劉永華 倪朋勃 黃小剛

(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司)

0 引 言

隨著西湖凹陷勘探開發(fā)的不斷深入，發(fā)現(xiàn)了一批低孔低滲致密氣藏，如何對氣層進(jìn)行有效的識別，是勘探開發(fā)面臨的關(guān)鍵性問題。錄井是識別油氣快速有效的技術(shù)，但由于此類儲層物性差、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非均質(zhì)性強、氣水關(guān)系復(fù)雜，影響了錄井的響應(yīng)規(guī)律，增加了氣層錄井解釋評價的難度[1]，錄井解釋符合率降至70%。為了適應(yīng)新的勘探開發(fā)進(jìn)程，必須及時地對已發(fā)現(xiàn)氣藏的錄井資料進(jìn)行總結(jié)和分析，建立適用于西湖凹陷低孔低滲致密氣藏識別的錄井綜合解釋評價技術(shù)系列。

針對西湖凹陷低孔低滲致密氣藏在錄井識別與評價過程中遇到的難點，在常規(guī)錄井的基礎(chǔ)上，還開展了三維定量熒光錄井、X射線衍射全巖錄井(以下簡稱衍射錄井)等專項錄井技術(shù)，對西湖凹陷已鉆井的錄井資料綜合研究，明確儲層物性、巖性、含油氣性與錄井響應(yīng)特征的關(guān)系，建立錄井資料綜合評價技術(shù)體系。本文以西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶已鉆15口探井的平湖組氣測錄井、三維定量熒光、衍射錄井等錄井資料為基礎(chǔ)，利用其對儲層的巖性、物性、含油氣性的指示特征，建立相應(yīng)解釋圖板及評價標(biāo)準(zhǔn)。在原有的評價圖板中，對水干層往往難以區(qū)分，為此，根據(jù)該區(qū)域氣層顯示特征，結(jié)合衍射錄井中黏土礦物的數(shù)據(jù)特征，對解釋圖板進(jìn)行了完善，使錄井技術(shù)在勘探開發(fā)中更具有針對性和實效性。

1 西湖凹陷氣層顯示特征

西湖凹陷是東海陸架盆地的一個次級構(gòu)造單元，目前該凹陷的油氣勘探在層系上主要集中于始新統(tǒng)平湖組和漸新統(tǒng)花港組，并在這兩個層系獲得了多層次工業(yè)性氣流[2-3]。近年來，在中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶和西次凹地區(qū)，始新統(tǒng)平湖組和漸新統(tǒng)花港組均發(fā)現(xiàn)了范圍廣、厚度大的低孔低滲儲層[4-5]，其孔隙度多在15%以下，滲透率一般小于10 mD，發(fā)育深度多位于3 500 m以下。與常規(guī)儲層相比，低孔低滲儲層成因機理復(fù)雜，孔隙度較小，流體含量低，使儲層流體對電性的響應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)儲層。

因此，在低孔低滲儲層中測井資料受儲層巖性、地層水性質(zhì)和物性的影響較大，使用常規(guī)測井手段難以準(zhǔn)確識別低孔低滲復(fù)雜油氣層。

由于氣測錄井所獲取的是地下地層含油氣性的直接信息，不受儲層巖性、物性的影響，在低孔低滲儲層的油氣識別中具有優(yōu)勢。西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組氣層特征主要有：(1)儲層空間小導(dǎo)致含油氣豐度低，氣測值相對上部儲層異常不明顯[6-7]；(2)氣測錄井烴組分含量以甲烷為主，重組分較低；(3)儲層埋藏較深，物性以中低孔低滲為主，低滲氣藏占比較大，且儲層非均質(zhì)性強，橫向變化快。

2 錄井資料及其應(yīng)用

錄井資料綜合解釋是指以錄井資料為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)、分析化驗、鉆井、測井等相關(guān)信息通過綜合分析，判斷儲層的巖性、物性及含油性之間的相關(guān)關(guān)系。下面主要介紹以氣測錄井資料、三維定量熒光錄井資料實現(xiàn)儲層的含油氣性評價，以衍射錄井資料有效實現(xiàn)定性評價儲層物性的方法。

