陜北鹽池區(qū)塊復(fù)雜油水關(guān)系儲(chǔ)集層錄井識(shí)別方法

荊文峰 閻榮輝 劉 濤 方鐵園 王海濤 劉芳芳 焦艷爽

(①中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司工程技術(shù)管理部；②盤錦中錄油氣技術(shù)服務(wù)有限公司)

0 引 言

圍繞長(zhǎng)慶油田近年來規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)、周邊及外圍盆地四新領(lǐng)域(新盆地、新區(qū)域、新類型、新層系)等重點(diǎn)領(lǐng)域勘探部署[1]，2019年，陜北石油預(yù)探項(xiàng)目組勘探作業(yè)也開始向更深更復(fù)雜地層和甩開區(qū)域發(fā)展，鹽池區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地西北部，區(qū)域內(nèi)多口井已發(fā)現(xiàn)油氣顯示，主要分布在侏羅系及延長(zhǎng)組下組合(長(zhǎng)73、長(zhǎng)81、長(zhǎng)9、長(zhǎng)10段)[2-3]。由于鹽池區(qū)塊距離油源較遠(yuǎn)，油氣充注程度不飽滿，儲(chǔ)集層含油性整體較差，且區(qū)內(nèi)天然裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集層保存條件差，地層復(fù)雜多變[4-5]，部分油氣成藏后發(fā)生二次、多次運(yùn)移，原油運(yùn)移和保存過程中發(fā)生降解作用[6]。一些測(cè)試層測(cè)錄井綜合分析能夠達(dá)到產(chǎn)油級(jí)別，但測(cè)試效果差，測(cè)試結(jié)果多以產(chǎn)油花或者高產(chǎn)水為主，部分層系認(rèn)識(shí)不清。面對(duì)新的勘探區(qū)塊、新的勘探難題，迫切需要建立新的解釋評(píng)價(jià)方法來滿足生產(chǎn)需求。本文總結(jié)已測(cè)試井巖石熱解、熱解氣相色譜、輕烴錄井在不同流體性質(zhì)識(shí)別方面的響應(yīng)特征，初步建立了適用于鹽池區(qū)塊流體性質(zhì)識(shí)別綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法，以期更加準(zhǔn)確地指導(dǎo)后期生產(chǎn)實(shí)踐中流體性質(zhì)判識(shí)難的問題，提高勘探開發(fā)整體效益。

1 儲(chǔ)集層綜合解釋評(píng)價(jià)方法

在開展油氣層綜合解釋評(píng)價(jià)過程中，鑒于每項(xiàng)錄井技術(shù)檢測(cè)的信息不相同，解釋評(píng)價(jià)應(yīng)充分考慮不同錄井技術(shù)系列的分析基理及響應(yīng)特征，確定解釋評(píng)價(jià)權(quán)重，對(duì)特殊的地質(zhì)現(xiàn)象解釋有更好的實(shí)用性。巖石熱解錄井技術(shù)直接測(cè)量巖樣殘存的含烴量，由此反映的儲(chǔ)集層含油性更可靠；輕烴、熱解氣相色譜可細(xì)致分析原油組分構(gòu)成關(guān)系，得到原油構(gòu)成的微觀信息，通過輕烴、色譜圖特征總結(jié)認(rèn)識(shí)，可定性判斷儲(chǔ)集層產(chǎn)液性質(zhì)，方法簡(jiǎn)便直觀，對(duì)儲(chǔ)集層改造層、稠油層等有較強(qiáng)的針對(duì)性，可以發(fā)揮其他技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)的效果。利用特色錄井技術(shù)(巖石熱解、熱解氣相色譜、輕烴錄井)有針對(duì)性開展鹽池區(qū)塊儲(chǔ)集層綜合解釋評(píng)價(jià)方法綜合性研究，解決了特殊地質(zhì)條件下的地層含油氣性、含水性、儲(chǔ)集層微觀變化等方面判識(shí)難題，綜合解釋符合率由73.23%提高到81.25%,提高了鹽池區(qū)塊復(fù)雜油水關(guān)系儲(chǔ)集層流體準(zhǔn)確識(shí)別能力。

