基于氣相烴類的渤海油田儲層含油氣性定量評價(jià)新方法及其應(yīng)用效果*

張建斌 譚忠健 胡 云

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300459；2.中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

常用于儲層流體評價(jià)的錄井技術(shù)有常規(guī)氣測錄井、Flair實(shí)時(shí)流體分析、地化錄井以及三維定量熒光錄井等。利用錄井參數(shù)建立的解釋圖版定性判別儲層流體性質(zhì)具有一定效果，但是不同地質(zhì)條件下的油氣層適用圖版及方法差異性比較大，難以形成一套統(tǒng)一有效的儲層流體評價(jià)體系[1-5]。同時(shí)，隨著勘探目標(biāo)向中深層邁進(jìn)，低對比度等復(fù)雜油氣層越來越多，導(dǎo)致儲層流體識別難度越來越大，常規(guī)錄井、測井資料評價(jià)難度大，此時(shí)通過錄井參數(shù)進(jìn)行定量解釋并結(jié)合測井相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，可以更為準(zhǔn)確地評價(jià)低對比度等復(fù)雜儲層流體，不僅對取樣或地層測試作業(yè)決策具有指導(dǎo)意義，而且能夠有效降低勘探成本[6-8]。因此，如何建立錄井測量參數(shù)與儲層含油氣豐度的數(shù)學(xué)關(guān)系是錄井定量評價(jià)儲層含油氣性的關(guān)鍵以及難點(diǎn)所在。

1 基于氣相烴類的渤海油田儲層含油氣性定量評價(jià)新方法

渤海油田氣測錄井目前使用的是GZG定量脫氣器與Reserval氣體檢測設(shè)備組合，測量數(shù)據(jù)主要包括氣全量(Tg)、甲烷(C1)、乙烷(C2)、丙烷(C3)、異丁烷(iC4)、正丁烷(nC4)、異戊烷(iC5)及正戊烷(nC5)等氣態(tài)烴含量(一般稱C1與C2為氣測輕組分，C3及以上為氣測重組分)。常規(guī)氣測錄井主要從2個方面評價(jià)儲層流體，一是氣測值的高低，二是烴組分比值的變化規(guī)律。其中，氣測值的縱向變化在一定程度上能夠反映地層含油氣性的變化，可以用來定性解釋儲層流體性質(zhì)；而氣測烴組分比值主要與地層油氣的組分特征及流體在儲層內(nèi)垂向分異特征有關(guān)，烴組分比值的變化對儲層垂向上含油氣性的變化具有較強(qiáng)的指示意義，可以作為分析儲層含油氣性的特征參數(shù)[9-11]。

通過分析典型的油氣水層剖面可以看出，在同一油水系統(tǒng)下，氣測重組分在揭開氣層時(shí)大幅升高，在氣油界面附近再次整體抬升，鉆遇到油水界面后迅速降低；而輕組分與重組分的比值在揭開氣層時(shí)降低，在氣油界面附近升高，鉆遇到油水界面后再次整體降低(圖1)。也就是說，二者的變化趨勢在油氣層頂?shù)捉缑嫦喾矗谟蜌鈱佣蝺?nèi)趨勢相同。根據(jù)這個特點(diǎn)，利用氣測重組分與輕重組分比值進(jìn)行交會可以識別出油氣層的頂?shù)捉缑?。分別定義2個油氣指數(shù)Y與Z，即

圖1 渤海油田儲層含油氣豐度計(jì)算模型Fig.1 The calculation model of oil and gas abundance of reservoirs in Bohai oilfield

Y=(4C4+5C5)/(C1+2C2)

(1)

Z=(C4+C5)/(C1+C2)

(2)

