Ⅱ號(hào)層綜合解釋分別為氣層、氣水同層。55Ⅰ號(hào)層預(yù)測(cè)產(chǎn)能13.5×104m3，試氣壓后日產(chǎn)氣15.8×104m3。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用薄片鑒定及元素分析技術(shù)與常規(guī)巖屑錄井相結(jié)合，能提高火山巖識(shí)別的準(zhǔn)確率；利用機(jī)械比能比值對(duì)火山巖儲(chǔ)層物性進(jìn)行評(píng)價(jià)，較好地解決了在PDC鉆頭下應(yīng)用綜合錄井參數(shù)連續(xù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性的難題；應(yīng)用儲(chǔ)層平均地層含氣量參數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含氣性，并建立安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖氣水層解釋圖版，較好地發(fā)揮了錄井解釋評(píng)價(jià)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，更好地滿(mǎn)足安達(dá)—宋站地區(qū)油氣勘探需求，這些方法不僅適用于安達(dá)—宋站地區(qū)火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，對(duì)于松遼盆地的其他地區(qū)火山巖儲(chǔ)層同樣具有借鑒意義。