氣測(cè)錄井資料在安深1井頁(yè)巖油氣評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

方錫賢,王光鵬,梁華偉,劉 生

(1.中國(guó)石化河南石油勘探局地質(zhì)錄井公司,河南南陽(yáng)473132;2.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠)

氣測(cè)錄井資料在安深1井頁(yè)巖油氣評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

方錫賢1,王光鵬2,梁華偉2,劉 生2

(1.中國(guó)石化河南石油勘探局地質(zhì)錄井公司,河南南陽(yáng)473132;2.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠)

安深1井是一口以尋找頁(yè)巖氣為主要目的的風(fēng)險(xiǎn)探井,本井鉆探結(jié)果證實(shí)本區(qū)頁(yè)巖發(fā)育、頁(yè)巖層段氣測(cè)異常明顯,錄井資料、實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料、現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)解釋均證實(shí)本井頁(yè)巖孔隙度、粉砂質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)類型、豐度均與美國(guó)富氣頁(yè)巖具有相似的特征;現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)的計(jì)算數(shù)據(jù)表明本井頁(yè)巖層中賦存著豐富的吸附氣、游離氣。運(yùn)用C1/ΣC-C2/C3氣測(cè)解釋圖版、皮克斯勒氣測(cè)圖版、氣測(cè)曲線“幅差形態(tài)法”對(duì)安深1井頁(yè)巖層段進(jìn)行解釋,經(jīng)地層壓裂試油證實(shí),這些解釋評(píng)價(jià)結(jié)果是可信的。

安深1井;氣測(cè)資料;頁(yè)巖油氣;異常顯示;泌陽(yáng)凹陷

安深1井是中石化布署在泌陽(yáng)凹陷的一口風(fēng)險(xiǎn)探井,該井鉆探目的之一就是了解泌陽(yáng)凹陷深凹區(qū)頁(yè)巖含氣情況,期望發(fā)現(xiàn)較好的頁(yè)巖氣的顯示,通過(guò)大型的壓裂改造取得工業(yè)性突破,為中國(guó)及中國(guó)東部探區(qū)古近系頁(yè)巖氣勘探建立示范先導(dǎo)區(qū)。該井錄井過(guò)程證實(shí)深凹區(qū)頁(yè)巖發(fā)育,并且見(jiàn)到良好氣測(cè)異常顯示。測(cè)井及實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果證實(shí)頁(yè)巖各種分析參數(shù)符合美國(guó)富氣頁(yè)巖特征。

1 泌深1井錄井頁(yè)巖情況

1.1 頁(yè)(泥)巖發(fā)育情況

依據(jù)地化錄井分析結(jié)果,本井灰色泥巖生烴條件較差,不具備形成頁(yè)巖氣的條件。依據(jù)核磁共振分析結(jié)果,本井白云質(zhì)泥巖油氣的儲(chǔ)滲空間極差、不利于后期改造。因此本井頁(yè)巖油氣勘探較為有利的巖性是褐灰色頁(yè)巖、褐色頁(yè)巖、褐色油頁(yè)巖、灰黑色碳質(zhì)泥巖、深灰色泥巖。達(dá)到生油門限深度的頁(yè)巖共878.7 m/130層(其中深灰色泥巖395.0 m/60層)。

1.2 氣測(cè)異常顯示情況

如圖1所示,本井頁(yè)(泥)巖氣測(cè)異常段主要集中2 184～2 656 m井段。淺于2 184 m地層,氣測(cè)全烴絕對(duì)值低(最高0.659%),全烴異常相對(duì)幅度也低(最高為4),且主要為砂巖層引起的氣測(cè)異常,氣測(cè)異常單層厚度薄(小于4.5 m)。在井深深于2 656 m地層,沒(méi)有明顯異常,并且?guī)r性主要為泥巖、白云質(zhì)泥巖。

