核磁共振測井在川西低孔隙度低滲透率儲層中的應(yīng)用

吳見萌,葛 祥,張 筠,董 震

(中國石化石油工程西南有限公司測井分公司,四川成都610100)

核磁共振測井在川西低孔隙度低滲透率儲層中的應(yīng)用

吳見萌,葛 祥,張 筠,董 震

(中國石化石油工程西南有限公司測井分公司,四川成都610100)

以核磁共振巖心實驗標定為依據(jù),充分結(jié)合譜信息的分布特征,并借助測試資料對核磁共振測井在川西低孔隙度低滲透率儲層中的評價技術(shù)進行了深入研究,其結(jié)果表明,核磁共振測井較易剔除非儲層,能夠提供可靠的儲層參數(shù),較為準確判別儲層流體性質(zhì),應(yīng)用效果較好,提高了低孔隙度低滲透率儲層的測井解釋符合率。

核磁共振測井;低孔隙度;低滲透率;儲層參數(shù);流體性質(zhì)

0 引 言

川西地區(qū)須家河組主要儲層位于須二段和須四段,砂體發(fā)育,單層厚度大,約30～80 m;儲層巖性復(fù)雜,包括石英砂巖、(長石)巖屑砂巖、鈣屑砂巖和灰質(zhì)礫巖等,儲集空間以粒間孔、次生溶蝕孔為主,普遍發(fā)育裂縫,儲層非均質(zhì)性極強,儲層基質(zhì)物性差,絕大多數(shù)孔隙度小于10%,滲透率低于0.1× 10-3μm2,屬于致密甚至超致密碎屑巖儲層,具有復(fù)雜的氣水關(guān)系。常規(guī)測井在評價復(fù)雜巖性的儲層參數(shù)和流體性質(zhì)方面存在多解性。核磁共振成像測井的最大特點是測量結(jié)果不受巖石骨架成分的影響,直接進行地層孔隙和流體類型的探測,能夠較好地避開復(fù)雜巖性對儲層評價造成的不利影響,更為準確地計算儲層參數(shù)和判別儲層流體性質(zhì),進而提高測井解釋精度[1]。

1 剔除非儲層

常規(guī)測井曲線較易識別出致密砂巖、泥巖、炭質(zhì)頁巖等非儲層,但對于炭質(zhì)砂巖僅依靠常規(guī)曲線則遇到了識別難題,很可能測井解釋為高孔隙度、高含氣飽和度的假優(yōu)質(zhì)儲層,對諸如此類非儲層,核磁共振測井技術(shù)展現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢。

以××5井須二段4 785～4 790 m炭質(zhì)砂巖為例,該段巖性純,孔隙度曲線同向變化,電阻率測值較高,常規(guī)處理成果反映為優(yōu)質(zhì)儲層。該段核磁共振有效孔隙度較低,平均有效孔隙度僅1.59%,同時,差譜法指示該層無明顯可動天然氣信息,為非有效儲層。因此,利用核磁共振測井技術(shù)能有效剔除炭質(zhì)砂巖等非儲層。

2 提供可靠的儲層參數(shù)

對于須家河組儲層,常規(guī)測井曲線的計算精度相對較差。針對川西地區(qū)須家河組致密碎屑巖儲層開展了85塊巖心孔隙度和10塊巖心滲透率、飽和度的核磁共振實驗分析,結(jié)果表明核磁共振測井可以在致密儲層提供比較可靠的儲層參數(shù)[2]。

以××5井為例,取心段4 739～4 755 m,巖性為灰色細粒巖屑砂巖,儲集物性差,巖心分析孔隙度為0.8%～3.7%;取心段4 925～4 933 m,巖性為淺灰色中、粗粒巖屑石英砂巖,儲集物性相對較好,巖心分析孔隙度為4.7%～6.5%。圖1左圖第6道顯示巖心分析孔隙度與核磁共振有效孔隙度對應(yīng)性較好,同時,依據(jù)這2段巖心,對巖心分析孔隙度與核磁共振有效孔隙度進行了線性回歸(見圖1右),其相關(guān)系數(shù)為0.95,則說明核磁共振測井所計算的儲層物性參數(shù)可靠。

圖1 ××5井巖心孔隙度與核磁孔隙度相關(guān)關(guān)系圖

圖2 ××8井核磁共振測井提取儲層參數(shù)

