致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)及發(fā)展方向

劉美成

(中國石油吉林油田分公司，吉林 松原 138000)

0 引 言

致密油藏是指以吸附或游離于烴源巖、且未發(fā)生大范圍長(zhǎng)距離運(yùn)移而聚集一起形成的油藏。李寧等[1]對(duì)中國致密油藏的定義參數(shù)為：孔隙度小于5%，滲透率小于1.000 0 mD(基質(zhì)滲透率小于0.100 0 mD)。按滲透率的不同可將致密油藏劃分為標(biāo)準(zhǔn)致密油藏(0.010 0～0.100 0 mD)、致密油藏(0.001 0～0.010 0 mD)和超致密油藏(0.000 1～0.001 0 mD)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國致密油藏油氣儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的近一半，油氣產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%以上[2]。中國致密油藏連續(xù)性好、層數(shù)多、單層薄、累計(jì)厚度大[3]，儲(chǔ)量豐富，前景十分看好。致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)的挑戰(zhàn)是多方面的，孔隙度和滲透率很低，儲(chǔ)層礦物和黏土礦物的分布、形成流體和儲(chǔ)層性質(zhì)也非常復(fù)雜。賈承造等[4-6]認(rèn)為，由于致密儲(chǔ)層空間錯(cuò)綜復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性往往較強(qiáng)，需要客觀評(píng)價(jià)致密儲(chǔ)層質(zhì)量，與碎屑巖儲(chǔ)層相比，由于致密儲(chǔ)層具有非均質(zhì)性、各向異性等諸多特性，極大地影響了致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。致密油藏的空間結(jié)構(gòu)和各向異性復(fù)雜，因此，比均質(zhì)多孔油藏勘探開發(fā)難度大，也是測(cè)井分析方法研究的前沿課題[7-8]。前人在碳酸鹽儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)、成藏特征等方面開展了大量研究[9-11]，但是對(duì)于致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)研究不夠深入和系統(tǒng)，并且隨著致密油勘探技術(shù)迅速發(fā)展，需要總結(jié)出不同于常規(guī)砂巖開發(fā)的一系列特殊勘探技術(shù)[12-14]，為國內(nèi)外類似致密油藏提供借鑒。致密油儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)勘探開發(fā)十分重要，該文主要總結(jié)了致密油儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)相關(guān)技術(shù)，歸納了目前多種新技術(shù)在致密油儲(chǔ)層評(píng)價(jià)上的應(yīng)用和探討了未來技術(shù)的發(fā)展方向，進(jìn)一步對(duì)致密油藏后期高效開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 致密儲(chǔ)層測(cè)井技術(shù)評(píng)價(jià)

致密儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重要任務(wù)是進(jìn)行儲(chǔ)層空間分類，明確不同類型儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)模式。致密油藏評(píng)估的核心是孔隙結(jié)構(gòu)的組合和性質(zhì)。根據(jù)不同類型油藏開采的測(cè)井響應(yīng)特點(diǎn)，主要分為裂縫性油藏、裂縫性孔洞型油藏和孔洞型油藏。準(zhǔn)備工作包括收集全套測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和使用高級(jí)測(cè)井技術(shù)所需的核心參數(shù)，由于致密儲(chǔ)層巖石的滲透率極低，許多實(shí)驗(yàn)室?guī)r心測(cè)量需要數(shù)周或數(shù)月才能完成，需要采用先進(jìn)測(cè)井技術(shù)提高時(shí)效性。

1.1 常規(guī)測(cè)井評(píng)價(jià)

