龍崗氣田雷四氣藏氣水層識別方法適應性分析

曹 煜，林 璠，田慧君，歐家強

（1.成都理工大學能源學院，四川 成都 610059；2.中國石油西南油氣田公司川中油氣礦研究所，四川 遂寧 629000）

龍崗氣田雷四氣藏氣水層識別方法適應性分析

曹 煜1，林 璠1，田慧君1，歐家強2

（1.成都理工大學能源學院，四川 成都 610059；2.中國石油西南油氣田公司川中油氣礦研究所，四川 遂寧 629000）

龍崗氣田雷四氣藏是低孔、低滲的裂縫—孔隙型儲層和孔隙型儲層，為典型的碳酸鹽巖氣藏，其地質(zhì)條件復雜。為了實現(xiàn)氣田整體高效開發(fā)，弄清氣水分布情況，對氣藏儲層的流體性質(zhì)進行了識別。基于雷四氣藏復雜的巖性、物性、孔隙空間以及井眼條件，分析了影響流體判別的各種因素，結果表明這些因素對儲層流體性質(zhì)判別有較大的影響，單純用測井資料來判別儲層流體性質(zhì)的效果一般不太理想，揭示了前期氣水識別方法在該氣藏適用性差。結合雙側向電阻率、孔隙度—電阻率交會圖、聲波—電阻率交會圖與多元判別法對氣水層進行了識別，建立了一套適應于龍崗地區(qū)儲層特征的流體判別方法。在雙側向電阻率初步預判的基礎上，孔隙度—電阻率交會法符合率為81.5%，聲波—電阻率交會法符合率為88.9%，多元判別法氣、水層符合率為82.7%。實際應用證明，上述方法對于龍崗氣田雷四氣藏氣水層解釋具有很好的效果。

龍崗氣田；雷四氣藏；測井解釋；氣水識別；交會圖；多元判別

龍崗氣田雷四氣藏是低孔、低滲的裂縫—孔隙型儲層和孔隙型儲層，區(qū)內(nèi)部分井試采表現(xiàn)出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的潛力。該氣藏產(chǎn)水情況復雜：氣藏氣井流體性質(zhì)差異大，測試產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量差異大，氣藏可能存在多個壓力系統(tǒng)。氣水層識別的前期方法是通過測井和試氣資料進行氣水層解釋[1]。龍崗氣田雷四氣藏具有低電阻、巖性復雜（含灰?guī)r、白云巖、石膏等），井壁穩(wěn)定性差等特征。測井響應受這些因素的影響，前期方法識別可靠性較低。分析了影響龍崗雷四氣藏流體性質(zhì)判別的因素，采用雙側向電阻率、孔隙度—電阻率交會圖、聲波—電阻率交會圖與多元判別相結合的方法進行氣水層識別。

1 影響流體性質(zhì)判斷的因素

測井信息是井壁周圍地層巖性、物性及含流體性質(zhì)的綜合響應。因此，用測井資料判別儲層含流體性質(zhì)首先需確定儲集層的巖性與儲集類型，此外，還需考慮幾種非地層流體因素對測井資料的影響，如泥漿對地層的污染程度、地層水礦化度、井眼條件等[2-3]。

目的儲層地質(zhì)條件較復雜，影響各測井響應的因素較多：

1）巖性的影響

龍崗雷四氣藏巖性復雜，巖石類型主要為硬石膏巖、白云巖、灰?guī)r等。云巖含有泥質(zhì)、灰質(zhì)等，灰質(zhì)又含有云質(zhì)?？紫缎园自茙r與致密灰?guī)r的密度相近，對巖性的判斷影響較大，從而影響流體性質(zhì)的判斷。

2）物性影響

當?shù)貙訋r性一定時，物性的好壞對測井響應特征影響很大。通常情況下，當含水飽和度一定時，孔隙度的增大會導致電阻率下降。另外，孔喉結構對電阻率的影響也較大，當孔隙度一定時，孔喉半徑越小，儲層束縛水飽和度越高，地層電阻率越低。

