松遼盆地致密砂巖油儲層巖性識別方法

劉德春

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163412）

松遼盆地致密砂巖油儲層巖性識別方法

劉德春*

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163412）

松遼盆地致密油勘探已經(jīng)成為大慶油田增儲上產(chǎn)的工作重點，由于致密油儲層通常采用水平井+油基鉆井液的鉆井工藝，造成巖屑細碎、污染嚴重，給巖性識別和評價帶來了困難，大慶油田針對這些難點，引進了新技術，形成了致密儲層錄井巖性評價技術，在探井中應用，取得了良好的效果。

致密油；水平井；巖性

近年來，以致密油氣、頁巖氣為代表的非常規(guī)油氣資源成功實現(xiàn)了規(guī)模開發(fā)、推動全球油氣工業(yè)進入常規(guī)資源與非常規(guī)資源并重發(fā)展的新階段。致密油的分布具有普遍性，資源潛力很大。我國致密油的發(fā)展起步較晚，近年來隨著水平井和壓裂改造技術和規(guī)?；瘧?，提高了單井產(chǎn)量，推動了致密油勘探開發(fā)區(qū)的重大進展。大慶油田在致密砂巖油區(qū)帶優(yōu)選上，已確定3個重點區(qū)帶：大慶長垣、三肇、齊家等具有億噸級探明儲量的潛力。主要目的層段為齊家—古龍地區(qū)源內(nèi)的高臺子油層和源下的扶楊油層。致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)烴源巖層系的致密儲層中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運移而形成的油氣聚集，一般無自然產(chǎn)能，需通過大規(guī)模壓裂技術才能形成工業(yè)產(chǎn)能。

致密油評價的重點不是落實圈閉和油氣水層判別，而是通過開展優(yōu)質(zhì)烴源巖和儲層集中發(fā)育段的地質(zhì)評價，尋找二者的交集—“甜點”［1］。致密油的評價重點體現(xiàn)在“七性關系”評價上，即巖性、物性、含油性、電性、烴源巖特性、脆性和地應力各向異性7個方面的評價，而巖性是作為所有評價手段的基礎，只有準確地確定巖性，恢復井筒剖面，才能優(yōu)選最具價值的“甜點”，實現(xiàn)產(chǎn)能的最大化。

1　致密油水平井巖性解釋評價影響因素

為了提高產(chǎn)量，目前致密油勘探開發(fā)多數(shù)采用水平井鉆井+體積壓裂技術，同時為了保持水平段井眼穩(wěn)定，通常使用油基鉆井液體系。油基鉆井液水平井識別評價的難點是針對受到污染的細碎混合樣品，如何消除影響，獲得準確的巖性。采集技術受巖屑準確性降低，巖屑中含油砂巖準確含量及歸位受到影響，評價技術沒有適合水平井的資料處理技術，不能恢復地層剖面。針對這些因素，采用巖屑伽馬、XRD、巖屑圖像采集技術等新的錄井技術，促進了致密油巖性解釋評價技術的發(fā)展。

2　致密油解釋巖性評價技術

水平井因其自身井眼結(jié)構(gòu)的特點，巖屑運移方式與直井有相當大的差別，在水平段和造斜段，巖屑以滾動、懸浮以及跳躍方式搬運，且在造斜段易形成“巖屑床”。另外，因工程需求水平井大多采用齒輪小且密的PDC鉆頭鉆井，導致了本身就比較小的巖屑反復受到鉆具、井壁、套管壁的碰撞，造成巖屑更細小、代表性差。在直井砂泥巖識別是簡單的，但水平井巖屑呈粉末狀，用油基鉆井液后，巖屑難以清洗，清洗過程中真巖屑漏失假巖屑增多，不僅識別難，含量也很難確定，對巖性定名和含油產(chǎn)狀都有很大影響。

2.1巖性識別

2.1.1巖屑上返的機理研究

巖屑沉積床的不斷形成和破壞，導致不同時間破碎的巖屑在上返過程中混雜在一起，為巖屑的描述分層增加了難度。在實際鉆井過程中，還有2個因素會使因巖屑沉積床造成的巖屑混雜更為嚴重。一是環(huán)空內(nèi)鉆具因自重處于偏心狀態(tài)，鉆桿對已經(jīng)形成的相對穩(wěn)定的巖屑床反復沖擊摩擦；二是動力鉆具打鉆時，鉆頭旋轉(zhuǎn)而鉆具不旋轉(zhuǎn)，鉆具貼下井壁不動，使巖屑沉積床形成的機會和規(guī)模大大增加。

通過對巖屑上返的機理的研究，發(fā)現(xiàn)斜井和水平井中巖屑的運移由巖屑單元所受到的主動力狀態(tài)決定，且鉆井液返速（流核區(qū)厚度、速梯區(qū)厚度）、井斜角、巖屑密度、巖屑直徑、旋轉(zhuǎn)鉆柱、巖屑床附面層的速度梯度及巖屑突出床面高度等，對巖屑的運移和動巖屑床的形成、靜巖屑床的破壞均有較大的影響，但對于水平井返砂效率沒有明確的論述。

2.1.2巖性識別的方法

2.1.2.1加強常規(guī)方法判別巖性

現(xiàn)場在自然光和熒光燈下觀察，分別對濕樣、干樣進行描述，重點是描述砂巖百分含量和含油砂巖百分含量。將粘在一起的巖屑捻開，借助高倍放大鏡觀察。Ap1井現(xiàn)場水平井巖屑在1984m巖性為灰棕色油跡粉砂巖，熒光面積為1.0%；2107.0m巖性為灰棕色油斑泥質(zhì)粉砂巖，熒光面積為7.2%；2142.0m巖性為灰棕色油浸粉砂巖，熒光面積為20.5%。

