川西中江氣田沙溪廟組儲(chǔ)層測(cè)井研究

張偉鋒，王志文，劉利珍

（中石化西南石油工程有限公司測(cè)井分公司，四川成都610100）

川西中江氣田沙溪廟組儲(chǔ)層測(cè)井研究

張偉鋒*，王志文，劉利珍

（中石化西南石油工程有限公司測(cè)井分公司，四川成都610100）

綜合分析認(rèn)為該研究區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)層總的測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為三低一高一中一負(fù)；通過(guò)孔隙度重疊法、多參數(shù)判別法、視地層水電阻率法、孔飽交會(huì)法、偶極聲波氣檢測(cè)法對(duì)研究區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)層進(jìn)行流體判別；結(jié)合測(cè)井資料，根據(jù)中江沙溪廟組現(xiàn)有測(cè)試成果建立了一套中江沙溪廟組儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

巖性特征；流體判別；儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)；中江氣田

近年中江沙溪廟組大量開(kāi)展水平井鉆井，普遍獲得了較好的產(chǎn)能。中江氣田沙溪廟組探明儲(chǔ)量為110.09×108m3，表明該區(qū)域具有較大的勘探潛力。目前中江沙溪廟組取芯井共有27口，根據(jù)巖芯數(shù)據(jù)分析結(jié)果，中江沙溪廟組儲(chǔ)層屬于低滲透、致密砂巖儲(chǔ)層。低滲、致密儲(chǔ)集層具有橫向變化大、非均質(zhì)性強(qiáng)等因素，這些因素一直是測(cè)井解釋研究中的難點(diǎn)，給流體判別和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)增加了許多難度。

到目前為止,中江氣田鉆達(dá)沙溪廟組的共有鉆井80余口，并且在前幾年的基礎(chǔ)上增加了取芯資料，取芯資料較豐富。本文結(jié)合中江地區(qū)地質(zhì)特征對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行處理分析，總結(jié)出了該區(qū)域儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征；利用測(cè)井資料，在多種流體判別方法的基礎(chǔ)上建立了該區(qū)域儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1 儲(chǔ)層識(shí)別

中江沙溪廟組儲(chǔ)層總的響應(yīng)特征表現(xiàn)為三低一高一中一負(fù)，即低自然伽馬、低中子、低密度、高聲波、中等電阻率，自然電位相對(duì)負(fù)異常。自然伽馬低—中值；井徑平直或縮徑；電阻率呈高值（深、淺側(cè)向電阻率有一定的正幅度差）；三種孔隙度曲線組合形態(tài)反映了儲(chǔ)集性能的差異：當(dāng)?shù)貙雍瑲庑院脮r(shí)，聲波時(shí)差增大，中子、密度測(cè)值降低，在測(cè)井曲線圖上表現(xiàn)密度與聲波變化一致，與中子曲線出現(xiàn)反向交叉（即通常所說(shuō)的中子“天然氣挖掘效應(yīng)”）；個(gè)別儲(chǔ)層發(fā)育裂縫，表現(xiàn)為電阻率在高背景下局部降低，聲波跳躍（見(jiàn)圖1）。

2 流體判別方法

目前流體性質(zhì)判別的方法較多，基于中江區(qū)塊沙溪廟組地層的實(shí)際情況。主要采用了孔隙度重疊法、多參數(shù)判別法、視地層水電阻率法、孔飽交會(huì)法、偶極聲波氣檢測(cè)法等進(jìn)行流體判別。

2.1 孔隙度重疊法

利用天然氣對(duì)補(bǔ)償中子和聲波測(cè)值的影響，重疊兩孔隙度曲線進(jìn)行含氣性識(shí)別，是碎屑巖地層中常用的一種含氣性定性識(shí)別技術(shù)。補(bǔ)償中子測(cè)量地層的含氫指數(shù)，在碎屑巖地層中巖石骨架的中子測(cè)量值較小，中子測(cè)值主要受地層中油、氣和水含量的影響。由于天然氣的含氫指數(shù)比油和水的含氫指數(shù)低，因此在相同大小的孔隙中，含氣時(shí)測(cè)量的中子值比含水和含油時(shí)測(cè)量的中子值低，這就是所謂的中子“天然氣挖掘效應(yīng)”。

聲波曲線反映了傳播路徑上巖石和流體的聲學(xué)物理特性，孔隙度中存在流體時(shí)將使聲波時(shí)差增大。當(dāng)儲(chǔ)層中完全含氣時(shí)，聲波時(shí)差增大而中子測(cè)值變小，在非儲(chǔ)層段重疊兩曲線后則會(huì)在含氣儲(chǔ)層段出現(xiàn)明顯的差異，據(jù)此可以定性判斷儲(chǔ)層含氣。當(dāng)儲(chǔ)層中含水時(shí)，聲波時(shí)差比完全含氣時(shí)略小，中子測(cè)值增大，其差異將變小以至曲線完全重疊。

