西湖凹陷低滲儲集層氣測錄井定量解釋評價方法

王 雷 蔡 軍 景 社 魯法偉

(①中海石油(中國)有限公司上海分公司；②中法渤海地質服務有限公司)

0 引 言

東海西湖凹陷低滲油氣藏儲量巨大，但儲集層流體性質快速識別一直是油氣勘探中的一大難題。與常規(guī)物性的儲集層相比，低滲致密儲集層流體識別存在三大難點：一是儲集層含氣空間小，含氣豐度低，氣測絕對值相對較低，異常不明顯；二是由于儲集層埋藏深，井筒環(huán)境復雜，氣測值受鉆井工程參數(shù)因素影響較大；三是由于儲集層四性關系復雜，含氣性指示不明顯，新地層缺少準確的地層水礦化度數(shù)據(jù)，利用常規(guī)測井數(shù)據(jù)進行流體性質判別存在較大的不確定性[1-3]。

為了快速、準確判定儲集層流體性質，本文基于西湖凹陷現(xiàn)場油氣層評價現(xiàn)狀及需要，有效利用氣測錄井基礎資料，通過對氣測井筒影響因素進行分析，建立全烴歸一化校正公式，進而消除工程參數(shù)對氣測值的影響，結合鉆井液脫氣效率實驗，建立地表條件下地層含氣量計算公式，真實地反映地層的含油氣特征。利用全烴歸一化和地表含氣量計算方法，形成一套錄井氣測快速流體識別定量評價方法，切實提高了解釋符合率，為低滲儲集層的勘探開發(fā)提供決策依據(jù)。

1 技術方法

1.1 全烴值歸一化校正法

影響氣測全烴值大小的工程因素主要有井眼尺寸、機械鉆速、鉆井液排量、井筒取心等。氣測校正中，選取基準井段為參考值，通過對影響因素進行歸一化，對全烴值進行放大或縮小，從而建立全烴的校正公式，完成氣測值的外因歸一化校正，突出氣測對含氣量的反應，加強含氣量對氣測值的貢獻。

(1)鉆時校正：tc=t/t均值

式中：tc為鉆時校正系數(shù)，無量綱；t、t均值分別為實際鉆時、鉆時均值，min/m。

(2)井徑校正：dc=(dh/dh基準)2

式中：dc為井徑校正系數(shù)，無量綱；dh、dh基準分別為實際井徑、標準井徑，mm。

(3)排量校正：Qpc=Qp/Qp均值

式中：Qpc為鉆井液排量校正系數(shù)，無量綱；Qp、Qp均值分別為實際鉆井液排量、鉆井液排量均值，L/min。

(4)取心校正：Corec=1.28(無取心則為1)

式中：Corec為取心校正系數(shù)，無量綱。

通過對影響氣測值工程因素分析及各因素歸一化校正，建立全烴歸一化校正公式：

Tg1=TgtcdcQpcCorec

(1)

式中：Tg1為工程參數(shù)校正后的氣測全烴值，%；Tg為原始氣測全烴值，%。

1.2 地表條件下地層含氣量指標法

1.2.1 鉆井液脫氣效率實驗

鉆井液脫氣效率實驗為計算地層含氣量的必要實驗[4]。現(xiàn)場在3口井36個深度點分別采集脫氣前和脫氣后兩瓶樣品，在實驗室共進行72項次鉆井液脫氣實驗，主要使用真空加熱脫氣儀和氣相色譜儀對鉆井液樣品進行處理分析(圖1)。

圖1 鉆井液樣品及真空脫氣裝置

通過鉆井液脫氣實驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場脫氣儀對C1的脫氣效率最高，脫氣效率為40%～80%，且隨著鉆井液含氣量增加而升高；C2脫氣效率低于C1，一般為20%～60%，C3、C4、C5脫氣效率更低。分析認為，由于重質組分的擴散性較差，導致脫氣效率略低。

基于鉆井液脫氣實驗分析，總脫氣效率為：

(2)

式中：η為總脫氣效率，%；C1、C2、C3、C4、C5分別為脫氣前鉆井液中所含烴類氣體的體積，mL；C1′、C2′、C3′、C4′、C5′分別為脫氣后鉆井液中所含烴類氣體的體積，mL。