常規(guī)測(cè)井方法對(duì)當(dāng)前的常規(guī)儲(chǔ)層分析仍然很重要，常規(guī)測(cè)井評(píng)價(jià)指中子、聲波、密度等方法和手段，能有效解釋中高滲儲(chǔ)層的孔隙參數(shù)，但無法確定致密儲(chǔ)層中的孔隙參數(shù)，且存在很大的模糊性和局限性，目前在常規(guī)儲(chǔ)層應(yīng)用仍然十分廣泛。致密儲(chǔ)層主要由石灰?guī)r、白云巖等組成[15-17]。致密儲(chǔ)層巖石力學(xué)性質(zhì)主要是指巖石在應(yīng)力作用下的彈性、塑性、脆性等力學(xué)性質(zhì)，包括泊松比、楊氏模量、剪切模量、體積模量、抗壓強(qiáng)度、剪切力、抗拉強(qiáng)度等參數(shù)。致密儲(chǔ)層主要以粉砂巖為主，由于各種巖石的形成時(shí)代、裂縫系統(tǒng)均不相同，導(dǎo)致不同的巖石具有不同的力學(xué)性質(zhì)。測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力分析密切相關(guān)，可以更直觀地反映儲(chǔ)層地質(zhì)特征、油井生產(chǎn)條件等信息。描述和分析地應(yīng)力和巖石學(xué)特征是一種更常見和有效的技術(shù)路徑，可通過常規(guī)測(cè)井資料獲得。當(dāng)前致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)面臨日益復(fù)雜的地質(zhì)條件，給測(cè)井評(píng)估帶來了重大挑戰(zhàn)。通過結(jié)合巖心、測(cè)井、錄井等資料研究巖石的力學(xué)性質(zhì)，建立巖石力學(xué)性質(zhì)和參數(shù)剖面的計(jì)算模型，確定影響地應(yīng)力條件和井穩(wěn)定性的地質(zhì)因素，可有效地縮小勘探范圍和提高勘探水平?？偟膩碚f，巖石的力學(xué)性質(zhì)是致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)和改造措施制訂的重要依據(jù)和技術(shù)支撐。

常規(guī)測(cè)井評(píng)價(jià)致密儲(chǔ)層滲透率首先要建立相應(yīng)的測(cè)井解釋模型。一般的流程是先根據(jù)測(cè)井響應(yīng)和流動(dòng)單元建立一定的關(guān)系，從而識(shí)別出不同的流動(dòng)單元，再由建立的關(guān)系模型去解釋。滲透率是致密儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和開發(fā)的重要參數(shù)，因此，致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)常用于地層參數(shù)研究，以獲得連續(xù)的地層滲透率數(shù)據(jù)。前人基于對(duì)大量測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的分析和推導(dǎo)得到許多常規(guī)測(cè)井評(píng)價(jià)含油飽和度模型[18]，其中應(yīng)用最廣泛的是阿爾奇公式。含油飽和度是測(cè)井分析最重要的計(jì)算參數(shù)，是評(píng)價(jià)含油性能的重要標(biāo)準(zhǔn)，在定性和定量評(píng)價(jià)以及解釋中起著非常重要的作用，含油飽和度的準(zhǔn)確計(jì)算是致密油藏定量評(píng)價(jià)的難點(diǎn)之一。目前，已經(jīng)建立了30多個(gè)基于砂巖儲(chǔ)層頁巖分布的含水飽和度模型，大部分砂巖方程使用體積模型與阿爾奇方程并行，并做出不同的假設(shè)，都是經(jīng)驗(yàn)性的。研究不同地區(qū)、不同儲(chǔ)層特征、不同條件，得到的含油飽和度存在較大誤差。因此，需要根據(jù)致密油的地質(zhì)特征，選擇多種模型進(jìn)行試算分析，選擇最適合的進(jìn)行應(yīng)用。根據(jù)阿爾奇公式，得到地層礦化度較高時(shí)砂巖的傳導(dǎo)規(guī)律，提出了基于純砂巖的傳導(dǎo)模型，建立了適用于致密砂巖的模型巖石飽和度公式[19]。

1.2 數(shù)字雙側(cè)向測(cè)井評(píng)價(jià)

