沉積微相約束下的測井解釋模型研究

孟祥梅,楊少春

(1.中國石油大學(xué) 地球資源與信息學(xué)院,山東東營 257061;2.勝利油田地質(zhì)錄井公司,山東東營 257064)

0 前言

葡北油田于1979年7月正式投入開發(fā),其含油面積為55.3 km2,地質(zhì)儲量為4 113×104t。1985年該區(qū)基本實現(xiàn)了全面轉(zhuǎn)抽。1987年開始井網(wǎng)一次加密調(diào)整,1997年井網(wǎng)非均勻二次加密調(diào)整。目前,油田的開發(fā)已經(jīng)進入高含水期,產(chǎn)量預(yù)測存在明顯誤差,需要精確的儲層參數(shù)進行地質(zhì)建模以及油藏數(shù)值模擬,為油藏描述、剩余油的挖潛提供直接、有效的依據(jù)。

測井精細(xì)解釋是在獲得目的層段巖心分析資料和試油資料后,針對目的層段開展的測井解釋方法研究,最終建立可靠的參數(shù)計算公式和油水層評價標(biāo)準(zhǔn)。通過開展葡萄花油層測井二次解釋模型研究,提高解釋精度,對進一步明確剩余油挖潛方向,提高采收率具有重要意義。常見測井解釋模型的研究,主要從細(xì)分層位或者統(tǒng)計回歸參數(shù)等角度提高解釋模型精度,很少將地質(zhì)條件應(yīng)用到模型中。為了提高葡萄花油層儲層參數(shù)的計算精度,把葡萄花油層劃分為五種沉積微相類型[1]:

(1)主體席狀砂。

(2)主體河道。

(3)廢棄河道。

(4)薄層砂。

(5)非主體席狀砂。

各沉積微相在平面上分布穩(wěn)定,在垂向上變化快,因此選擇分區(qū)塊建立解釋模型,并不適合研究區(qū)的特點。分流動單元建立解釋模型,巖心分析數(shù)據(jù)點少,甚至極少,所建模型的精度低以至沒有意義。同一沉積單元有時包括多種沉積微相,微相內(nèi)部的各小層之間儲層物性差異小,因此分層建立解釋模型也不合適。

根據(jù)沉積微相的物性統(tǒng)計可以看出(見下頁表1),不同沉積微相之間的儲層物性變化大,尤其是主體河道、席狀砂與薄層砂、非主體席狀砂之間,物性差別顯著。綜合分析認(rèn)為,同一沉積微相或巖相具有相近的巖石物性,在相同的微相內(nèi)建立巖石物性分布參數(shù)模型,會較大地提高預(yù)測精度。因此,建立不同沉積微相控制下的測井解釋模型最為合適,更具有實際意義[2、3]。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理

對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理,是測井資料精細(xì)解釋的首要工作,也是實現(xiàn)由單井到多井解釋的關(guān)鍵。為了提高和保證儲層參數(shù)計算的精度,在進行儲層參數(shù)研究時,一定要考慮測井、巖心及地質(zhì)資料的質(zhì)量。對一系列的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行的整理,包括標(biāo)準(zhǔn)化、巖心深度歸位等。

表1 不同沉積微相物性分析對比Tab.1 Comparison of reservoir physical properties of different sedimentary microfacies

1.1 測井資料標(biāo)準(zhǔn)化

葡Ⅰ油層頂界泥巖全區(qū)沉積厚度穩(wěn)定,測井特征響應(yīng)明顯。在該段內(nèi),泥巖電阻率曲線低平,聲波時差曲線階梯狀變化明顯,油田上普遍采用該段泥巖作為區(qū)域地層對比標(biāo)志,用來確定葡萄花油層頂界,是全區(qū)較為理想的標(biāo)準(zhǔn)層。因此,可選擇葡萄花油層頂界泥巖作為標(biāo)志層,對深淺側(cè)向、聲波時差,以及微電極測井曲線等進行統(tǒng)計分析。聲波時差主要集中在400μs/m,R045主要集中在2.75Ω·m,以此為依據(jù)對測井?dāng)?shù)值進行校正[4～6]。