3）孔隙空間類型的影響

研究表明，龍崗地區(qū)雷口坡組雷四儲層的孔隙空間類型以原生孔隙為主，還發(fā)育有次生孔隙、溶蝕孔洞，有的層段還有低角度裂縫發(fā)育。低角度裂縫一般導致雙側向電阻率較大幅度的降低，并嚴重影響儲層流體性質(zhì)的判斷[4]。

4）井眼條件

龍崗雷四氣藏大多數(shù)井存在著不同程度的井壁垮塌現(xiàn)象。井眼擴大或井壁不規(guī)則對密度測井曲線有嚴重影響，往往使密度測井曲線陡然下降，測出的密度值明顯偏低，聲波測井曲線明顯增大，測出的聲波時差值增大，電阻率曲線則表現(xiàn)為低值。龍崗雷四氣藏大多數(shù)井的井眼擴大或井壁不規(guī)則增大了測井曲線中氣水的識別的難度。

2 氣水層測井識別方法

2.1 基本思路

龍崗地區(qū)雷口坡組雷四段巖性復雜、孔隙空間類型復雜，而測井信息較簡單，這些因素對儲層流體性質(zhì)判別有較大的影響。因此，做好目的層流體性質(zhì)判別，必須以試氣井資料為基礎，將測井方法理論與實際地層資料相結合，認真分析儲層的測井響應特征，尤其是巖性的影響。摸索流體性質(zhì)變化對測井的影響規(guī)律，分析各種流體性質(zhì)判別方法在龍崗地區(qū)雷口坡組雷四段的適應性，同時，借鑒其它地區(qū)碳酸鹽巖儲層流體判別經(jīng)驗，建立適應龍崗地區(qū)儲層特征的流體判別方法[5]。

在做好測井數(shù)據(jù)的標準化后，首先找出了雷四氣藏中試氣結果為純氣井或純水井的滲透層單層，排除巖性識別中非儲層的基礎上尋找出滲透層，根據(jù)純氣層或純水層的測井數(shù)據(jù)判斷滲透層的流體屬性，從而判別氣水層。判別過程中，可使用多種適宜于本區(qū)域的氣水識別方法來綜合判別，最終得出儲層的流體性質(zhì)，建立一套完整的判別方案[6]。

2.2 視地層水法

含水的純地層電阻率表示為：

純地層真實電阻率表示為：

式（2）除以式（1）得到：

式中：Ro為含水的純地層電阻率，Ω·m；Rt為純地層真實電阻率，Ω·m；a為與巖性有關的比例系數(shù)；φ為孔隙度，小數(shù)；m為孔隙指數(shù)或膠結系數(shù)，取決于巖性和孔隙結構的系數(shù)；Rw為鹽水的電阻率，Ω·m；Rwa為地層水電阻率，Ω·m；Sw地層水飽和度，小數(shù)。

式（3）可作為利用視地層水電阻率法劃分氣、水層的依據(jù)。

若以Sw＜30%作為劃分氣層的標準，Sw≥45%作為劃分水層的標準，則有：

1）氣層：Sw＜30%；

2）氣水同層：30%≤Sw＜45%；

3）水層：Sw≥45%。

龍崗雷四段儲層屬于低孔、低滲儲層，部分井裂縫發(fā)育，鉆井液侵入深度一般較深，且井壁垮塌較為嚴重。同時，儲層含水飽和度和地層水礦化度較高，對電阻率測井信息影響較大。部分井氣層，氣、水同層，水層的電阻率差異不明顯，從而增加了電阻率測井判別儲層流體性質(zhì)的難度。因此，龍崗雷四氣藏不宜使用該方法。

2.3 雙側向測井識別法

深側向測井的探測深度較深，所測得的電阻率為原狀地層電阻率（Rt），而淺側向測井探測深度比深側向測井淺，主要探測侵入帶地層電阻率（Rxo）：①在氣層，侵入帶孔隙空間中的天然氣部分被泥漿濾液取代，導致侵入帶地層電阻率降低，在雙側向曲線上表現(xiàn)為正差異，即Rt＞Rxo；②在水層，若泥漿濾液電阻率大于地層水電阻率，深淺雙側向呈負差異；若泥漿濾液電阻率小于地層水電阻率，深淺雙側向可能呈正差異或無差異。