數(shù)字雙側(cè)向測(cè)井技術(shù)在致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)中應(yīng)用廣泛，能解決常規(guī)測(cè)井不能解決的致密儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)識(shí)別的難題，但是對(duì)數(shù)據(jù)精度要求較高。該技術(shù)使用中子和密度曲線的交點(diǎn)來計(jì)算總孔隙度，致密油儲(chǔ)層通常具有很高的電阻率響應(yīng)。致密儲(chǔ)集空間類型主要是孔、縫、洞，對(duì)致密油儲(chǔ)層而言，裂縫和非均質(zhì)性研究必不可少[20]。致密儲(chǔ)層基質(zhì)物性差，主要靠裂縫和洞儲(chǔ)存流體。致密儲(chǔ)層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室關(guān)鍵分析，包括孔隙度、滲透率、壓汞測(cè)量、XRD、薄片巖石學(xué)和核磁共振分析，目標(biāo)之一是評(píng)估致密儲(chǔ)層巖石的成分和成因特性，特別是孔隙類型、裂縫、白云巖、黏土成分和膠結(jié)成分。致密儲(chǔ)層物性條件差，儲(chǔ)集空間類型主要由微孔、微裂隙組成，占儲(chǔ)集空間的80%，為典型的(微)裂縫-(微)孔隙型儲(chǔ)層。儲(chǔ)層中泥質(zhì)含量是影響雙側(cè)向測(cè)井電阻率準(zhǔn)確性的主要因素，裂縫發(fā)育程度、泥漿侵入程度等因素也有影響。通常來說，在裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層段[21]，主要有2種顯示形式：①深淺側(cè)向表現(xiàn)出正幅度差異，表明發(fā)育有高角度的裂縫，正是由于這種裂縫的存在導(dǎo)致了正幅度差異； ②由于低角度裂縫發(fā)育導(dǎo)致深電阻率降低，從而形成了負(fù)幅度差異。綜合現(xiàn)有的資料可知，常用邊界元法、有限元法、有限差分法和數(shù)值模式匹配法等數(shù)值分析的方法模擬出裂縫性發(fā)育的巖石雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)，然后進(jìn)行不同傾角裂縫的分類單獨(dú)分析。測(cè)井曲線的總孔隙度一般與以中子和密度表示的孔隙度相反，在烴源巖中，核磁共振孔隙度似乎表明存在少量可動(dòng)流體，大小通常在一個(gè)數(shù)量級(jí)以內(nèi)。因此數(shù)字雙側(cè)向測(cè)井評(píng)價(jià)應(yīng)結(jié)合致密儲(chǔ)層流體分析，這樣結(jié)果更加真實(shí)可靠。

數(shù)字雙側(cè)向測(cè)井評(píng)價(jià)方法早期在四川盆地龍王廟組致密儲(chǔ)層分析方面發(fā)揮了重要作用，目前在吉林油田扶余油田得到廣泛應(yīng)用，該方法的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀和快速。然而，該分析方法的局限性在于需要每口井都有完整的測(cè)井解釋曲線。吉林油田致密儲(chǔ)層的埋深為1 750～2 600 m，厚度為2～10 m，孔隙度為2%～3%，滲透率為0.100 0～1.000 0 mD，平均單井日產(chǎn)油量為0.5～2.0 t/d，屬于低孔、低滲油藏(表1)[22]。致密油藏以三角洲前緣沉積為主，河道砂體發(fā)育，重疊關(guān)系復(fù)雜，儲(chǔ)層發(fā)育比較連續(xù)，但大多數(shù)儲(chǔ)層致密且非均質(zhì)性強(qiáng)。因此，致密油儲(chǔ)集層的典型地質(zhì)特征可以概括為：在致密儲(chǔ)集層上覆和下伏的圍巖一般是巖性相同的儲(chǔ)層，儲(chǔ)層空間、巖石學(xué)特征和巖電特征一般受沉積環(huán)境的控制。

表1 吉林油田致密儲(chǔ)層油藏特征及儲(chǔ)集條件參數(shù)

微裂縫主要由構(gòu)造作用形成，此外還有少量因成巖作用產(chǎn)生的收縮縫等。熒光薄片鑒定結(jié)果表明，這些大面積發(fā)育的微孔、微裂縫都具有比較好的含油氣條件，不僅是有效的儲(chǔ)集空間，也是油氣滲流的重要通道[23]。致密儲(chǔ)層巖石類型多樣，巖性既有半深湖-深湖淡水環(huán)境下形成的粉-細(xì)砂巖、泥灰?guī)r和泥晶云巖等，又有濱淺湖半咸化-咸化環(huán)境下形成的云質(zhì)粉細(xì)砂巖、砂屑云巖、粉-細(xì)砂巖和泥晶灰(云)巖等。

(1) 裂縫儲(chǔ)層：當(dāng)自然伽馬值低且低角度裂縫和網(wǎng)狀裂縫發(fā)育時(shí)，孔隙度增大，高角度裂縫發(fā)育時(shí)，孔隙度接近于石灰?guī)r基質(zhì)的孔隙度或密度孔隙度。由于孔隙度增大，聲波曲線可能會(huì)局部增加或跳過波，在FMI上裂縫呈暗黑色的條帶狀。