2.2 多參數(shù)綜合判別法

多參數(shù)判別是根據(jù)測(cè)井曲線的響應(yīng)特征，突出儲(chǔ)層品質(zhì)或儲(chǔ)層含氣性的一種分析技術(shù)。首先對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行環(huán)境校正，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理，以減小各曲線量綱不同造成的數(shù)值差異，選擇聲波時(shí)差、中子、密度、自然伽馬、自然電位及電阻率測(cè)井資料構(gòu)筑天然氣判別函數(shù)VV進(jìn)行儲(chǔ)層含氣性識(shí)別。VV值大反映孔隙度高，含氣性好。氣層的VV值一般大于2。

圖1 X9井（JS24）氣層曲線

圖2是使用多參數(shù)判別方法處理的X9井沙溪廟組成果圖。圖中的VV是使用三條孔隙度曲線和自然伽馬、自然電位及深側(cè)向電阻率構(gòu)筑的函數(shù)，考慮了地層的巖性、孔隙性、含氣性及電性特征，其值綜合反映了儲(chǔ)層的品質(zhì)，該井第17層VV值大于2，第16層、17層、18層合試，獲得了2.1855×104m3/d的產(chǎn)能。

2.3 視地層水電阻率法

在假定地層孔隙流體全部為水的條件下，根據(jù)Archie公式計(jì)算地層的視地層水電阻率及比值Rwa、Rwr。一般情況下泥巖段與水層段的Rwa值較穩(wěn)定，與該地層段的真地層水電阻率接近；含氣砂巖段的Rwa一般較泥巖段增大，若砂巖段的Rwa值大于相同地層泥巖段Rwa的2～4倍，說(shuō)明砂巖段孔隙流體不是以水為主，即近似認(rèn)為是油氣儲(chǔ)層。計(jì)算的Rwa值越高，反映地層孔隙中含油氣飽和度越高。

將計(jì)算的視地層水電阻率(Rwa)與地層水電阻率的背景值進(jìn)行比較，可以獲得一個(gè)參數(shù)(Rwr)。一般Rwr大于3的儲(chǔ)層為氣層，Rwr大于2的儲(chǔ)層為差氣層，Rwr小于2的砂體為干層，泥巖層的Rwr接近于1。圖2中的Rwa、Rwr顯示了X9井計(jì)算的沿井軸剖面視地層水電阻率，17號(hào)層Rwa值大于相同地層泥巖段Rwa的3倍，Rwr大于3，表明該層是較好的油氣儲(chǔ)層。

2.4 偶極聲波氣檢測(cè)法

孔隙中含有天然氣時(shí)使縱波速度降低，但對(duì)橫波速度影響很小，因此把Vp/Vs與DTC交會(huì)，在巖石孔隙一定的條件下，隨著含氣飽和度的增大，交會(huì)點(diǎn)向右下方移動(dòng)。因此在有了偶極聲波測(cè)井資料的條件下，取得了準(zhǔn)確的Vp和Vs，利用Vp/Vs與DTC交會(huì)能準(zhǔn)確地劃分出含天然氣地層。

2.5 孔飽交會(huì)法

依據(jù)阿爾奇公式，可以發(fā)現(xiàn)，地層含水飽和度與孔隙度、地層電阻率、地層水電阻率等因素有關(guān)。這里根據(jù)這個(gè)公式討論一下含氣儲(chǔ)層與含水儲(chǔ)層飽和度與孔隙度的關(guān)系。對(duì)于含氣儲(chǔ)層，地層水處于束縛狀態(tài)，束縛水的飽和度與孔隙度呈現(xiàn)近似反比關(guān)系，呈近似雙曲線關(guān)系。亦即孔隙度增大時(shí)，束縛水飽和度降低，反之則束縛水飽和度增加；而對(duì)于含水儲(chǔ)層，含水飽和度與孔隙度則不會(huì)有這種關(guān)系。因此，利用儲(chǔ)層孔隙度與含水飽和度之間的相關(guān)關(guān)系程度，可以對(duì)儲(chǔ)層含流體性質(zhì)進(jìn)行判別。圖3為X32井2992.7～3012.9m(JS3)儲(chǔ)層孔飽交會(huì)圖，圖中孔隙度與含水飽和度呈明顯雙曲線關(guān)系，具含氣特征，測(cè)試產(chǎn)氣6.8523×104m3/d。