2.1.2.2應用鉆時和氣測輔助識別儲層巖性

在鉆井參數(shù)相對穩(wěn)定的情況下，鉆時的變化主要與巖性有關。當鉆遇同一地層鉆時是相對穩(wěn)定的，實時跟蹤時鉆時突變（變大變?。r，說明鉆遇的地層巖性可能發(fā)生變化，跟蹤撈取巖屑，進一步落實儲層巖性。

當氣體檢測分析的全烴或組份分析參數(shù)有變化時，說明鉆遇地層巖性可能發(fā)生變化，跟蹤撈取巖屑，進一步落實儲層巖性。

舉例：L26-P12井：

3100～3240m，平均鉆時約13min，巖性為油斑粉砂巖，3240～3250m，平均鉆時降至5min，巖性變?yōu)槟鄮r，全烴也從1.8%降至1.1%，在3240m處出層。

3250～3330m，平均鉆時約3min，巖性為油斑粉砂巖，3330～3370m，平均鉆時升至19min，巖性變?yōu)槟鄮r，全烴也從4.1%降至1.3%，在3330m處出層。

3370～3490m，平均鉆時升至8min，巖性變?yōu)橛桶叻凵皫r，全烴又從1.3%降至2.9%，在3370m處入層。

2.1.2.3利用巖屑伽馬判斷巖性

松遼盆地碎屑巖主要為砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，而砂巖到泥巖的變化主要體現(xiàn)在巖石中泥質(zhì)含量的變化，這種泥質(zhì)含量的變化會導致巖石自然放射性的變化。由于泥質(zhì)成分較細小，有較大的比表面積，其吸附能力也較強，泥質(zhì)成分越多，吸附的放射性物質(zhì)就越多，總伽馬值就越大。巖屑細碎成粉末后，砂巖和泥巖相對含量難以確定，利用井筒巖屑伽馬，可以通過標定曲線，得出砂泥的相對含量，對巖屑剖面做出更合理的解釋，實現(xiàn)準確的巖性識別。

2.1.2.4利用XRD技術判斷巖性

大慶錄井引進X射線衍射技術，根據(jù)該項技術分析的礦物成分含量，判斷巖性。松遼盆地北部扶余油層發(fā)育的巖性主要為粉泥巖［2］。通過5口井130塊樣品分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隨著巖性由泥巖→粉砂質(zhì)泥巖→泥質(zhì)粉砂巖→粉砂巖變化［2］，粘土礦物含量明顯降低，長石、石英含量表現(xiàn)為升高的趨勢，根據(jù)分析結(jié)果統(tǒng)計，建立了不同巖性粘土礦物劃分標準（見表1）。

表1　不同巖性粘土礦物劃分標準

2.2巖屑歸位

目前致密油水平井目的層均為含油砂巖層，在層內(nèi)運行氣測值較高，出層后巖性變?yōu)槟鄮r，氣測響應值下降，可以判斷巖性出現(xiàn)變化，通過13口井水平井水平段出層和入層情況氣測與巖性變化的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)其變化與隨鉆的上下伽馬的變化一致，說明鉆進軌跡顯示出層或入層時，氣測和巖屑巖性會相應出現(xiàn)變化，說明在水平井段巖屑可以反正真實的地層變化，所以用氣測資料、巖性結(jié)合上下伽馬進行巖屑歸位的方法是可行的。

2.3井筒剖面的恢復和巖性重新解釋

利用巖屑歸位方法首先對水平井本井進行歸位，再利用建立的巖屑識別方法，對巖屑剖面進行重新解釋，使巖性與水平井軌跡運行情況相吻合。

3　實際應用效果

應用本文建立的致密油巖性評價方法，進行層段優(yōu)選，在探井應用了45口井（直井19口，水平井24口），試油30口井，其中27口井獲得工業(yè)油流，YP1、AP3、PP1等探井取得了日產(chǎn)油30t以上的重大突破，試油層數(shù)101層，解釋符合率97.8%。ZP5井扶余油層水平段長926m，錄井解釋34層，其中致密油Ⅰ－1類層9層，厚630.0m；致密油Ⅰ－2類層12層，厚137.2m；致密油Ⅱ類層7層，厚72.2m；干層6層，厚89.6m。該井27、28、30、34、38、43、44、47、48、50、52、54、57、59號層合壓，日產(chǎn)油26.34t/d。

4　結(jié)論與建議

（1）本文中建立的致密油錄井巖性評價技術可以對致密儲層的巖性進行全面的評價，近而為致密油儲層的壓裂優(yōu)選提供技術支撐，在探井和實驗區(qū)應用，取得了很好的效果。

（2）致密油勘探開發(fā)在油田還是剛剛起步，巖性評價沒有完全消除混油混樣影響，砂巖含量的準確性尚需進一步驗證，在以后的攻關和實踐中，將繼續(xù)完善分析方法，建立有效致密儲層巖性采集、評價和解釋規(guī)范。

P618.13

A

1004-5716（2016）08-0080-03

2015-09-01

2015-09-07

劉德春（1961-），男（漢族），黑龍江大慶人，助理工程師，現(xiàn)從事錄井解釋研究工作。

［1］趙政璋，杜金虎，等.致密油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2013.

［2］藤工生，楊光照，修天竹.隨鉆X射線衍射分析儀在吉林探區(qū)的試驗與應用［J］.錄井工程，2012（4）：6-9.