(2) 裂縫-孔洞型儲(chǔ)層：自然伽馬值低且鈾含量高。在高電阻背景下，孔隙度增加，電阻降低，導(dǎo)致FMI圖表上出現(xiàn)暗正弦?guī)Ш桶岛邳c(diǎn)或斑塊。

(3) 孔洞型儲(chǔ)層：由于溶洞完全充滿或部分充滿泥漿，自然伽馬值高，溶洞孔徑較大。大型孔洞在成像測(cè)井中不易識(shí)別，可通過鉆井井漏、鉆具放空、鉆時(shí)增加和井徑變化等方法識(shí)別。如果溶洞內(nèi)部填充物比較大，則可近似把填充物當(dāng)成是地層的一部分。數(shù)字雙側(cè)向測(cè)井評(píng)價(jià)方法可以有效評(píng)價(jià)不同的儲(chǔ)層類型并按照一定的標(biāo)準(zhǔn)分類(圖1)[24]。

圖1 扶余油層測(cè)井解釋評(píng)價(jià)

1.3 核磁共振測(cè)井評(píng)價(jià)(NMR)

核磁共振測(cè)井評(píng)價(jià)原理是利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)特性的掃描電鏡或CT掃描作為最終結(jié)果。與以中子和密度表示的孔隙度相反， 核磁共振評(píng)價(jià)孔隙度與富含有機(jī)質(zhì)泥巖的預(yù)期孔隙度一致。在致密儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中，核磁共振孔隙度結(jié)果較小時(shí)表明存在少量可動(dòng)流體。由于部分飽和樣品的實(shí)驗(yàn)室NMR測(cè)量結(jié)果可能偏大，NMR結(jié)果需要以測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)加以校正，因此，核磁共振測(cè)井的孔隙度通常用作最終結(jié)果。NMR測(cè)井測(cè)得的信號(hào)與不同大小孔隙中形成的水信號(hào)疊加，通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)擬合得到NMR 的T2分布，因此，T2分布反映了巖石孔隙大小和大孔隙分布，這是利用核磁共振數(shù)據(jù)研究?jī)?chǔ)集巖孔隙結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

核磁共振測(cè)井評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)致密油藏的“甜點(diǎn)”評(píng)價(jià)方面起著重要作用，但由于有利相帶內(nèi)的巖層并不完全由儲(chǔ)集層“甜點(diǎn)”區(qū)組成，欠發(fā)育的巖層也會(huì)限制致密油儲(chǔ)層的富集。致密油富集“甜點(diǎn)”最終受有利成巖相和裂縫的控制，不同地質(zhì)條件致密油富集程度也不相同(表2)，溶蝕孔、洞、縫為致密油的富集提供了運(yùn)聚空間。

表2 致密油差異化富集評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

例如瑪湖油田在核磁共振測(cè)井評(píng)價(jià)方面應(yīng)用較多，可以定量識(shí)別流體分布(表3)，致密儲(chǔ)層流體識(shí)別所面臨的挑戰(zhàn)是多方面的： ①致密儲(chǔ)層孔隙度和滲透率均很低，儲(chǔ)層礦物和黏土礦物、地層流體以及儲(chǔ)層性質(zhì)的分布也十分復(fù)雜；②在采用油基泥漿(OBM)鉆井時(shí)，由于泥漿濾液的侵入，使鑒別輕質(zhì)油和中質(zhì)油變得十分困難，同時(shí)也會(huì)妨礙測(cè)井分析的正確性，這是由于鉆井期間和取巖心過程中會(huì)發(fā)生脫水和潤濕性轉(zhuǎn)換。在這種富含挑戰(zhàn)性的環(huán)境下，為了對(duì)儲(chǔ)層有更加深刻的認(rèn)識(shí)，需要進(jìn)行流體體積和滲透率的測(cè)定。常用表征致密儲(chǔ)層流體的方法有正態(tài)分布法、三孔曲線疊加法、飽和度法。核磁共振測(cè)井評(píng)價(jià)適用于孔隙度較高、頁巖含量較低的地層，但不適用于孔隙度較低、傾斜角較小的裂縫性儲(chǔ)層。核磁光譜分解技術(shù)(如差分位移譜)可用于解釋流體成分和定量孔徑分布，這對(duì)致密儲(chǔ)層特別有效，但對(duì)流體的分布評(píng)價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確。