圖1 安深1井2 100-3 200 m氣測(cè)錄井曲線

對(duì)比巖性與氣測(cè)異常,本井頁(yè)(泥)巖段劃分氣測(cè)異常顯示272 m/10層,具體井段見(jiàn)表1。

表1 安深1井頁(yè)(泥)巖氣測(cè)異常統(tǒng)計(jì)

2 氣測(cè)錄井對(duì)頁(yè)巖層段的解釋評(píng)價(jià)

國(guó)際上對(duì)頁(yè)(泥)巖層含油氣性的評(píng)價(jià)主要是側(cè)重于有機(jī)碳(TOC)、有機(jī)質(zhì)成熟度、頁(yè)(泥)巖層厚度、含氣量、儲(chǔ)層的礦物成分、自然裂縫系統(tǒng)、滲透率等方面。國(guó)內(nèi)頁(yè)(泥)巖油氣探井很少,獲得工業(yè)油氣流的探井更是微乎其微。主要是參照國(guó)外的方法、現(xiàn)場(chǎng)采用解吸法判斷地層含氣量,實(shí)驗(yàn)室結(jié)合測(cè)井資料判斷有機(jī)碳(TOC)、有機(jī)質(zhì)成熟度、含氣量、儲(chǔ)層的礦物成分、自然裂縫系統(tǒng)、滲透率。

安深1井是泌陽(yáng)凹陷勘探探頁(yè)(泥)巖油氣的第一口探井,該井進(jìn)行常規(guī)地質(zhì)錄井、綜合錄井、地化(含有機(jī)碳)錄井、核磁共振錄井。地化(含有機(jī)碳)錄井主要功能是評(píng)價(jià)有機(jī)碳(TOC)、有機(jī)質(zhì)成熟度、吸附氣含量問(wèn)題,核磁共振主要功能是評(píng)價(jià)孔隙度、滲透率問(wèn)題。而綜合錄井除工程功能外,主要是利用其氣測(cè)功能發(fā)現(xiàn)頁(yè)(泥)巖段氣測(cè)異常并對(duì)其含油氣情況進(jìn)行解釋評(píng)價(jià)。

2.1 氣測(cè)錄井法評(píng)價(jià)頁(yè)(泥)巖油氣依據(jù)

頁(yè)(泥)巖油氣最大的特點(diǎn)是頁(yè)(泥)巖既是生烴層又是儲(chǔ)集層,并且是一種孔滲性特低的非常規(guī)儲(chǔ)層[1]。與實(shí)驗(yàn)室分析及地化、熱解色譜、核磁共振等通過(guò)直接分析巖屑、巖心樣品而判斷地層的物性、含油氣性技術(shù)的最大區(qū)別是氣測(cè)錄井不是直接分析巖心、巖屑樣品,分析準(zhǔn)確性不受樣品量、取樣及時(shí)性、樣品類型、樣品代表性的影響。氣測(cè)錄井是目前唯一于井口連續(xù)檢測(cè)地層含油氣量的技術(shù)[2],測(cè)量的是鉆井液攜帶的油氣量,其來(lái)源于被鉆頭破碎巖石孔隙、縫洞中賦存的油氣以及地層通過(guò)井壁滲入鉆井液的油氣。氣測(cè)值的高低及組分含量構(gòu)成則取決于儲(chǔ)層流體性質(zhì)、儲(chǔ)層的含油氣量、儲(chǔ)層物性、能量,而與儲(chǔ)集層的具體巖性無(wú)關(guān),因此與評(píng)價(jià)常規(guī)儲(chǔ)層油氣一樣,可以通過(guò)分析氣測(cè)錄井的相關(guān)參數(shù)、曲線形態(tài)來(lái)判斷地層流體性質(zhì)并間接判斷物性。泌陽(yáng)凹陷的鉆探實(shí)踐證實(shí),本區(qū)頁(yè)巖層具有良好的氣測(cè)異常,這一方面說(shuō)明頁(yè)巖油氣的存在,另一方面頁(yè)巖縫隙孔洞中蘊(yùn)存的油氣能夠通過(guò)氣測(cè)錄井檢測(cè)到,這都為利用氣測(cè)錄井評(píng)價(jià)頁(yè)(泥)巖油氣提供依據(jù)。

