深層砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井精細(xì)評(píng)價(jià)

陳鋼花,王有濤,董維武,張孝珍

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球資源與信息學(xué)院,山東青島 266555; 2.中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營(yíng) 257015)

深層砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井精細(xì)評(píng)價(jià)

陳鋼花1,王有濤1,董維武1,張孝珍2

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球資源與信息學(xué)院,山東青島 266555; 2.中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營(yíng) 257015)

儲(chǔ)層巖石物理相是儲(chǔ)層巖性和物性特征的綜合反映,它對(duì)油水分布具有重要的控制作用,同類巖石物理相具有相似的巖石學(xué)特征,孔—滲關(guān)系呈現(xiàn)出規(guī)律性變化,表現(xiàn)出相似的巖電關(guān)系和測(cè)井響應(yīng)特征。為此充分分析核磁共振、成像測(cè)井等新技術(shù),采用測(cè)井相分析技術(shù),將儲(chǔ)集層劃分為不同類型的巖石物理相,在此基礎(chǔ)上分類建立了該區(qū)塊測(cè)井參數(shù)精細(xì)評(píng)價(jià)模型和油水層判別標(biāo)準(zhǔn),使研究區(qū)的油水層判別精度從原來(lái)的60%提高到了80%以上,基本解決了本區(qū)油水層判別困難的難題。

砂礫巖;測(cè)井響應(yīng);巖石物理相;儲(chǔ)層參數(shù);油水層識(shí)別

隨著勘探程度的逐步深入,隱蔽油氣藏的勘探日益被重視,尋找新的儲(chǔ)層已成為當(dāng)前各油田所面臨的重要研究課題。砂礫巖體油氣藏一直是尋找隱蔽性油氣藏的有利地區(qū)。近幾年來(lái),勝利油田東營(yíng)、車鎮(zhèn)凹險(xiǎn)北部陡坡帶深層砂礫巖等復(fù)雜油氣藏勘探取得了重大突破。這類復(fù)雜油氣藏沉積特征在橫向上表現(xiàn)為沉積相帶變化快,沉積體互相疊加成藏,縱向上表現(xiàn)為砂礫巖體沉積厚度大,巖相變化快,而且存在多個(gè)油水系統(tǒng),油水層測(cè)井響應(yīng)特征不明顯[1-2]。砂礫巖體測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、油氣層解釋、地質(zhì)和工程應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外石油勘探領(lǐng)域均屬評(píng)價(jià)難題,均需要新的理論和先進(jìn)的工程技術(shù)來(lái)支撐。

砂礫巖體油氣藏的復(fù)雜性使該類油氣藏儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn),造成用傳統(tǒng)的測(cè)井評(píng)價(jià)方法難以準(zhǔn)確計(jì)算儲(chǔ)層參數(shù)和確定儲(chǔ)層流體性質(zhì),從而使得測(cè)井解釋結(jié)果與測(cè)試、試油試采結(jié)果不吻合。目前核磁共振測(cè)井、成像測(cè)井等一些新技術(shù)的應(yīng)用,使研究工作有了新的突破,有力的促進(jìn)了砂礫巖儲(chǔ)層研究。

1 砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)難點(diǎn)

(1)該儲(chǔ)層為近物源的砂礫巖扇體沉積,碎屑巖、片麻巖物源,保留了部分母巖片麻巖的性質(zhì),礦物成分復(fù)雜,巖石中含有放射性礦物,導(dǎo)致儲(chǔ)層具有較高的放射性,從而GR基本失去了評(píng)價(jià)價(jià)值。

(2)巖石成分的復(fù)雜性導(dǎo)致儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔喉半徑值大小不均、物性非均質(zhì)嚴(yán)重、低孔低滲、儲(chǔ)層流體分布及滲流能力差別較大。

(3)對(duì)于高能環(huán)境下沉積的砂礫巖體儲(chǔ)層來(lái)講,其儲(chǔ)層巖石堆積雜亂,其沉積特征直接影響儲(chǔ)層的電性,導(dǎo)致電阻率受到巖性很大的影響,直接導(dǎo)致儲(chǔ)層的油、水層測(cè)井響應(yīng)特征不明顯,造成油、水層識(shí)別困難。

2 砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法

鑒于上述砂礫巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)難點(diǎn),提出了采用測(cè)井相分析技術(shù),根據(jù)測(cè)井響應(yīng)特征首先將儲(chǔ)集層劃分為不同類型的巖石物理相,然后按巖石物理相類型建立相應(yīng)的測(cè)井解釋模型的方法。該方法使同類巖石物理相具有相似的巖石學(xué)特征,孔—滲關(guān)系呈現(xiàn)出規(guī)律性變化,表現(xiàn)出相似的巖電關(guān)系和測(cè)井響應(yīng)特征,從而將地層非均質(zhì)性問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)均質(zhì)性問(wèn)題。