1.1 單項(xiàng)錄井解釋評(píng)價(jià)方法

1.1.1 巖石熱解識(shí)別含油性

巖石熱解地化錄井定量分析樣品中的氣態(tài)烴S0、液態(tài)烴S1及裂解烴S2，在量化評(píng)價(jià)油氣儲(chǔ)集層含油性方面具有良好的表現(xiàn)。實(shí)踐證明，使用巖石熱解地化錄井定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層流體性質(zhì)在長(zhǎng)慶區(qū)塊有較高的符合率[7]。筆者統(tǒng)計(jì)2018年以來鹽池區(qū)塊測(cè)試層30個(gè)具有代表性的巖心樣品數(shù)據(jù)435個(gè)，優(yōu)選比較常用的敏感參數(shù)Pg(Pg=S0+S1+S2)值及地化亮點(diǎn)(S0+S1)/S2×Pg首先嘗試建立了二維解釋評(píng)價(jià)圖板(圖1)。從分類結(jié)果看，油層、油水同層、含油水層、水層隨著巖石熱解Pg值的降低，含油性逐漸變差，具有一定的規(guī)律性。但在解釋圖板上出現(xiàn)一些層巖石熱解數(shù)據(jù)Pg分析值較高，儲(chǔ)集層熱解地化數(shù)據(jù)分析含油性好，二維圖板投點(diǎn)在油層區(qū)域，最后測(cè)試結(jié)果卻為水層(圖1中圈1、圈2)，該類測(cè)試層數(shù)據(jù)點(diǎn)降低了鹽池區(qū)塊地化錄井解釋圖板的符合率。為了提高對(duì)鹽池區(qū)塊復(fù)雜油水關(guān)系儲(chǔ)集層流體性質(zhì)判斷的準(zhǔn)確性，需要對(duì)該類儲(chǔ)集層應(yīng)用其他錄井技術(shù)進(jìn)一步分析。

圖1 鹽池區(qū)塊地化錄井解釋評(píng)價(jià)圖板

1.1.2 輕烴、熱解氣相色譜識(shí)別原油成分

輕烴錄井技術(shù)是通過對(duì)含烴樣品(巖屑、巖心)中的混合烴類進(jìn)行色譜分離、FID(氫火焰離子化檢測(cè)器)檢測(cè)，形成各組分含量數(shù)據(jù)(質(zhì)量濃度)，檢測(cè)碳數(shù)為C1-C9，輕烴的組成包含有正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，流體性質(zhì)識(shí)別主要通過各組分的分布特點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)集層流體性質(zhì)進(jìn)行定性或定量判識(shí)[8]。熱解氣相色譜是將儲(chǔ)集層樣品(巖屑、巖心)送進(jìn)熱解爐中加熱，利用載氣攜帶進(jìn)入色譜柱分析，將樣品中的烴類直接蒸發(fā)出來，再由氣相色譜裝置進(jìn)行組分分離鑒定，測(cè)定各組分含量，從而獲得油氣組分的分析數(shù)據(jù)和色譜分析曲線，獲得的主要參數(shù)有nC10-nC40正構(gòu)烷烴、姥鮫烷及植烷色譜峰及各組分的相對(duì)百分含量，在儲(chǔ)集層原油性質(zhì)的判識(shí)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[9]。通過總結(jié)鹽池區(qū)塊儲(chǔ)集層中烴類的表現(xiàn)特點(diǎn)，應(yīng)用輕烴和熱解氣相色譜兩項(xiàng)錄井技術(shù)對(duì)原油組成成分進(jìn)一步分析，可以分為兩類儲(chǔ)集層。

一類為儲(chǔ)集層保存條件好，儲(chǔ)集層成藏后未被破壞，為原生油氣藏，輕烴、熱解氣相色譜檢測(cè)碳數(shù)組分齊全(圖2a，圖2b)，原油組成成分為C1-nC40，該類儲(chǔ)集層為正常原油性質(zhì)儲(chǔ)集層，油層、水層譜圖對(duì)比分析，油層的組分峰面積值大，出峰碳數(shù)值明顯多于水層的出峰碳數(shù)(圖2a與圖2c對(duì)比，圖2b與圖2d對(duì)比)，兩項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合可定性識(shí)別鹽池區(qū)塊儲(chǔ)集層流體性質(zhì)，產(chǎn)液性質(zhì)進(jìn)一步判識(shí)可利用建立的鹽池區(qū)塊地化錄井解釋評(píng)價(jià)圖板定量化，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確劃分油層、油水同層、含油水層、水層的目的。