2.2 解釋評(píng)價(jià)方法

2.2.1 圖版法

由于頁(yè)(泥)巖儲(chǔ)層孔滲性特差,需要通過(guò)壓裂改造才有可能獲得工業(yè)產(chǎn)量的油氣流。而相鄰的安棚深層系為特低孔低滲儲(chǔ)層,大部分儲(chǔ)層也必須經(jīng)過(guò)改造才能獲得工業(yè)油流,因此可以通過(guò)對(duì)安棚深層系試油層的資料進(jìn)行分析對(duì)比,尋找規(guī)律,建立相應(yīng)的解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)比分析C1/ΣC>0.7,C2/C3>1是其下限標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合一般氣測(cè)資料特點(diǎn),建立了本區(qū)解釋圖版(圖2、圖3)。

圖2 安深1井頁(yè)巖氣測(cè)異常井段C1/ΣC-C2/C3解釋圖版解釋成果

從圖2可以看出2 184.0～2 216.0 m井段、2 228.0～2 276.0 m 井段、2 294.0～2 435.0 m 井段C1/ΣC、C2/C3交會(huì)點(diǎn)全部落在非產(chǎn)層區(qū),2 630.0～2 656.0 m井段C1/ΣC、C2/C3交會(huì)點(diǎn)大部分點(diǎn)落在非產(chǎn)層區(qū),結(jié)合物性,解釋為非產(chǎn)層。2 608.0～2 630.0 m井段C1/ΣC、C2/C3交會(huì)點(diǎn)部分點(diǎn)落在油層區(qū)、部分點(diǎn)落在非產(chǎn)層區(qū),2 438.0～2 530.0 m、2 545.0～2 566.0 m 井段 C1/ΣC、C2/C3交會(huì)點(diǎn)大部分落在油層區(qū),考慮儲(chǔ)層特點(diǎn),評(píng)價(jià)為差油層。

運(yùn)用皮克斯勒?qǐng)D版解釋進(jìn)行解釋,本井6層氣測(cè)異常層全部落在解釋圖版的油區(qū),不具有氣層特征。從圖3可以看出,2 184～2 335 m井段曲線全部為負(fù)斜率,說(shuō)明該層不符合本區(qū)產(chǎn)層特征,為非產(chǎn)層。2 438～2 566 m井段曲線除個(gè)別點(diǎn)外,大部分為正斜率,特別是2 438～2 540 m全部為正斜率,說(shuō)明地層具有一定的能量,同時(shí)由于部分點(diǎn)斜率較高,說(shuō)明這些點(diǎn)所在深度物性較差,總體說(shuō)明本層段物性不均勻,結(jié)合儲(chǔ)層特點(diǎn),2 438～2 566 m井段皮克斯勒?qǐng)D版解釋為差油層。

2.2.2 氣測(cè)曲線“幅差形態(tài)法”解釋評(píng)價(jià)

“幅差形態(tài)法”的基本原理是將反映地層可鉆性(間接反映地層物性)的鉆時(shí)曲線與反映地層烴含量的全烴曲線、反映輕烴含量的C1曲線進(jìn)行迭合,依據(jù)不同曲線的形態(tài)及幅差判斷儲(chǔ)層流體性質(zhì)的一種氣測(cè)解釋方法。鉆時(shí)呈低值、氣測(cè)呈高值且曲線幅差大,說(shuō)明地層可鉆性強(qiáng)、物性好、含烴量多,是油層的特征;鉆時(shí)呈低值、氣測(cè)呈低值且曲線幅差大,說(shuō)明地層可鉆性強(qiáng)、物性好、含烴量少,是水層的特征;鉆時(shí)呈高值、氣測(cè)呈低值且曲線幅差大,說(shuō)明地層可鉆性差、物性差、含烴量少,是干層的特征。全烴曲線與C1對(duì)應(yīng)性好、幅差大,說(shuō)明重?zé)N含量高,是含油的特征;全烴曲線與C1對(duì)應(yīng)性好、幅差小,說(shuō)明輕烴含量高,是含氣的特征[3]。