2.1 氣測錄井資料

氣測錄井?dāng)?shù)據(jù)是評價天然氣藏最重要的錄井資料，氣測值的大小及其變化趨勢可以直接反映儲層的含油氣豐度[8]。氣測錄井資料在評價儲層含油氣豐度的同時，亦可進(jìn)行凝析氣層和氣層的識別，其解釋圖板有多種，包括皮克斯勒圖板、烴三角形圖板、氣體比率法(輕中烴比圖板、輕重?zé)N比圖板、重中烴比圖板)等[9-10]。由于本文研究井區(qū)所鉆層位為西湖凹陷平湖組，其流體性質(zhì)經(jīng)取樣、測試證實主要為氣層，其他樣點太少，且具有類似的多解性。由此，下文中流體性質(zhì)解釋主要針對氣層進(jìn)行解釋。

2.1.1 氣測全烴值評價

氣測全烴(Tg)是錄井唯一連續(xù)性測量的一項含油氣參數(shù)。全烴曲線幅度的高低、形態(tài)變化,均富含儲層油氣水、地層壓力及地層物性等信息。全烴值在一定程度上可以定量評價含油氣豐度，全烴值曲線形態(tài)特征可以定性評價地層能量高低[11]。全烴值越高，表明儲層含油氣豐度越高，越有可能獲得高產(chǎn)油氣流。

通常氣層的氣測全烴值曲線比較飽滿，且出峰厚度略大于儲層厚度，差氣層的氣測全烴值曲線欠飽滿，呈尖峰狀，出峰厚度略低于儲層厚度，氣測全烴值曲線急劇下降往往是氣水界面的出現(xiàn)造成的。

2.1.2 氣測異常幅度評價流體性質(zhì)

根據(jù)西湖凹陷氣測錄井顯示特征，選取甲烷(C1)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，引入“甲烷異常倍數(shù)(BC1)”，選取儲層上部泥巖蓋層的穩(wěn)定甲烷檢測值為基值(C1B)，以儲層內(nèi)甲烷檢測值的最大值為峰值(C1max)，用峰值除以基值可求出BC1，即：BC1=C1max/C1B[12]。BC1可有效反映氣測烴組分中甲烷絕對含量變化幅度的大小，因此可作為判斷油氣水層的一項重要參數(shù)[8]。

BC1反映的是異常層段內(nèi)烴類氣體含量與上覆蓋層中烴類氣體的變化倍數(shù)，是儲層和蓋層特征的綜合反映，而且BC1在實際儲層評價中更容易進(jìn)行量化考核。因此，本文選用BC1作為評價儲層含油氣豐度的主要參數(shù)，結(jié)合Tg、C1，通過對該區(qū)域錄井資料、測井資料、測試資料及試油資料對比分析，建立了西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組氣測錄井解釋評價標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

表1 平湖組氣測錄井解釋評價標(biāo)準(zhǔn)

2.2 三維定量熒光錄井資料

三維定量熒光錄井資料解釋主要采用的參數(shù)為熒

光波長、熒光強度、含油濃度、對比級別和油性指數(shù)。其中：熒光波長常用參數(shù)為最佳激發(fā)波長和最佳發(fā)射波長，反映原油中不同烴類物質(zhì)的出峰位置；熒光強度為原油中的熒光物質(zhì)所發(fā)射熒光的強弱，反映的是被測樣品中熒光物質(zhì)的多少；含油濃度是指單位樣品中熒光物質(zhì)的含油濃度，其反映被測樣品中的含油氣豐度；對比級別是指單位樣品中熒光物質(zhì)所對應(yīng)的熒光系列對比級別，反映巖石樣品中含油量多少；油性指數(shù)是指代表中質(zhì)油成分的最大熒光峰的強度值與代表輕質(zhì)油成分的最大熒光峰的強度值之比，反映的是原油的輕重。

2.2.1 油質(zhì)評價

三維定量熒光譜圖上的熒光最佳激發(fā)波長和最佳發(fā)射波長可以反映不同油質(zhì)的差異[13]。為了建立有效的油質(zhì)識別方法，根據(jù)西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶已鉆15口探井的三維定量熒光數(shù)據(jù)最佳激發(fā)波長和最佳發(fā)射波長，建立了西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組油質(zhì)類型三維定量熒光識別標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

表2 平湖組油質(zhì)三維定量熒光識別標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2 流體性質(zhì)評價