該方法在龍崗氣田雷四氣藏70口直井中，僅32口井有效果，應用率為45.7%，其余井使用雙側向測井識別氣水效果不明顯。

雙側向測井識別法適用于孔隙型儲層的流體性質(zhì)判別。對于裂縫發(fā)育的儲層，裂縫的產(chǎn)狀會影響雙側向的顯示差異。龍崗氣田雷四段部分井儲層段有低角度裂縫發(fā)育，導致雙側向無差異或負差異，因此，識別結果并不理想。此外，龍崗地區(qū)雷四段井壁垮塌現(xiàn)象較嚴重，再加上泥漿侵入，掩蓋和淹沒了儲層中少量油氣對深淺雙側向電阻率差異的影響，導致產(chǎn)氣層的雙側向差異更加不明顯。因此，用雙側向測井識別法判別儲層流體性質(zhì)之前，應先將純泥巖層的深淺雙側向電阻率重新進行校正，提高判別的可靠性。

2.4 孔隙度—電阻率交會法

孔隙度—電阻率交會法是由Archie公式推導而來的。根據(jù)Archie公式，得：

兩邊取對數(shù)，并令y=lgRt，x=lgφ，可得：

式中：b為與巖性有關的比例系數(shù)；n為飽和度指數(shù)。

從式（5）式可以看出：在雙對數(shù)坐標中，Rt與φ之間關系是一組斜率為-m，截距為lg（abRw/Swn）的直線。對于巖性穩(wěn)定（a，b，m，n不變），地層水電阻率Rw穩(wěn)定的解釋井段，直線的截距僅隨含水飽和度Sw而變。由此便可以獲得一組隨Sw變化的平行線，可以利用這組直線來定性判別氣、水層。

利用龍崗地區(qū)雷四的基本參數(shù)繪制孔隙度—電阻率交會圖（圖1）。圖1中的樣點均為有試氣結果的儲層，實際試氣結果驗證表明，27個層點中（干層未統(tǒng)計），除了5個層點不符合外，其余22個層點均符合，符合率為81.5%。孔隙度—電阻率交會法在龍崗雷四氣藏具有比較好的效果，可以作為儲層流體性質(zhì)判別的主要方法。

圖1 龍崗雷四氣藏試氣層孔隙度—電阻率交會圖Fig.1 Porosity-resistivity cross plot of test layer of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

2.5 聲波—電阻率交會圖

由聲波時差與深側向電阻率交會圖（圖2）可以看出：相同聲波時差條件下，氣層的電阻率高于氣水層和水層；對于純氣層，聲波值越大，氣層的電阻率越低，這也符合阿爾奇公式規(guī)律。因此，聲波—電阻率交會圖法可以作為一種較好的氣水識別方法，通過聲波—電阻率交會可將氣層、水層及氣水層較明顯的區(qū)分開。

利用聲波—電阻率交會圖，根據(jù)試氣結果，流體回判的正確率為88.9%，可以用本次判別對未知層位含流體類型進行識別。

應用以上方法分別對27個有試氣結果的層段儲層流體進行判別分析。結合測井以及試氣分析結果，其判別結果見表1。

圖2 龍崗雷四氣藏試氣層聲波—電阻率交會圖Fig.2 Acoustic wave-resistivity cross plot of test layer of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

表1 雷四3層各小層流體類型AC-Rt交會判別統(tǒng)計Table 1 Fluid typeAC-Rtintersection discriminant statistics of every small layer in Leisi 3 layer

2.6 氣水層多元判別分析識別方法

根據(jù)聲波測井（AC）、中子測井（CNL）、密度測井（DEN）和電阻率測井（Rt）[7]，選擇龍崗12、龍崗20等15口井的雷四3段的18個滲透層單層共18個樣本的測井響應值作為建立判別函數(shù)的樣本。結合試氣結果將儲層流體劃分成3類：