2.1 儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征分析

按照“巖心刻度測(cè)井”、“成像、核磁等測(cè)井新技術(shù)標(biāo)定常規(guī)測(cè)井資料”的原則,分析不同類型的巖性在常規(guī)測(cè)井信息上的響應(yīng)特征,建立各類巖石物理相的測(cè)井信息識(shí)別模式[3-5]。研究區(qū)儲(chǔ)層巖性變化大,巖石顆粒分選、磨圓度都較差,巖性有砂巖、含礫砂巖、礫狀砂巖和礫巖等。

圖1為砂巖測(cè)井響應(yīng)特征,砂巖中含礫小于5%,成像圖(3 442.5～3 443.1 m)上基本分辨不出礫石,多呈層狀分布且厚度小,亮度介于亮度較高的致密巖性和顏色較暗的泥巖中間,有時(shí)因含較多灰質(zhì)成分,亮度增強(qiáng),可見水平層理,為扇端的沉積特征,在砂礫巖體內(nèi)發(fā)育較少。微電極曲線顯示為正差異,聲波時(shí)差、中子、密度三孔隙度基本重合,電阻率除隨含油級(jí)別升高而增大外,巖性越細(xì)電阻率越低,核磁共振束縛流體少,可動(dòng)流體多。

圖1 砂巖測(cè)井響應(yīng)特征Fig.1 The characteristic of log respone for sandstones

圖2為含礫砂巖的測(cè)井響應(yīng)特征,砂巖中含礫5%～25%,扇根、扇中和扇端均有發(fā)育,是砂礫巖體主要的含油巖性,電成像圖(3 390.6～3 391.6 m)亮度中等的背景下礫石顆粒呈分散的亮色斑點(diǎn)狀,甚至分辨不出礫石,少見呈亮色斑塊狀的大直徑礫石。微電極曲線顯示為正差異,聲波時(shí)差、中子、密度三孔隙度基本重合,中子、聲波一般隨埋深而減小,油層、水層電阻率比砂巖相應(yīng)含油級(jí)別的電阻率高,核磁共振束縛流體較少,可動(dòng)流體較多。

圖2 含礫砂巖測(cè)井響應(yīng)特征Fig.2 The characteristic of log respone for conglomeratic sands

圖3為礫巖的測(cè)井響應(yīng)特征,礫石在成像圖(3 394.5～3 395.8 m)上反映明顯,含量大于50%,顯示為亮色斑點(diǎn)狀,顆粒清晰可辨,但粒徑變化較大,混雜堆積,大直徑顆粒磨圓度差,次棱角—棱角狀,分選較差,可見礫石因受力而發(fā)生變形、變位、斷裂的現(xiàn)象。礫巖多出現(xiàn)于扇根部位,在扇中也有分布。該區(qū)礫巖有分選較好的礫巖、雜基支撐礫巖和致密礫巖。微電極曲線呈鋸齒狀,且數(shù)值較高,電阻率數(shù)值較高,一般大于40Ω ·m,聲波時(shí)差、中子測(cè)井?dāng)?shù)值較小,密度值較高,核磁共振束縛流體、可動(dòng)流體都較少,該類礫巖一般為干層。

圖3 礫巖測(cè)井響應(yīng)特征Fig.3 The characteristic of log respones for conglomerates

2.2 巖石物理相的劃分

根據(jù)上面總結(jié)的各類巖性的測(cè)井響應(yīng)特征,將該區(qū)塊儲(chǔ)層劃分為四類巖石物理相[6-7],每類巖石物理相對(duì)應(yīng)一種地層類型,其響應(yīng)特征如下:

巖石物理相1:自然電位負(fù)異常,電阻率較低,約為10～30Ω·m,中子孔隙度較大,約為7%～17%,聲波時(shí)差較大,約為68～78μs/ft,密度較小,約為2.43～2.52 g/cm3,核磁共振測(cè)井T2截止值左邊信號(hào)強(qiáng)度較弱,而右邊信號(hào)強(qiáng)度較大,表明含有較多的可動(dòng)流體,主要巖性為砂巖。

巖石物理相2:自然電位負(fù)異常,電阻率中等,約為20～45Ω·m,中子孔隙度較小,約為5%～12%,聲波時(shí)差較小,約為59～68μs/ft,密度較大,約為2.49～2.6 g/cm3,主要巖性為礫狀砂巖、含礫砂巖。

巖石物理相3:自然電位負(fù)異常,電阻率高,約為45～120Ω·m,中子孔隙度小,約1%～8%,聲波時(shí)差很小,約為52～61μs/ft,密度大,約為2.58～2.67 g/cm3,主要巖性為礫巖、礫狀砂巖。

巖石物理相4:自然電位接近泥巖基線,電阻率值很低,約為2～12Ω·m,中子孔隙度大,約為15%～45%,聲波時(shí)差大,約為78～112μs/ft,密度很小,約2.23～2.52 g/cm3,中子孔隙度遠(yuǎn)大于密度孔隙度,主要巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。