通過對大量油氣水層分析發(fā)現(xiàn)油氣指數(shù)與氣測重組分交會面積大小與儲層含油氣性存在關(guān)聯(lián)，利用這一特點(diǎn)可以建立氣測烴組分與儲層含油氣豐度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而得到一種定量評價(jià)儲層含油氣性的模型。由于不同構(gòu)造及不同層位油氣層烴類組分構(gòu)成的差異性，綜合利用這2個油氣指數(shù)與氣測烴類組分中的重組分C3及C4+C5分別進(jìn)行交會得到4個交會指數(shù)(即S1、S2、S3、S4)，并最終擬合成一個綜合性參數(shù)——含油氣豐度SH(圖1)，以適應(yīng)不同類型油氣層的評價(jià)。

S1=(C3-Y)/C3×100%

(3)

S2=(C4+C5-Y)/(C4+C5)×100%

(4)

S3=(C3-Z)/C3×100%

(5)

S4=(C4+C5-Z)/(C4+C5)×100%

(6)

SH=(S1+S2+S3+S4)/4

(7)

含油氣豐度是利用氣測重組分與重輕組分比值交會關(guān)系計(jì)算出來的反映儲層含油氣性的一個量化指標(biāo)。渤海油田多個井區(qū)不同層位的油氣水層統(tǒng)計(jì)規(guī)律顯示，含油氣豐度與測井解釋含油飽和度具有較高的可比性，據(jù)此建立了渤海油田常規(guī)儲層流體定量解釋標(biāo)準(zhǔn)(表1)，這樣在利用含油氣豐度快速評價(jià)儲層流體性質(zhì)時(shí)只需考慮儲層厚度及含油氣豐度大小。

表1 渤海油田常規(guī)儲層流體定量解釋標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The quantitative interpretation standard of conventional hydrocarbon reservoirs in Bohai oilfield

2 應(yīng)用效果

2.1 新近系油氣水層解釋(以龍口9-A構(gòu)造為例)

1)高阻水層(LK9-A-2井)。

LK9-A-2井新近系館陶組2 055.0～2 145.0 m井段錄井油氣顯示活躍，氣測錄井氣全量(Tg)3.5%～5.9%，烴組分齊全，地化熱解值S1最高2.0 mg/g，S0最高0.17 mg/g；同時(shí)層段①、②、③電阻率達(dá)20～30 Ω·m，層段④氣測及地化值低，電阻率4.0 Ω·m為標(biāo)準(zhǔn)水層。從常規(guī)資料來看，層段①、②、③為油氣層特征，層段④為水層特征。但是通過本文新方法含油氣豐度的計(jì)算，可以看出：層段②含油氣豐度達(dá)60%，且C1/C3值為高值，為氣層特征；而層段①、③與層段④一樣，油氣指數(shù)與重?zé)N組分未交會，反映儲層含油氣豐度低，達(dá)不到油氣層標(biāo)準(zhǔn)。針對該井錄井與測井解釋的矛盾，最終在井深2 062.1 m處取樣得到氣50 mL、油0 mL、水400 mL，在2 128.0 m處取樣得到氣400 mL、油50 mL、水100 mL，取樣結(jié)果與錄井解釋結(jié)論相符(圖2)。

2)低阻油層(LK9-A-1井)。

根據(jù)LK9-A-1井新近系館陶組油氣顯示特征可以分為3個層段，其中層段①、③油氣顯示較好，氣測錄井氣全量(Tg)10.0%～20.0%，烴組分齊全，本文方法計(jì)算的含油氣豐度65.0%～90.0%(薄層40.0%～50.0%)，結(jié)合C1/C3比值可知層段①、③表現(xiàn)為油氣層特征；但是該井段地化熱解值S1普遍小于1.0 mg/g，S0最高0.04 mg/g，同時(shí)電阻率值在10.0 Ω·m左右，特別是層段③底部兩層油氣層的電阻率約5.0 Ω·m，部分錄測井特征與層段②沒有明顯區(qū)別，錄井與測井資料存在明顯矛盾(圖3)。最終該井在1 796.5～1 809.8 m井段進(jìn)行地層測試，日產(chǎn)原油113.52 m3、日產(chǎn)氣9 171 m3、日產(chǎn)水0 m3，測試結(jié)論為低阻油層，與含油氣豐度計(jì)算結(jié)論相符。同時(shí)，分析認(rèn)為由于該井機(jī)械鉆速快(儲層段平均機(jī)械鉆速超100 m/h)，基于巖屑的地化錄井受到巖屑樣品代表性低的影響，不能有效地反映儲層含油氣性的變化，此時(shí)基于鉆井液的氣測錄井具有明顯的優(yōu)勢。因此，在渤海油田淺層探井優(yōu)快鉆井條件下，本文方法為該地區(qū)錄井解釋符合率低的問題提供了有效的配套解決方案。