1）第一類為氣層：

Yg=12.807AC+38.132CNL+4 558DEN+157.013lgRt-6 896

2）第二類為氣水層：

Ygw=12.257AC+38.793CNL+4 606DEN+156.683lgRt-7 005

3）第三類為水層：

Yw=10.774AC+39.279CNL+4 616DEN+155.527lgRt-6 964

各樣本氣水層識別回判率總結見表2。

利用樣本回歸出的多元判別式，對龍崗氣田雷四氣藏52個測井解釋層進行判別。得到的判別結果與孔隙度—電阻率交會圖、聲波—電阻率交會圖結果對比，其中符合的有43層，不符合的為9層，符合率為82.7%。

表2 雷四3層各小層流體類型多元判別回判統(tǒng)計Table 2 Fluid type multiple discriminant statistics of every small layer in Leisi 3 layer

3 結論

1）儲層的測井響應受儲層本身的特征影響，還要受一些非儲層因素影響，如泥漿對地層的污染程度、地層水礦化度、井眼條件等。受非地層因素影響，一些測井信息完全不能反映原狀地層特征或原狀地層只能很低程度影響測井響應。在這種情況下，單純用測井資料判別儲層流體性質(zhì)，效果一般不會太好。

2）龍崗氣田雷四氣藏雷四段儲層屬于低孔、低滲的裂縫—孔隙型儲層和孔隙型儲層，部分井裂縫發(fā)育，鉆井液侵入深度一般較深；此外，雷四段巖性復雜，巖性對流體性質(zhì)判別的影響大；同時，儲層含水飽和度和地層水礦化度較高時，對電阻率測井信息影響較大。部分井氣層、氣水同層、水層的電阻率差異不明顯，測井判別儲層流體性質(zhì)的難度大。

3）每種判別儲層流體性質(zhì)的方法都有一定的局限性。龍崗氣田雷四氣藏的氣、水判別是在雙側向電阻率初步預判的基礎上，使用孔隙度—電阻率交會圖、聲波—電阻率交會圖與多元判別法相結合的方式進行儲層流體性質(zhì)的識別，符合率分別為81.5%、88.9%、82.7%。實際應用證明，上述方法對于龍崗氣田雷四氣藏氣水層識別具有很好的效果。

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（編輯 尹淑容）

Analysis on adaptability of gas and water layer recognition method of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

Cao Yu1,Lin Fan1,Tian Huijun1and Ou Jiaqiang2
(1.CDUT College of Energy Resources,Chengdu,Sichuan 610059,China;2.Research Institute of Chuanzhong Oil and Gas Mines, Petrochina Southwest Oil and Gas Branch,Suining,Sichuan 629000,China)

With the characteristics of low porosity and permeability,Leisi gas reservoir in Longgang gas field belongs to fracturedporous and porous reservoirs,and this typical carbonate gas reservoir has complex geology condition.In order to complete efficient development of the whole gas field and clarify gas and water distribution,fluid property of gas reservoir was identified.Based on the complex lithology,physical property,pore space and wellbore conditions of Leisi gas reservoir,various factors affecting fluid identification were analyzed.The results show that these factors have large influence on reservoir fluid property identification,and the effect is generally not too ideal if only using well logging data,thereby revealing the poor applicability of gas and water identification method in earlier stage.By using dual lateral resistivity,porosity-resistivity cross plot,acoustic wave-resistivity cross plot and multiple discriminate method to identify gas and water layer,a set of fluid identification methods adapted to Longgang reservoir features were established.The results show that coincidence rates of gas and water layer by porosity-resistivity,acoustic wave-resistivity and multiple discriminate method respectively are 81.5%,88.9%and 82.7%.Practical applications show that these methods have good effects on gas and water layer interpretation of Leisi gas reservoir in Longgang gas field.

Longgang gas field,Leisi gas reservoir,log interpretation,gas and water identification,cross plot,multiple discriminate

P631.8

：A

2015-06-29。

曹煜（1990—），男，在讀碩士研究生，油氣藏工程及數(shù)值模擬。