依據(jù)××5井核磁共振測井處理參數(shù),對××8井須二段進行了核磁共振測井資料處理,圖2為× ×8井須二段4 975～4 976 m和5 010～5 016 m巖屑砂巖巖心分析與核磁共振測井提供儲層參數(shù)對比圖。圖2中第7、第8、第9道顯示取心段巖心分析孔隙度與核磁共振有效孔隙度、巖心分析含水飽和度與核磁共振含水飽和度、巖心分析滲透率與核磁共振滲透率相關(guān)關(guān)系較好,則核磁共振測井所計算的儲層參數(shù)合理。

圖3 ××11井3 550～3 563 m井段核磁共振測井流體判別成果圖

3 識別流體性質(zhì)

川西地區(qū)致密碎屑巖儲層中的孔隙流體成分以氣、水為主,因此,在儲層流體識別中,主要以測試資料為依據(jù),結(jié)合譜信息的分布特征,并借助巖心分析飽和度與核磁分析飽和度相關(guān)關(guān)系研究[4],有針對性地建立起川西地區(qū)須家河組不同地層段 T2譜的氣、水分布界限。其界限值見表1。

表1 川西地區(qū) T2譜氣水分布界限情況表

3.1 低電阻率氣層

××11井須四段3 550～3 563 m巖性為淺灰色中、細粒巖屑石英砂巖,氣測全烴 4.894%↗37.893%。常規(guī)測井曲線特征反映該儲層段電阻率絕對值較低,約10Ω·m,與相鄰泥巖段的電阻率測量值較為接近,僅依靠常規(guī)測井曲線難以判別該儲層是否含水[3]。

核磁共振測井處理成果圖顯示 T2分布譜幅度較高,分布范圍大(0.5～3 000 ms),反映基質(zhì)孔隙度相對較高,為儲層特征;該儲層段A、B、D組回波衰減信號所得到的譜分布特征呈雙峰指示,即左峰對應(yīng)的束縛水,右峰對應(yīng)的可動流體信息,據(jù)此,可看出該儲層可動流體所占的比例大,同時,差譜法指示 T2分布峰延后,其主峰主要分布在100～400 m s之間,為明顯氣層特征;此外,移譜顯示長回波間隔T2分布譜較短回波間隔 T2分布譜向減小的方向偏移,也具明顯天然氣響應(yīng)特征,綜合評價為氣層(見圖3)。

3.2 高電阻率水層

核磁共振測井能較為明顯地區(qū)分出裂縫性致密碎屑巖儲層可動水、可動氣的分布信息。以××5井為例,5 032.2～5 042.9 m井段,巖性為細粒巖屑石英砂巖,漏失鉆井液24.9 m3;5 063.7～5 091.9 m井段,巖性為細粒巖屑石英砂巖,氣測全烴0.075↑0.812%。常規(guī)與成像測井反映該儲層段基質(zhì)物性相對較差,網(wǎng)狀裂縫發(fā)育,且深側(cè)向電阻率較高,依據(jù)川西須家河組儲層評價標準,上述2個層儲層應(yīng)評價為氣層。但核磁共振譜分布特征(見圖4)上有明顯含水跡象,這主要表現(xiàn)在5 035～5 036 m和5 075～5 076 m井段網(wǎng)狀裂縫發(fā)育段,長等待時間T2分布譜明顯前移,依據(jù) T2譜的氣、水分布界限,可得出5 035～5 036 m井段可動流體信息幾乎被地層水所占據(jù),平均可動水孔隙度為1.58%,5 075～5 076 m可動流體信息被部分地層水所占據(jù),平均可動水孔隙度為1.0%;差譜顯示,裂縫不發(fā)育段,T2譜分布范圍為100～400 m s,具明顯含氣特征。據(jù)此,綜合分析認為,該段地層裂縫含水,基質(zhì)孔隙含氣。完井后經(jīng)射孔測試,該儲層段獲得水產(chǎn)量72.4 m3/d,進一步證實了成像測井與核磁共振測井結(jié)合識別儲層流體性質(zhì)的可靠性。

3.3 鈣屑砂巖氣層

××22井3 830.6～3 834.0 m井段巖性為淺灰色中粒鈣屑砂巖,氣測無異常,錄井未解釋。常規(guī)測井曲線響應(yīng)特征反映該儲層儲集物性相對較差,含氣特征不明顯。核磁共振處理成果圖(見圖5)顯示 T2分布譜幅度較低,譜分布范圍相對較窄,即基質(zhì)物性相對較差;長等待時間 T2譜右峰反映可動流體信息,右峰延后,其主峰分布范圍在100～400 m s之間,差譜法也指示譜分布范圍在100～400 m s,具明顯氣層特征,同時,核磁共振有效孔隙度3.85%,平均可動氣孔隙度為2.57%,平均含水飽和度33.2%,綜合評價為氣層。該儲層段經(jīng)套管射孔、加砂壓裂及酸化壓裂測試,獲得天然氣產(chǎn)量2.413 1×104m3/d,證實了利用核磁共振測井資料判別儲層流體性質(zhì)的可靠性。