對渤海油田龍口9-A構(gòu)造主要油氣顯示層(共29層)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明本文方法解釋符合層數(shù)為27層，符合率達(dá)93.1%，而且計(jì)算含油氣豐度與測井解釋含油飽和度吻合度高(表2、3)，同時(shí)在低對比度等疑難儲層的解釋方面取得了較好應(yīng)用效果。

圖2 渤海油田L(fēng)K9-A-2井油氣水層解釋成果Fig.2 The interpretation of oil,gas and water layers in Well LK9-A-2，Bohai oilfield

圖3 渤海油田L(fēng)K9-A-1井油氣水層解釋成果Fig.3 The interpretation of oil,gas and water layers in Well LK9-A-1,Bohai oilfield

表2 渤海油田龍口9-A構(gòu)造新近系儲層流體錄測解釋對比Table 2 The fluid interpretation conclusions contrast of Neogene reservoirs in structure LK9-A,Bohai oilfield

表3 渤海油田龍口9-A構(gòu)造新近系儲層錄測解釋符合率統(tǒng)計(jì)Table 3 The fluid interpretation coincidence rate of Neogene reservoirs in structure LK9-A,Bohai oilfield

2.2 古近系油氣水層解釋(以墾利6-A構(gòu)造為例)

鉆探證實(shí)，墾利6-A構(gòu)造油氣顯示活躍，東營組東二下段發(fā)育多套油氣層，但由于氣層巖屑熒光微弱，同時(shí)烴損速度較快，地化熱解等基于巖屑的評價(jià)方法應(yīng)用效果差。通過本文方法計(jì)算儲層含油氣豐度，結(jié)合C1/C3比值快速定性及定量評價(jià)儲層含油氣性，結(jié)果表明錄井綜合解釋上部以氣層為主，下部以油層為主。最終在井深1478.5 m處電纜取樣得到氣40 mL、油600 mL以及泥漿濾液200 mL，與錄井解釋相符。對墾利6-A構(gòu)造主要油氣顯示層(共45層)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明解釋符合層數(shù)為40層，符合率88.9%，而且計(jì)算含油氣豐度與測井解釋含油飽和度可對比性較好(圖4，表4)。

圖4 渤海油田KL6-A-3Sa井油氣水層解釋成果Fig.4 The interpretation of oil,gas and water layers in Well KL6-A-3Sa,Bohai oilfield

表4 渤海油田墾利6-A構(gòu)造古近系儲層錄測解釋符合率統(tǒng)計(jì)Table 4 The fluid interpretation coincidence rate of Palaeogene reservoirs in structure KL6-A,Bohai oilfield

3 結(jié)論

基于氣相烴類的新參數(shù)——含油氣豐度可以有效定量評價(jià)儲層含油氣性，據(jù)此建立了渤海油田常規(guī)儲層含油氣性定量解釋標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過多個構(gòu)造不同層位的油氣水層驗(yàn)證，本文方法評價(jià)結(jié)果與測井測試結(jié)論符合度較高，在低對比度等疑難儲層的解釋方面取得了較好的應(yīng)用效果，從而為渤海油田儲層流體性質(zhì)的快速評價(jià)提供了一種定量化的解決思路。