對西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶已鉆15口探井的始新統(tǒng)平湖組三維定量熒光資料進(jìn)行總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)不同流體性質(zhì)的含油濃度、對比級別與油性指數(shù)不同，這些參數(shù)可以較好地定量區(qū)分氣層與水層，同時參考測井資料、模塊式地層測試儀資料、地層測試及取樣等資料的結(jié)論，建立三維定量熒光解釋評價標(biāo)準(zhǔn)，可用于區(qū)分西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組氣層、干層、水層(表3)。

表3 平湖組流體性質(zhì)三維定量熒光解釋評價標(biāo)準(zhǔn)

2.3 衍射錄井資料

對于錄井資料而言，物性評價通常采用核磁共振技術(shù)來進(jìn)行，但是由于優(yōu)快鉆井工藝的實施，PDC鉆頭

造成巖屑呈粉末狀，不符合核磁共振技術(shù)測量的條件[14]。為了解決細(xì)碎巖屑的巖性識別以及儲層物性的定性評價問題，引入了衍射錄井技術(shù)，該技術(shù)主要分析巖石中所含礦物成分及其相對含量，通過特征指示性礦物含量的變化，進(jìn)行巖性識別，為現(xiàn)場巖性識別及物性評價提供了有力支持。

2.3.1 巖性識別

由于鉆井工藝的原因造成巖屑細(xì)小、代表性差、識別難、巖屑中礦物成分含量難以確定，對巖性的識別有很大的影響。而衍射錄井技術(shù)可以直接分析樣品的礦物成分及含量[15]，依據(jù)礦物組成及含量可以輔助識別巖性?？偨Y(jié)西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶已鉆15口探井的平湖組衍射錄井?dāng)?shù)據(jù)，根據(jù)地層巖性特征，建立西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組巖性識別標(biāo)準(zhǔn)(表4)。

表4 平湖組衍射錄井技術(shù)巖性識別標(biāo)準(zhǔn)

2.3.2 流體性質(zhì)評價

在相鄰井間或相鄰層間，其他條件都接近時，膠結(jié)物類型和含量是決定儲層物性最重要的因素。通常地層黏土礦物含量增加會引起孔隙度、滲透率及單位巖石含烴量的降低，從而導(dǎo)致氣測值含烴總量等相應(yīng)下降[16]。因此，應(yīng)用衍射錄井?dāng)?shù)據(jù)分析黏土礦物含量變化，將黏土礦物含量與氣測資料相結(jié)合，進(jìn)行相關(guān)分析，可以為錄井資料解釋提供依據(jù)，進(jìn)而區(qū)分評價儲層流體性質(zhì)。

西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組儲層由于其低孔低滲的原因造成氣層、差氣層、干層和水層區(qū)分困難。利用衍射錄井資料中的黏土礦物含量表征儲層物性，氣測資料中BC1表征儲層含氣豐度能夠較好地區(qū)分氣層、差氣層、干層和水層，可提高解釋符合率。通過對西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組15口探井中共67層儲層(其中：氣層18層、差氣層17層、含氣水層11層、干層12層、水層9層)的氣測資料中BC1和衍射錄井中黏土礦物含量統(tǒng)計分析，得到西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板，如圖1所示。

圖1 西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板

2.4 錄井資料的綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)

錄井資料在解釋評價中的作用主要體現(xiàn)在含油氣性和物性兩大方面，因而在綜合評價中多以這兩類參數(shù)為基礎(chǔ)建立綜合解釋方法。對參數(shù)和方法的選擇遵循儲層評價的基本原則，在分析過程中充分利用各特征參數(shù)，綜合分析。

結(jié)合西湖凹陷現(xiàn)有的氣測錄井、三維定量熒光錄井、衍射錄井、隨鉆測井電阻率等資料，將地質(zhì)因素和測井資料綜合起來，創(chuàng)新錄井解釋評價方法，完善了綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)(表5)。該評價標(biāo)準(zhǔn)較好地區(qū)分了氣層、差氣層、含氣水層、干層、水層，在提高錄井解釋符合率的同時，也為下一步的勘探開發(fā)作業(yè)決策、鉆后評價等提供了依據(jù)。

表5 西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井資料綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)

3 實例分析

利用西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井綜合解釋圖板(圖1)及解釋標(biāo)準(zhǔn)(表5)，對西湖凹陷新鉆6口探井中平湖組50層儲層進(jìn)行錄井資料綜合解釋評價。結(jié)果表明：解釋結(jié)論與測試、取樣結(jié)論驗證，45層結(jié)論相符合，解釋符合率達(dá)90%。應(yīng)用表明，新建立的西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井綜合解釋圖板(圖1)及標(biāo)準(zhǔn)(表5)具有較好的應(yīng)用效果，可以為現(xiàn)場快速評價流體性質(zhì)提供可靠的依據(jù)。