3.4 裂縫-孔隙型氣層

圖4 ××5井5 020～5 100 m井段核磁共振與成像測井組合圖

圖5 ××22井3 830.6～3 834.0 m井段核磁共振流體判別成果圖

核磁共振測井在裂縫性致密碎屑巖儲層中應(yīng)用效果較好。以××5井須二段5 138.5～5 178.5 m為例,該儲層段巖性為灰色細粒巖屑砂巖,氣測全烴0.037↑61.829%,井口氣泡40%。常規(guī)測井曲線和成像測井圖顯示該儲層儲集物性好,高角度裂縫極為發(fā)育;同時,核磁共振測井處理成果圖反映 T2分布譜幅度較高,分布范圍大(0.5～3 000 m s),儲集物性好,差譜(見圖6)顯示可動流體較發(fā)育,并且譜峰延后,其峰值主要集中在80～400 m s之間,具明顯氣層特征。此外,核磁處理平均有效孔隙度為5.9%,平均可動氣孔隙度為4.4%,平均含水飽和度為25%,綜合評價為裂縫-孔隙型氣層。該解釋層經(jīng)射孔測試,獲天然氣產(chǎn)量8.582 1×104m3/d,無阻流量19.886×104m3/d,核磁共振測井解釋結(jié)論與測試結(jié)果一致。

圖6 ××5井5 138.5～5 178.5 m井段核磁共振儲層流體性質(zhì)判別成果圖

表2 M RIL-P型核磁共振測井判別儲層流體性質(zhì)結(jié)果對照表

3.5 應(yīng)用效果評價

表2為核磁共振測井在川西地區(qū)須家河組致密碎屑巖儲層的流體性質(zhì)判別結(jié)果,從表2中可以看出,核磁共振測井判別致密儲層的流體性質(zhì)具有較好的效果,其解釋符合率為88.9%。

4 結(jié) 論

(1)核磁共振測井能有效剔除炭質(zhì)砂巖等非儲層。

(2)核磁共振測井在川西低孔隙度低滲透率致密地層中可以提供比較準確的儲層參數(shù)。

(3)核磁共振測井在川西低孔隙度低滲透率儲層評價中能準確判別復(fù)雜儲層的流體性質(zhì),特別是能解決低電阻率氣層、高電阻率水層、鈣屑砂巖氣層的流體識別問題。

[1] 肖立志.核磁共振測井資料解釋與應(yīng)用導(dǎo)論[M].北京:石油工業(yè)出版社,2001.

[2] 肖立志.核磁共振成像測井與巖石核磁共振及應(yīng)用[M].北京:北京科學出版社,1998.

[3] 曾文沖.油氣藏儲集層測井評價技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1991.

[4] 莫修文,李舟波,梅忠武.核磁測井資料的解釋方法與應(yīng)用[J].測井技術(shù),1997,21(6):424-431.

The Application of the NM R Logging to Low Porosity and Permeability Reservoir in West Sichuan

WU Jianmeng,GE Xiang,ZHANG Yun,DONG Zhen
(Well Logging Branch,Southwest Petroleum Engineering CO.L TD.,SINOPEC,Chengdu,Sichuan 610100,China)

The app lication of the NMR technology has p layed a very important role in evaluation of the low po rosity and permeability reservoir in w estern Sichuan.Based on the NM R co re tests data and combined w ith the spectrum signal distributing and testing data,researched is NM R logging evaluation technology fo r low porosity and low permeability reservoir in w estern Sichuan. The results show that the NMR logging can p rovide app rop riate reservoir parameters for real reservoir and accurately identify reservoir fluid p roperty,so,app lication effect is better.Mo reover, it imp roves interp retation accurate rate for low porosity and low permeability reservoir and p rovides technical support for exp loitation in the tight clastic rocks in west Sichuan area.

NMR logging,low porosity,low permeability,reservoir parameter,fluid p roperty

1004-1338(2010)02-0159-05

P631.84

A

吳見萌,男,1982年生,工程師,從事測井資料解釋與綜合研究工作。

2009-11-04 本文編輯 余 迎)