圖3 安深1井皮克斯勒?qǐng)D版解釋成果

由于2 228.0～2 231.0 m、2 438.0～2 540.0 m井段是全井頁(yè)巖最發(fā)育、厚度最大、氣測(cè)異常顯示最好的井段,因此重點(diǎn)對(duì)這兩個(gè)井段解釋評(píng)價(jià)。

從圖4可以看出,安深1井2 228.0～2 231.0 m井段,全烴曲線與C1曲線幅差大,不具有氣層特征。全烴曲線與鉆時(shí)曲線幅差大部分為負(fù)差異(全烴值低于鉆時(shí)值),干層;少部分為正差異(全烴值高于鉆時(shí)值),但呈指狀,反映含油不飽滿,具有差油層特征。由于具有“正差異”井段小,結(jié)合地層特點(diǎn),2 228.0～2 231.0 m井段解釋為非產(chǎn)層。

圖4 安深1井氣測(cè)異常段幅差形態(tài)

從2 438.0～2 540.0 m井段全烴曲線與C1曲線幅差相較大,不具有氣層特征,但是全烴曲線與C1曲線幅差較2 228.0～2 231.0 m井段幅差小,說(shuō)明油中溶解氣含量較2 228.0～2 231.0 m井段高。全烴曲線與鉆時(shí)曲線幅差頂部為負(fù)差異,干層;中、下部為正差異,反映地層具有一定的產(chǎn)能,但全烴曲線不飽滿,反映地層可動(dòng)烴類物質(zhì)不均勻具有差油層特征。綜合考慮各種因素,2 438.0～2 540.0 m井段“幅差形態(tài)法”解釋為差油層。

綜合解釋圖版、氣測(cè)曲線“幅差形態(tài)法”,本井頁(yè)巖層段中2 438.0～2 540.0 m井段為最有希望獲得油氣的層段,但不具有氣層特征,利用氣測(cè)資料解釋為差油層。

2.2.3 氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)與測(cè)井解釋評(píng)價(jià)對(duì)比

為準(zhǔn)確識(shí)別頁(yè)巖氣,該井除進(jìn)行常規(guī)系列測(cè)井、還由國(guó)際著名測(cè)井公司應(yīng)用ECS元素俘獲測(cè)井、核磁共振測(cè)井、FM I微電阻率成像測(cè)井等國(guó)際最新測(cè)井技術(shù)測(cè)井并進(jìn)行解釋評(píng)價(jià)。測(cè)井共解釋頁(yè)巖層103.8 m/84層,其中最好的頁(yè)巖層集中在2 232.8～2 281.3 m、2 452.1～2 507.7 m井段。2 232.8～2 281.3 m井段,測(cè)井計(jì)算的孔隙度平均在7.6%,計(jì)算的總含氣量平均為3.8 m3/t,,吸附氣量為1.8 m3/t,在孔隙度最大的層段,地層游離氣量占到了60%以上。2 452.1～2 507.7 m井段,測(cè)井計(jì)算的孔隙度平均在4.8%,計(jì)算的總含氣量平均為4.0 m3/t,吸附氣量為1.6 m3/t,在孔隙度最大的層段,地層游離氣量占到了70%以上,為測(cè)井解釋中認(rèn)為最好的頁(yè)巖層段。