1.2 巖心深度歸位

在鉆井取心過程中,由于鉆時、鉆速和巖心收獲率的影響,鉆井取心深度與測井深度存在一定的偏差。利用巖心分析孔隙度與孔隙度(密度或聲波)測井曲線作對比,找出二者的深度誤差。將研究區(qū)對應(yīng)較差的井的巖心深度進行歸位校正。

2 測井解釋模型的建立

測井解釋的最終目的,是應(yīng)用測井資料準(zhǔn)確計算儲層參數(shù)并對油水層進行評價。針對研究區(qū)的特點,利用“巖心刻度測井”方法,在對現(xiàn)有測井資料進行標(biāo)準(zhǔn)化和重新解釋的基礎(chǔ)上,對該區(qū)儲層巖性、物性、電性、含油性及其關(guān)系進行了深入研究,建立了儲層參數(shù)測井解釋模型[7～11]。

2.1 孔隙度(POR)解釋模型

選取有代表性的巖心資料,進行巖心歸位,標(biāo)定測井曲線。根據(jù)“四性(巖性、物性、電性、含油性)”關(guān)系研究結(jié)果,研究區(qū)取心井的巖心分析孔隙度參數(shù)與聲波時差,以及自然電位參數(shù)有較好的相關(guān)性。根據(jù)不同的沉積微相建立的孔隙度計算模型為:

(1)主體河道:

(2)廢棄河道:

(3)主體席狀砂:

(4)非主體席狀砂:

(5)薄層砂:

2.2 滲透率(PERM)解釋模型

滲透率是測井解釋模型中最主要的參數(shù),通過對十二口井336個樣品的物性統(tǒng)計分析表明,研究區(qū)滲透率與孔隙度參數(shù)有較好的相關(guān)性(見圖1～下頁圖5)。通過對該區(qū)取心井的物性分析數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計,建立了不同沉積微相的滲透率解釋模型。

(1)主體河道:

(2)廢棄河道:

圖1 主體河道孔滲關(guān)系圖Fig.1 The porosity and permeability cross-plot of main river channel

(3)主體席狀砂:

(4)非主體席狀砂:

(5)薄層砂:

圖2 廢棄河道孔滲關(guān)系圖Fig.2 The porosity and per meability cross-plot of abandoned channels

圖3 非主體席狀砂孔滲關(guān)系圖Fig.3 The porosity and per meability cross-plot of minor sand sheet

2.3 泥質(zhì)含量(Vsh)解釋模型

儲層泥質(zhì)含量是指示儲層物性好壞的重要參數(shù),巖性與電性特征關(guān)系研究表明,自然伽瑪、自然電位結(jié)合其它測井曲線,可以進行砂巖與泥巖的劃分。泥質(zhì)含量與自然伽瑪,以及自然電位具有較好的相關(guān)性。采用泥質(zhì)含量的計算公式為:

式中 GCUR取3.7,為經(jīng)驗系數(shù);ΔGR為自然伽瑪相對值。

圖4 主體席狀砂孔滲關(guān)系圖Fig.4 The porosity and per meability cross-plot of main sand sheet

圖5 薄層砂孔滲關(guān)系圖Fig.5 The porosity and per meability cross-plot of thin bed sand

在上式中的自然伽瑪曲線,也可用自然電位代替。對于不同的井以及不同的層段,二種測井曲線的質(zhì)量存在差異,可根據(jù)實際情況擇優(yōu)選擇。

2.4 含油飽和度(SO)解釋模型

電阻率是反映儲層含油性最為重要的測井資料,一般含油性越好,地層的電阻率越大。測井資料計算含油氣飽和度,是建立在阿爾奇公式計算含水飽和度(Sw)基礎(chǔ)上的,其計算模型為:

式中 Rw為地層水電阻率,取0.2～0.5;Rt為深探測電阻率,取RLLD或者RL3D;a、b為巖性系數(shù),分別為1.05、1.03;Φ為孔隙度;m為巖石的膠結(jié)系數(shù),取2;n為飽和度指數(shù),取1.61。

在上式中,包含的多個待確定的解釋參數(shù),對于不同地區(qū),應(yīng)選用不同的巖性系數(shù)、膠結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)等參數(shù)來提高解釋精度[12～14]。主要是通過巖電實驗數(shù)據(jù)進行地層因素和飽和度指數(shù)分析,建立儲層的巖電關(guān)系,進而分析得出適合本區(qū)的解釋參數(shù)[15]。