經(jīng)脫氣效率校正后，氣測全烴值的校正公式為：

Tg2=Tg1/η

(3)

式中：Tg2為脫氣效率校正后的氣測全烴值，%。

1.2.2 地層含氣量計算

單位巖石地表氣體體積含量為鉆頭破碎單位質量巖石所產(chǎn)生的氣體在常溫常壓下的體積數(shù)值，簡稱為“單位巖石氣體”，是判斷地層流體含烴飽和度的重要指標[5-6]。本文結合鉆時、鉆井液排量和鉆頭直徑，進一步建立單位巖石地表氣體體積(地層含氣量)計算公式：

(4)

式中：Qg為單位巖石地表氣體體積，m3/t；ρ為地層密度，g/cm3。

利用公式(4)對西湖凹陷多口井低滲儲集層已知流體含氣量進行計算，統(tǒng)計結果顯示：西湖凹陷氣層含氣量>1 m3/t；含氣水層含氣量 0.3～1 m3/t；水層含氣量<0.3 m3/t；干層含氣量0.2～0.7 m3/t。

對氣層、含氣水層、水層等利用計算地層含氣量進行判別，其門限值清晰，各解釋層間的含氣量沒有重疊，效果較好(圖2)。

圖2 西湖凹陷低滲儲集層含氣量流體性質判識圖板

2 現(xiàn)場應用實例及效果評價

2.1 應用實例

N 22井鉆探過程中，自井深3 680 m全烴出現(xiàn)異常，氣測值為2.5%且逐漸增大，至井深3 719 m達到最高值9.5%，該段細砂巖平均鉆時為11.1 min/m；自井深3 720 m氣測值明顯降低，Tg值維持在2%左右，但該段細砂巖鉆速卻明顯低于上部砂巖鉆速，平均鉆時為33.1 min/m。基于此：

(1)利用全烴歸一化校正公式(1)對H 3砂層組(井段3 680～3 787 m)進行氣測全烴值綜合環(huán)境校正，井段3 680～3 719 m與井段3 720～3 787 m校正全烴Tg1為3.53%～12.42%，均值為7.69%(圖3)。

(2)在氣測歸一化校正的基礎上，根據(jù)本文所建立的地層含氣量計算公式(4)，計算該層段的地層含氣量為1.82～7.57 m3/t，平均4.56 m3/t ，參照西湖凹陷低滲儲集層含氣量流體性質判識圖板(圖2)大于氣層門限值1 m3/t，解釋為氣層。

基于以上兩種判識方法的聯(lián)合應用，綜合分析認為井段3 720～3 787 m為氣層。完鉆后相繼對3 709～3 739 m和3 769～3 799 m井段進行鉆桿測試，產(chǎn)氣均超過30×104m3/d，與新方法解釋結論相符。

圖3 西湖凹陷N 22井花港組H 3砂層組全烴校正圖

2.2 應用效果評價

錄井氣測快速流體識別定量評價技術于2013-2018年在東海西湖凹陷20口探井低滲儲集層得到應用，劃分流體性質分別為氣層、干層、氣水層、水層，并對解釋結果進行了統(tǒng)計(表1)，共統(tǒng)計鉆桿測試和電纜測試128層，符合116層，解釋符合率達到90.6%，相比傳統(tǒng)氣測錄井解釋方法對低滲儲集層流體判識符合率提升了近20%。

表1 氣測定量評價新方法解釋結果

3 結 論

(1)基于全烴值歸一校正法、地表條件下地層含氣量指標法所創(chuàng)建的低滲儲集層定量評價技術，有效解決了西湖凹陷低滲儲集層復雜流體常規(guī)方法判識困難的問題，取得了低滲儲集層流體隨鉆快速同步識別的突破，為勘探高效決策提供依據(jù)。

(2)低滲儲集層定量評價方法在西湖凹陷20口井現(xiàn)場應用，取得顯著成效：鉆桿測試和電纜測試驗證其符合率達90.6%，較常規(guī)氣體流體識別率提高近20%。實現(xiàn)了弱含油氣層的隨鉆發(fā)現(xiàn)，在降低和規(guī)避測試選層風險方面發(fā)揮了新技術優(yōu)勢作用，展現(xiàn)了其良好的推廣應用價值。