以西湖凹陷N 1井平湖組某層為例，為方便敘述，將該井4 425～4 435 m井段定為①號儲層， 4 448～4 469 m井段定為②號儲層，4 469～4 475 m井段定為③號儲層， 4 475～4 505 m井段定為④號儲層，4 505～4 524 m井段定為⑤號儲層(圖2)。

圖2 西湖凹陷N 1井平湖組某層錄井綜合解釋成果

①號儲層：儲層巖性為細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，顏色為淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細(xì)粒為主，部分粉粒，泥質(zhì)膠結(jié)，較致密。氣測絕對值較低，Tg為0.76%，C1值為0.48%，BC1為1.1倍，油性指數(shù)為1.01，電阻率為18.6 Ω·m，黏土礦物含量為23%。根據(jù)西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板及綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)，錄井綜合解釋為干層(圖1，表5)。與測井解釋結(jié)論一致。

②號儲層：儲層巖性為細(xì)砂巖夾雜泥質(zhì)粉砂巖，顏色為淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細(xì)粒為主，部分粉粒，泥質(zhì)膠結(jié)，較致密。氣測絕對值較高，Tg為5.75%，C1值為4.62%，BC1為8倍，油性指數(shù)為1.11，電阻率為34.3 Ω·m，黏土礦物含量平均為17%。根據(jù)西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板及綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)，錄井綜合解釋為差氣層(圖1，表5)。經(jīng)MDT取樣證實為差氣層，地層測試證實，產(chǎn)氣1.4×104m3，無水產(chǎn)出。

③號儲層：儲層巖性為細(xì)砂巖，顏色為淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細(xì)粒為主，少量粉粒，泥質(zhì)膠結(jié)，較致密。氣測絕對值高，Tg為12.93%，C1值為11.06%，BC1為24倍，油性指數(shù)為1.19，電阻率為52.0 Ω·m，黏土礦物含量平均為7%。根據(jù)西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板及綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)，錄井綜合解釋為氣層(圖1，表5)。后經(jīng)地層測試證實，產(chǎn)氣20.5×104m3，無水產(chǎn)出。

④號儲層：儲層巖性為細(xì)砂巖和泥質(zhì)細(xì)砂巖，顏色為淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細(xì)粒為主，少量粉粒，泥質(zhì)膠結(jié)，較致密。氣測絕對值不高，Tg為2.0%，C1值為1.06%，BC1為5.7倍，油性指數(shù)為1.21，電阻率為16.5 Ω·m，黏土礦物含量平均為6.3%。根據(jù)西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板及綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)，錄井綜合解釋為含氣水層(圖1，表5)。后經(jīng)MDT取樣證實為含氣水層。

⑤號儲層：儲層巖性為細(xì)砂巖為主，中間夾薄層泥質(zhì)粉砂巖，顏色為淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細(xì)粒為主，泥質(zhì)膠結(jié)，較致密。氣測絕對值較低，Tg為0.63%，C1值為0.37%，BC1為1.2倍，油性指數(shù)為1.29，電阻率為10.6 Ω·m，黏土礦物含量平均為5%。根據(jù)西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板及綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)，錄井綜合解釋為水層(圖1，表5)。與測井解釋結(jié)論一致。

4 結(jié) 論

根據(jù)西湖凹陷始新統(tǒng)平湖組錄井解釋評價圖板及綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)對實鉆井中西湖凹陷平湖組儲層進(jìn)行綜合解釋評價，可以高效快速識別氣水層，該標(biāo)準(zhǔn)只是目前適用于西湖凹陷平湖組的一套解釋方法，對于其他油氣田有一定的借鑒作用，但在使用時需要注意各方法的閾值可能需要根據(jù)區(qū)塊油氣藏特征進(jìn)行調(diào)整?？傊?，錄井綜合解釋圖板和標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)不同地區(qū)油氣藏特征，綜合錄井、測井、試油等資料，逐漸建立起一套更精細(xì)的錄井綜合解釋評價系列，以便建立更好的適用于不同地區(qū)的油氣水層快速識別技術(shù)系列，不斷提高錄井解釋評價精度。