二類為儲(chǔ)集層保存條件差，油藏被破壞，儲(chǔ)集層后期被改造，為次生油氣藏，儲(chǔ)集層隨著改造程度的加強(qiáng)，原油比重不斷增大，改造程度相對(duì)較弱，熱解氣相色譜譜圖形態(tài)表現(xiàn)為正常原油性質(zhì)(圖3a)，輕烴譜圖表現(xiàn)為C1-nC5組分基本缺失(圖3b)，該類儲(chǔ)集層致使原油的流動(dòng)性變差，儲(chǔ)集層后期測(cè)試以產(chǎn)水為主(圖1中圈1、圈2)；儲(chǔ)集層改造程度相對(duì)較強(qiáng)，熱解氣相色譜譜圖形態(tài)表現(xiàn)為重質(zhì)油、稠油特征(圖3c)，輕烴譜圖表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)狀化合物增多，降解后的產(chǎn)物以甲烷為主(圖3d)，由于甲烷氣的生成與充注，增加了該類儲(chǔ)集層的原油流動(dòng)性，后期測(cè)試以產(chǎn)油為主。

由此可見，針對(duì)鹽池區(qū)塊一些熱解地化分析數(shù)據(jù)值較高的儲(chǔ)集層進(jìn)行流體組成成分分析，可進(jìn)一步了解儲(chǔ)集層成藏特點(diǎn)，更加有利于實(shí)現(xiàn)鹽池區(qū)塊流體性質(zhì)識(shí)別。

圖2 鹽池區(qū)塊原生油氣藏流體定性識(shí)別

圖3 鹽池區(qū)塊次生油氣藏流體定性識(shí)別

1.2 錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

為了更好地開展鹽池區(qū)塊復(fù)雜油水關(guān)系儲(chǔ)集層解釋評(píng)價(jià)工作，結(jié)合鹽池區(qū)塊復(fù)雜油氣成藏規(guī)律，應(yīng)用巖石熱解錄井技術(shù)首先對(duì)儲(chǔ)集層含油性進(jìn)行判識(shí)，如果儲(chǔ)集層達(dá)到產(chǎn)油界限，則需進(jìn)一步利用輕烴、熱解氣相色譜來識(shí)別儲(chǔ)集層原油組成成分，最終確定油氣成藏后的不同狀態(tài)，確定價(jià)值層?；谠擃惤忉屧u(píng)價(jià)思路，統(tǒng)計(jì)鹽池區(qū)塊次生油氣藏Y 132井等12口井16個(gè)儲(chǔ)集層得到表1，對(duì)鹽池區(qū)塊原生油氣藏Y 1井等23口井32個(gè)儲(chǔ)集層的統(tǒng)計(jì)得到表2，分別建立了油層、油水同層、含油水層、水層綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表1、表2)，取得了較好的應(yīng)用效果。

表1 鹽池區(qū)塊次生油氣藏錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 鹽池區(qū)塊原生油氣藏錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 實(shí)例分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用鹽池區(qū)塊新建立的巖石熱解錄井定量化二維圖板，輕烴、熱解氣相色譜譜圖直觀識(shí)別法，再結(jié)合鹽池區(qū)塊錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)2020年生產(chǎn)勘探井進(jìn)行驗(yàn)證，解決了部分疑難層認(rèn)識(shí)不清的難題。將巖石熱解、熱解氣相色譜、輕烴錄井3項(xiàng)技術(shù)綜合用于鹽池區(qū)塊Y 1等35口井48個(gè)儲(chǔ)集層的解釋，經(jīng)試油或生產(chǎn)驗(yàn)證，符合26口井39個(gè)儲(chǔ)集層，綜合解釋符合率由73.23%提高到81.25%，應(yīng)用效果顯著。

2.1 Y 3井

Y 3井長(zhǎng)81段(圖4)巖性特征為褐灰色油斑細(xì)砂巖，油味濃，褐灰色原油浸染色，含油較飽滿，油脂感強(qiáng)，污手，含油面積10%～15%，滲油面積1%～2%，巖心新鮮面有潮感，無咸味，干后無鹽霜，滴水試驗(yàn)緩滲，熒光顏色暗黃色，熒光面積15%～20%，產(chǎn)狀呈不均勻帶狀，點(diǎn)滴試驗(yàn)Ⅱ級(jí)，系列對(duì)比11級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)定級(jí)油斑。

圖4 Y 3井長(zhǎng)81段測(cè)錄井綜合圖

電測(cè)解釋井段1 606.7～1 618.1 m，厚度11.4 m，平均電阻率22.52 Ω·m，平均自然電位-19.99 mV，平均孔隙度16.24%，平均含油飽和度45.10%，平均滲透率2.95 mD，平均聲波時(shí)差260.46 μs/m，測(cè)井顯示該井段電阻率較高、物性較好，解釋為油水同層。