利用測(cè)井相分析方法[8-10]開發(fā)了相應(yīng)的軟件,實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)地劃分巖石物理相,按不同巖石物理相分別建立了泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、含油飽和度等參數(shù)的測(cè)井解釋模型,并對(duì)研究區(qū)所有井進(jìn)行了精細(xì)解釋。

2.3 油水層判別

首先巖性決定著物性,砂巖、含礫砂巖、礫狀砂巖、礫巖物性依次變差,其次儲(chǔ)層的含油性又與物性密切相關(guān),從本地區(qū)取心資料看,含油層段含油極不均勻,但一般是物性好則含油性好,物性差則含油性差,而致密巖性基本不含油。研究區(qū)塊巖石物理相的分類綜合考慮了巖性和物性的影響,為此就這個(gè)地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn),充分利用關(guān)鍵井的核磁共振測(cè)井解釋結(jié)果和部分試油試采數(shù)據(jù)分別制作了巖石物理相1、2的電阻率—孔隙度交會(huì)圖版(巖石物理相3主要為干層,巖石物理相4對(duì)應(yīng)非儲(chǔ)層,不再制作圖版),圖4為巖石物理相1的電阻率—孔隙度交會(huì)圖版。

3 實(shí)際資料處理

根據(jù)建立的測(cè)井參數(shù)精細(xì)解釋模型和油水層判別標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該區(qū)塊所有的井進(jìn)行了精細(xì)評(píng)價(jià)。圖5為A井3 570～3 611 m井段測(cè)井解釋成果圖,該井段巖性主要為含礫砂巖、礫狀砂巖,可以看出各巖石物理相與巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系較好。在巖石物理相解釋的基礎(chǔ)上,利用建立的儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)模型計(jì)算出泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、飽和度等儲(chǔ)層參數(shù),最后利用油水層判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行油水層劃分?，F(xiàn)依據(jù)做出的油水層判別標(biāo)準(zhǔn),53、55、56、58號(hào)層解釋為油層。2006年1月和2006年3月兩次對(duì)3 579～3 610 m井段進(jìn)行試油,兩次試油結(jié)果分別為日產(chǎn)液4.5 m3,日產(chǎn)油4.5 t,含水率0.8%;日產(chǎn)液34.5 m3,日產(chǎn)油32.3 t,含水率1.8%,試油結(jié)果為油層。通過(guò)所建立的油水層判別標(biāo)準(zhǔn)得到的解釋結(jié)論與試油結(jié)果一致。

圖4 巖石物理相1孔隙度—電阻率交會(huì)圖Fig.4 The crossplot of porosity-resistivity for lithophase 1

4 結(jié)論

成像測(cè)井資料在巖性識(shí)別方面、核磁共振測(cè)井在識(shí)別流體方面效果明顯,運(yùn)用FMI成像測(cè)井、核磁共振測(cè)井等新技術(shù)對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)常規(guī)測(cè)井資料進(jìn)行刻度,為利用常規(guī)測(cè)井資料評(píng)價(jià)深層砂礫巖提供更為可靠的技術(shù)支撐。深層砂礫巖巖石類型復(fù)雜,儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),應(yīng)用開發(fā)的軟件對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行了巖石物理相劃分,使砂礫巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相對(duì)均質(zhì)的問(wèn)題,弱化了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性,繼而建立適合于該地區(qū)的、基于多種巖石物理相模式的儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)模型,在此基礎(chǔ)建立了油水層判別標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)際資料的處理解釋,證明了方法的可行性,使得本區(qū)油水層判別精度由原來(lái)的60%提高到了80%以上,基本上解決了該區(qū)油水層判別難的問(wèn)題。

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圖5 A井測(cè)井解釋成果Fig.5 Log interpretation map for well A

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Fine evaluation on deep glutenite reservoirs with well logging data

Chen Ganghua1,Wang Youtao1,Dong Weiwu1,Zhang Xiaozhen2
(1.College of Geo-Resources and Information,China University of Petroleum(East China),Qingdao266555;2.Geological Scientif ic Research Institute of SINOPEC Shengli Oilf ield Company,Dongying257015)

Lithophase is the response of lithology and porosity,and it has an important controlling effect on the distribution of water and oil.Every lithophase have similar logging response,lithology characteristic and relationship of porosity and permeability.In this paper,the logging response of MRIL and FMI have been analyzed by using electrofacies analysis technique.The whole reservoir is divided into several lithophases according to logging response,well logging evaluation models have been constructed,and criterion to identify oil-water layers for different lithophase have been determinated.Through this study, the accuracy of oil-water layer identification has been improved from 60%to 80%,and the difficult problem to identify oil-water layer has been solved.

glutenite;log response;lithophase;reservoir parameter;oil-water layer recognition

book=6,ebook=27

P631.8+1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.02.082

1008-2336(2010)02-0082-05

2009-12-11;改回日期:2010-01-29

陳鋼花,1963年生,女,現(xiàn)為中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球資源與信息學(xué)院教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事測(cè)井資料數(shù)據(jù)處理與解釋方面的教學(xué)與科研工作。E-mail:cgh—63@sina.com。