表3 致密儲(chǔ)層核磁共振流體分析

瑪湖油田核磁共振測(cè)井評(píng)價(jià)主要是基于衰減時(shí)間與測(cè)量信號(hào)幅度之間的包裹面積關(guān)系來反映儲(chǔ)集巖的孔隙結(jié)構(gòu)和流體分布，同時(shí)，顯示的振幅與巖石含量呈正相關(guān)。因此，核磁共振所使用的巖石物理模型是使用密度、中子、光電、聲學(xué)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來估計(jì)的，并且增加了由射線衍射、巖石學(xué)數(shù)據(jù)和測(cè)井工具提供的井下元素測(cè)量值，該模型用于估計(jì)流體體積。在核磁共振測(cè)量結(jié)果和測(cè)井評(píng)價(jià)的飽和度模型中輸入相關(guān)參數(shù)，然后利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算原油、自由水、結(jié)合水和黏土結(jié)合水的體積。在每個(gè)更新步驟，分析飽和度模型的收斂性以確保可靠性，因此，核磁共振測(cè)井技術(shù)具有廣泛應(yīng)用前景。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于識(shí)別致密儲(chǔ)層斷層面和特殊巖石構(gòu)造，裂縫、孔洞等參數(shù)定量分析(圖2)[25]，并且可以實(shí)現(xiàn)不同孔隙度的定量分析，是目前的測(cè)井評(píng)價(jià)的主要應(yīng)用方法，目前在四川盆地沙溪廟組致密氣和新疆致密油藏測(cè)井評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用。該方法缺點(diǎn)在于成本較高，需要借助微電阻率成像測(cè)井儀所得到動(dòng)態(tài)圖像等處理成果。

圖2 瑪湖油層核磁測(cè)井解釋評(píng)價(jià)

1.4 地球化學(xué)元素測(cè)井評(píng)價(jià)

致密儲(chǔ)層的裂縫通常是不連續(xù)的，骨架結(jié)構(gòu)顆粒中含有大量的鉀長(zhǎng)石和鈣質(zhì)顆粒[26-29]。鈣顆粒包括石灰石薄片、球狀顆粒和其他重結(jié)晶的非框架碳酸鹽顆粒。泥質(zhì)粉砂巖和砂巖中有許多碎屑基質(zhì)，所有含鐵白云石都以結(jié)晶形式存在，并圍繞在無鐵白云石的邊緣。地球化學(xué)元素測(cè)井主要是利用樣品組分結(jié)果和測(cè)井評(píng)價(jià)相結(jié)合開展評(píng)價(jià)，在地球化學(xué)元素測(cè)井評(píng)價(jià)中，發(fā)現(xiàn)致密儲(chǔ)層樣品中方解石膠結(jié)物填充了所有原生孔隙，并且觀察到同軸石英過度生長(zhǎng)和少量黃鐵礦(表4)。用地球化學(xué)元素測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)評(píng)估時(shí)要考慮的因素包括儲(chǔ)集巖、富含有機(jī)物的成油層和蓋層，另外致密儲(chǔ)層巖石的潤濕性可能是一個(gè)測(cè)井評(píng)價(jià)需要研究的問題，需要進(jìn)一步分析以了解儲(chǔ)層巖石的潤濕程度，一般油井使用含油泥漿會(huì)改變巖石的潤濕性。原始潤濕性是未知的，借助核磁共振記錄，可以測(cè)量巖石的原始潤濕性。只有了解這些巖石的巖石物理特性，才能評(píng)估石油生產(chǎn)潛力。描述致密儲(chǔ)層性質(zhì)的另一個(gè)目的是描述天然裂縫系統(tǒng)，以引導(dǎo)生產(chǎn)井鉆出大量開放裂縫，這樣有利于致密油的勘探評(píng)價(jià)。地球化學(xué)元素測(cè)井評(píng)價(jià)最重要的目的是了解這些巖石中的礦物成分和物性特征，大多數(shù)測(cè)井評(píng)價(jià)方法無法區(qū)分礦物成分的變化，但由于地球元素復(fù)雜，導(dǎo)致解釋結(jié)果有一定的多解性。