表2 不同孔隙度解釋模型誤差對比表Tab.2 Comparison of error from different porosity interpretation models

3 應(yīng)用效果分析

利用上述數(shù)理統(tǒng)計等分析建立的解釋模型和經(jīng)驗公式,編制了相應(yīng)的測井解釋程序,處理了267口井的實際資料。將解釋結(jié)果結(jié)合構(gòu)造特征進行油水關(guān)系對比,將不同相帶建立的測井解釋模型處理的結(jié)果,與巖心分析結(jié)果、動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)作對比,分別對孔隙度、滲透率等參數(shù)進行了誤差對比。以孔隙度為例,分相帶回歸模型的誤差明顯減小(見表2)。解釋模型的建立,進一步劃清了油水邊界,統(tǒng)一了油層解釋參數(shù),更精確地計算了地質(zhì)儲量,經(jīng)復(fù)算,總儲量為4 315.19×104t,相比原計算儲量4 113×104t,增加了202.19×104t,提高了儲量計算的精度。

4 結(jié)論

應(yīng)用測井二次解釋方法進行精細(xì)解釋研究,必須在測井資料標(biāo)準(zhǔn)化及巖心歸位的基礎(chǔ)上,根據(jù)研究區(qū)實際特點建立合理的解釋模型。根據(jù)葡北油田儲層的具體特點,對孔隙度、滲透率分沉積相帶建立解釋模型,并在處理時根據(jù)不同的沉積相帶,

選擇相應(yīng)的解釋評價模型,能夠提高解釋精度。在葡北油田取得了良好的應(yīng)用效果,為油田的開發(fā)決策及調(diào)整提供更加可靠的依據(jù)。

[1] 朱建偉,劉招君,董清水,等.升平油田升132井區(qū)儲層流動單元研究[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版),2004,34(1):67.

[2] 王端平,楊耀忠,龔蔚青,等.沉積微相約束條件下的隨機地質(zhì)建模方法及應(yīng)用研究[J].科技通報,2004,20(2):121.

[3] 楊少春,任懷強,周建林.油田開發(fā)階段儲層參數(shù)精細(xì)評價[J].高校地質(zhì)學(xué)報,2001,7(2):203.

[4] 譚茂金,范宜仁,張晉言.測井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法研究及軟件設(shè)計[J].物探化探計算技術(shù),2006,28(3):219.

[5] 孟恩,徐剛,沈財余,等.約束地震反演中測井?dāng)?shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化及儲層的精細(xì)標(biāo)定[J].石油地球物理勘探,2005,40(2):226.

[6] 王文明.測井參數(shù)定量化技術(shù)在榆樹林油田葡萄花儲層物性解釋中的應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì),2009,30(2):230.

[7] 高博禹,彭仕宓,劉紅歧.蒙古林礫巖油藏儲層測井精細(xì)解釋模型[J].測井技術(shù),2005,29(1):55.

[8] 雍世和,張超謨.測井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營:石油大學(xué)出版社,1996.

[9] 江春明,胡興中,張曉武,等.冷家油田低阻儲層測井二次解釋模型研究[J].油氣地質(zhì)與采收率,2006,13(2):59.

[10]羅水亮,林承焰,袁學(xué)強,等.濱南油田砂礫巖儲層測井精細(xì)解釋模型及其應(yīng)用[J].物探化探計算技術(shù),2009,31(2):130.

[11]楊少春,黃建廷,劉金華,等.吐哈盆地紅臺地區(qū)凝析氣藏測井解釋與儲層參數(shù)評價[J].天然氣地球科學(xué),2008,19(1):29.

[12]王淑玲,管秀強,趙長勛,等.單10斷塊測井解釋含油飽和度模型研究[J].油氣地質(zhì)與采收率,2000,7(2):55.

[13]張麗艷,才巨宏,陳鋼花.砂礫巖儲集層含油性解釋方法[J].測井技術(shù),2002,26(2):134.

[14]張建榮.復(fù)雜砂巖儲層測井解釋方法研究[J].石油天然氣學(xué)報,2006,28(6):91.

[15]胡楊,譚世君,劉緒鋼,等.大牛地氣田測井解釋模型建立與氣層識別標(biāo)準(zhǔn)研究[J].石油地質(zhì)與工程,2008,22(2):37.