圖2 X9井沙溪廟組氣藏VV法、視地層水電阻率法處理成果圖

3 儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

中江氣田沙溪廟組氣藏儲(chǔ)層巖性以綠灰、灰色中—細(xì)粒砂巖為主。根據(jù)沙溪廟組氣藏試氣井資料統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)層巖性為細(xì)砂巖及以上即可達(dá)到儲(chǔ)量起算標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)巖芯分析數(shù)據(jù)確定中江沙溪廟組氣藏的物性下限標(biāo)準(zhǔn)為POR心=7.0%，利用巖電關(guān)系可推算出JS1、JS2、JS3砂組孔隙度的測(cè)井下限標(biāo)準(zhǔn)分別為POR測(cè)=7.03%、POR測(cè)=7.06%、POR測(cè)=7.02%。

中江沙溪廟組測(cè)試成果比較有限，新的測(cè)試結(jié)果主要以水平井為主，老井部分測(cè)試僅進(jìn)行了射孔。在現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，利用測(cè)試分析成果，通過(guò)研究測(cè)試產(chǎn)能與測(cè)井資料間的關(guān)系，確定了儲(chǔ)層的測(cè)井值域范圍。儲(chǔ)層劃分為3類(lèi)，即：氣層、差氣層、氣水同層。儲(chǔ)層的測(cè)井值域見(jiàn)表1。

圖3 X32井2992.7～3012.9 POR-SW交會(huì)圖

4 結(jié)論

（1）中江沙溪廟組儲(chǔ)層總的響應(yīng)特征表現(xiàn)為三低一高一中一負(fù)，即低自然伽馬、低中子、低密度、高聲波、中等電阻率，自然電位相對(duì)負(fù)異常；個(gè)別儲(chǔ)層發(fā)育裂縫，表現(xiàn)為電阻率在高背景下局部降低，聲波跳躍。

表1 中江沙溪廟組儲(chǔ)層測(cè)井值域表

（2）孔隙度重疊法、多參數(shù)判別法、視地層水電阻率法、孔飽交會(huì)法、偶極聲波氣檢測(cè)法相互佐證可以有效地識(shí)別儲(chǔ)層、判斷流體性質(zhì)。

（3）建立了中江氣田沙溪廟組儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

[1]葉茂才.川西坳陷中江構(gòu)造沙溪廟組沙二氣藏天然氣控制儲(chǔ)量和沙一、沙二氣藏預(yù)測(cè)儲(chǔ)量報(bào)告[R].中國(guó)石化西南分公司，2004.

[2]王志文，張偉鋒，等.2013年度儲(chǔ)量參數(shù)計(jì)算與上市儲(chǔ)量評(píng)估研究[E].中石化西南石油工程有限公司測(cè)井分公司內(nèi)部資料，2013.

[3]李陽(yáng)兵，等.馬井—什邡地區(qū)低滲透率儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)[J].測(cè)井技術(shù),2013,37(5)：499-504.

[4]楊克明，唐建明，等.川西致密砂巖氣藏預(yù)測(cè)技術(shù)[M].科學(xué)出版杜，2012.

[5]張?bào)?，?致密碎屑巖儲(chǔ)層測(cè)井技術(shù)論文集[C]//西北工業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[6]趙良孝，趙佐安，等.儲(chǔ)層流體類(lèi)型的測(cè)井判別方法[M].四川科技出版社，2009.

[7]歐陽(yáng)健，等.石油測(cè)井解釋與儲(chǔ)層描述[M].北京石油工業(yè)出版杜，1994.

表5 優(yōu)化數(shù)據(jù)對(duì)比

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭秀華，尹文斌，夏柏如，胡茂焱.鉆井液水力參數(shù)智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研制[J].鉆井液與完井液，2005，22(1):28-30.

[2]陳廷根，管志川.鉆井工程理論與技術(shù)[M].中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006.

[3]韓於羹.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.

[4]鉆井液赫—巴模式參數(shù)估計(jì)的新算法[J].中外能源，2008（13）：38-41.

[5]李天太，孫正義，李琪.實(shí)用鉆井水力學(xué)計(jì)算與應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[6]American Petroleum Institute.Recommended Practice on the Rheology and Hydraulics of Oil-well Drilling Fluids，API RP 13D Forth Edition.The American Petroleum Institute,2003（5）.

TE27

A

1004-5716(2015)01-0051-04

2014-02-14

2014-02-17

張偉鋒（1985-），男（漢族），湖北襄陽(yáng)人，工程師，現(xiàn)從事測(cè)井資料處理與解釋工作。