表4 致密油藏礦物組分與組分含量

地球化學(xué)元素測(cè)井原理是通過獲取的地球化學(xué)元素?cái)?shù)據(jù)確定致密儲(chǔ)層的礦物成分，該方法主要通過檢測(cè)中子反應(yīng)在地層中產(chǎn)生的伽馬射線識(shí)別地層。例如，硫用于檢測(cè)硬石膏的分布，鎂用于識(shí)別白云石，鋁用于識(shí)別黏土。地球化學(xué)元素測(cè)井表觀電阻率(綠色)、鈾、釷(深綠色)和鉀(紅色)等。致密油儲(chǔ)層埋深普遍大于3 650 m，并且經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地質(zhì)條件復(fù)雜，大多數(shù)致密儲(chǔ)層多屬于裂縫性致密儲(chǔ)層，其儲(chǔ)層物性差，油氣儲(chǔ)集空間及滲流通道多以微孔、微喉和微裂縫為特征，低孔、低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)。一般而言，致密儲(chǔ)層具有高電阻率、中子伽馬增加的電學(xué)特性，而大尺度石灰?guī)r的電學(xué)特性則是自然伽馬值低、電阻率和中子伽馬減少。致密儲(chǔ)層巖石成分、成因復(fù)雜，巖石結(jié)構(gòu)特殊，常發(fā)育多種類型的混合沉積。結(jié)合巖石成因，劃分出多種巖石類型。其中，灰?guī)r為生物成因，含量超過50%，結(jié)晶灰?guī)r分為2類：①破碎后強(qiáng)烈重結(jié)晶形成的中-細(xì)晶灰?guī)r；②原地化學(xué)沉積形成的泥-粉晶灰?guī)r，部分白云石化形成的泥-粉晶白云巖，砂質(zhì)巖是由于強(qiáng)烈水動(dòng)力作用，在化學(xué)沉積泥-粉砂方解石而形成的粒狀石灰?guī)r。

地球化學(xué)元素測(cè)井方法的優(yōu)點(diǎn)是通過測(cè)定井筒光譜來確定地層元素的含量，由元素含量獲得致密儲(chǔ)層滲透率等物性參數(shù)，比較容易獲得直觀的參數(shù)，目前在渤海海上致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)應(yīng)用較多。該方法的缺點(diǎn)是礦物學(xué)上的任何變化都伴隨巖石顆粒的大小、形狀、形態(tài)的變化，這些變化直接影響測(cè)井評(píng)價(jià)的結(jié)果。

1.5 成像測(cè)井評(píng)價(jià)

低孔、低滲致密儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)一直被公認(rèn)為是很有挑戰(zhàn)性難題。目前常規(guī)直井評(píng)價(jià)技術(shù)較為成熟，成像測(cè)井資料可真實(shí)地反映裂縫的形態(tài)，尤其是動(dòng)態(tài)、靜態(tài)相結(jié)合的成像測(cè)井[30]，需要注意電成像資料判斷的溶洞大小存在較大誤差。生物風(fēng)化殼的有效儲(chǔ)層識(shí)別是致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)估面臨的挑戰(zhàn)之一。與以往的研究不同，在建立儲(chǔ)層沉積物微表面圖像測(cè)井分析技術(shù)時(shí)，首先闡明儲(chǔ)層沉積物，而不是僅僅將特定的沉積地質(zhì)模型劃分為測(cè)井圖像。根據(jù)致密儲(chǔ)集層的水動(dòng)力沉積模型，可進(jìn)一步將其歸類為致密儲(chǔ)層反射特征，致密儲(chǔ)層一般成像測(cè)井圖像顯示土墩形態(tài)、泥丘形態(tài)等，多井巖石圖像的回傳和描述系統(tǒng)地建立了致密儲(chǔ)層沉積模式與電成像測(cè)井成像特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系。致密儲(chǔ)層測(cè)井沉積物可進(jìn)一步劃分為砂巖殘留層、垂直滲透帶、基巖等，每個(gè)表層在測(cè)井圖像中也很明顯，各不相同。通過多口井取心，用巖心數(shù)據(jù)標(biāo)定成像測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，明確每個(gè)儲(chǔ)層沉積物的準(zhǔn)確性和電成像測(cè)井圖像的表征，根據(jù)成像測(cè)井中反映地應(yīng)力的豐富數(shù)據(jù)特征，可以采用多種方法確定地應(yīng)力方向。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是致密儲(chǔ)層流體識(shí)別具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，非均質(zhì)致密巖石構(gòu)造的測(cè)井響應(yīng)特征與常規(guī)儲(chǔ)層非常相似，如果沒有成像測(cè)井，識(shí)別起來比較困難。目前該方法在鄂爾多斯長(zhǎng)7致密油藏識(shí)別中應(yīng)用廣泛，在松遼盆地古龍地區(qū)也已經(jīng)開始應(yīng)用。該方法的缺點(diǎn)是致密儲(chǔ)層裂縫面的邊界由于受到溶蝕和沉淀作用，采用成像測(cè)井方法會(huì)導(dǎo)致邊界識(shí)別不清晰等問題。