測(cè)井與錄井對(duì)2 452.1～2 507.7 m井段是全井最有利獲得油氣的頁(yè)巖層段的認(rèn)識(shí)基本相同,但兩者對(duì)儲(chǔ)層流體的性質(zhì)判斷有差異,氣測(cè)資料評(píng)價(jià)分析頁(yè)巖層不具有氣層特征,解釋為差油層,通過(guò)改造有可能獲得頁(yè)巖油。經(jīng)過(guò)大型壓裂改造,該井沒(méi)有獲得頁(yè)巖氣,但試獲得4 m3/d油流,證實(shí)氣測(cè)資料既然能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)常規(guī)儲(chǔ)層油氣層,也能夠較好地解釋評(píng)價(jià)頁(yè)巖等非常規(guī)儲(chǔ)層的油氣情況。

3 結(jié)論與建議

(1)頁(yè)巖層油氣解釋評(píng)價(jià)是一個(gè)全新的課題,需要綜合利用錄井、鉆井、測(cè)井、分析化驗(yàn)等各方面進(jìn)行綜合分析,安深1井利用氣測(cè)資料較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)了頁(yè)巖發(fā)育、氣測(cè)異常明顯的頁(yè)巖段流體性質(zhì),為今后利用錄井資料評(píng)價(jià)頁(yè)巖層流體性質(zhì)提供借鑒。

(2)頁(yè)巖油氣評(píng)價(jià)的許多指標(biāo)如有機(jī)質(zhì)類型、豐度、成熟度,后期壓裂施工所需的地層泥質(zhì)含量、硅質(zhì)、鈣質(zhì)含量等都可以通過(guò)新的錄井技術(shù)進(jìn)行判斷,因此,在進(jìn)行氣測(cè)錄井同時(shí),應(yīng)用新的錄井技術(shù)可以為頁(yè)巖油氣的發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)提供更多的依據(jù)。

[1] 劉洪林,王莉,王紅巖,等.中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)適用技術(shù)探討[J].油氣井測(cè)試,2009,18(4):68-71.

[2] 方錫賢.栗園背斜油氣顯示層解釋方法探討[J].石油地質(zhì)與工程,2007,21(5):27-29.

[3] 方錫賢.畢店-張廠地區(qū)油氣顯示層解釋方法探討[J].石油地質(zhì)與工程,2011,25(1):52-55.

Anshen 1well is adventurous p rospecting well w hich seeks for shale rock gas.Well drilling confirmed shale rock developed in the study area,shale rock layer gas logging indicates abnormally.M ud logging data,analytical lab data,modern logging interp retation all confirmed the porosity,the pow der sand content,o rganic matter type and abundance of this shale rock all are similar to America gas-rich shale rock.Calculation data of modern logging technology indicates rich absorp tion gas and free gas exist in the shale rock.In thisarticle,the well development degree,shale rock layer gas logging abnormal indication have been introduced firstly,then the evaluation basis of shale(mud)rock hydrocarbon by using gas logging has been elaborated.Based on this,the interp retation of Anshen 1 well shale rock layer by app lying C1/ΣC-C2/C3 gas logging interp retation chart version,Picxler gas logging chart,gas logging curve have been introduced.Confirmed by formation fracturing oil testing,these interp retation evaluation results are credible.

34 Application of gas logging data in Anshen 1 well shale rock hydrocarbon evaluation

Fang Xixian et al(Henan Petroleum Exp loration Bureau Geological Logging Company,Sinopec,Nanyang ,Henan 473132)

Anshen 1 well;gas logging data;shale rock hydrocarbon;abno rmal indication;evaluation

TE122.3

A

1673-8217(2011)05-0034-04

2011-03-25;改回日期:2011-05-30

方錫賢,工程師,1964年出生,1985年畢業(yè)于廣東石油學(xué)校石油地質(zhì)勘探專業(yè),現(xiàn)從事石油錄井技術(shù)管理工作。

編輯:彭 剛