巖石熱解Pg平均值為16.052 1 mg/g(大于10.0 mg/g)，(S0+S1)/S2×Pg平均值為46.37，反映儲(chǔ)集層含油性好，達(dá)到產(chǎn)油級(jí)別，數(shù)據(jù)投點(diǎn)在油層區(qū)域，具有油層特征(圖1)。具體儲(chǔ)集層能否產(chǎn)油，還要進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)集層原油組成成分進(jìn)行分析，輕烴錄井共分析譜圖8個(gè)，從輕烴譜圖特征來看(圖5)，輕烴出峰個(gè)數(shù)齊全，出峰平均個(gè)數(shù)為95個(gè)，總峰面積高，反映儲(chǔ)集層含油性好，芳香烴(TOL、BZ)呈高異常且穩(wěn)定，季碳百分含量高異常且穩(wěn)定，熱解氣相色譜分析譜圖8個(gè)，結(jié)合分析譜圖來看(圖6)，儲(chǔ)集層峰型飽滿，總峰面積高異常，含油性較好，未分辨峰面積呈低異常，為正常原油性質(zhì)。利用鹽池區(qū)塊原生油氣藏錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)綜合分析為油層特征。試油結(jié)果產(chǎn)油24.23 t/d，不產(chǎn)水，綜合解釋結(jié)論與試油結(jié)果相符。

2.2 G 20井

G 20井長(zhǎng)82段(圖7)巖性特征為褐灰色油斑細(xì)砂巖，油味濃，褐灰色原油浸染色，含油不均勻，油脂感弱，不污手，含油面積5%～10%，原油無外滲，巖心新鮮面有潮感，無咸味，干后無鹽霜，滴水試驗(yàn)緩滲，熒光顏色暗黃色，熒光面積10%～15%，產(chǎn)狀不均勻狀，點(diǎn)滴試驗(yàn)Ⅱ級(jí)，系列對(duì)比9級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)定級(jí)油斑。

電測(cè)解釋井段1 652.0～1 661.0 m，厚度9.0 m，平均電阻率41.21 Ω·m，平均自然電位-14.34 mV，平均孔隙度11.98%，平均含油飽和度41.26%，平均滲透率1.45 mD，平均聲波時(shí)差228.77 μs/m，測(cè)井顯示該井段電阻率較高、物性較好，解釋為油水同層。

巖石熱解Pg平均值為10.325 mg/g(大于7.0 mg/g)，(S0+S1)/S2×Pg平均值為25.62，反映儲(chǔ)集層含油性較好，能夠達(dá)到產(chǎn)油級(jí)別，數(shù)據(jù)投點(diǎn)在油層區(qū)域，具有油層特征(圖1)。進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)集層原油組成成分進(jìn)行分析，輕烴錄井共分析譜圖15個(gè)，從輕烴譜圖特征來看(圖8)，輕烴出峰個(gè)數(shù)不齊全，C1-nC5組分基本缺失，甲烷峰基本檢測(cè)不到，異構(gòu)烷烴呈現(xiàn)高異常，環(huán)狀化合物低異常且穩(wěn)定，熱解氣相色譜分析譜圖12個(gè)，結(jié)合分析譜圖來看(圖9)，儲(chǔ)集層峰型相對(duì)飽滿，正構(gòu)烷烴峰面積相對(duì)高異常，未分辨峰面積無異常，為正常原油性質(zhì)。利用鹽池區(qū)塊次生油氣藏錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)綜合分析為含油水層特征。試油結(jié)果不產(chǎn)油，產(chǎn)水27.60 t/d，綜合解釋結(jié)論與試油結(jié)果相符。

圖5 Y 3井1 614.06 m井深輕烴分析譜圖

圖6 Y 3井1 611.00 m井深熱解氣相色譜分析譜圖

圖7 G 20井長(zhǎng)82段測(cè)錄井綜合圖

圖8 G 20井1 656.32 m井深輕烴分析譜圖

圖9 G 20井1 656.68 m井深熱解氣相色譜分析譜圖

3 結(jié) 論

鹽池區(qū)塊勘探程度較低，油識(shí)別難度大。針對(duì)鹽池地區(qū)油藏特點(diǎn)，利用特色錄井技術(shù)(巖石熱解、熱解氣相色譜、輕烴錄井)建立鹽池區(qū)塊復(fù)雜油水關(guān)系儲(chǔ)集層錄井識(shí)別的方法能夠解決部分油藏認(rèn)識(shí)不清的難題，取得了較好的應(yīng)用效果，初步形成了相應(yīng)的錄井系列組合，切實(shí)提高了錄井技術(shù)綜合應(yīng)用效果，為鹽池區(qū)塊油氣勘探開發(fā)提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。