2 致密儲(chǔ)層測(cè)井發(fā)展方向

隨著時(shí)代的進(jìn)步，未來信息化數(shù)學(xué)定量分析的前提是應(yīng)用測(cè)井資料結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法，這在致密儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中尤為重要。未來，評(píng)價(jià)致密儲(chǔ)層測(cè)井方法主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、向量機(jī)法以及大數(shù)據(jù)分析法。

(1) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的原理主要是運(yùn)用大數(shù)據(jù)方法、聚類分析等開展測(cè)井評(píng)價(jià)，該方法是未來主要的發(fā)展方向。近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)中的應(yīng)用較多，該方法用于綜合識(shí)別致密儲(chǔ)層類型和判別流體性質(zhì)，模型選定對(duì)象應(yīng)具有代表性，否則誤差較大。該方法的缺點(diǎn)是會(huì)使研究范圍受限，隨著儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜[31-32]，研究越深入局限性越大。

(2) 向量機(jī)法。向量機(jī)法的原理主要是運(yùn)用線性算法開展測(cè)井評(píng)價(jià)，該方法是基于不同數(shù)據(jù)體構(gòu)建不同計(jì)算模型。向量機(jī)法在非常規(guī)油藏的勘探評(píng)價(jià)領(lǐng)域有比較多的應(yīng)用，包括巖石流體識(shí)別和儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)等，該方法在解決模式識(shí)別方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，不足之處在于很大程度上依賴于函數(shù)的選擇，此外還需注意該方法在訓(xùn)練和測(cè)試速度與規(guī)模方面的影響。

(3) 大數(shù)據(jù)分析法。大數(shù)據(jù)分析方法是使用一組先進(jìn)的測(cè)井探測(cè)器獲取有意義的分析數(shù)據(jù)[33-39]，包括偶極聲波、核磁共振(NMR)、顯微成像、光譜伽馬射線和地球化學(xué)成分分析。該方法將該數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室關(guān)鍵測(cè)量值進(jìn)行比較和校正，測(cè)井和關(guān)鍵數(shù)據(jù)取自垂直先導(dǎo)井，然后從先導(dǎo)井橫向鉆至地層。實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵測(cè)量有助于了解地層的礦物成分、地層流體、孔隙度、滲透率。核磁共振測(cè)量有助于確定地層的孔隙度，元素分析數(shù)據(jù)有助于確定地層的礦物成分。在確定流體體積和推導(dǎo)滲透率估計(jì)值方面，實(shí)驗(yàn)室確定的流體體積與核磁共振確定的流體體積之間的充分匹配至關(guān)重要。二維核磁共振可用于分析不同的流體類型并量化單一流體的體積，描述了從適用于這些儲(chǔ)層的礦物組成推導(dǎo)出來的巖石物理模型。大數(shù)據(jù)分析法對(duì)核心數(shù)據(jù)的徹底分析是完成核磁測(cè)井評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，核磁共振和地球化學(xué)元素測(cè)井等先進(jìn)的測(cè)井技術(shù)增加了對(duì)這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

3 結(jié)論與建議

(1) 以成像測(cè)井、數(shù)字雙側(cè)向、核磁共振測(cè)井等為代表的致密儲(chǔ)層新測(cè)井技術(shù)，在致密儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)識(shí)別、流體識(shí)別等方面的具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，這些技術(shù)前景十分看好。

(2) 未來致密儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)需要結(jié)合其他方面的資料如實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料等，才能夠進(jìn)行定性半定量程度的評(píng)價(jià)工作。

(3) 建議深化致密油儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)數(shù)值化、信息化方面的研究。