氣測錄井資料在安深1井頁巖油氣評價中的應用

方錫賢,王光鵬,梁華偉,劉 生

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

氣測錄井資料在安深1井頁巖油氣評價中的應用

方錫賢1,王光鵬2,梁華偉2,劉 生2

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

安深1井是一口以尋找頁巖氣為主要目的的風險探井,本井鉆探結果證實本區(qū)頁巖發(fā)育、頁巖層段氣測異常明顯,錄井資料、實驗室分析化驗資料、現代測井技術解釋均證實本井頁巖孔隙度、粉砂質含量、有機質類型、豐度均與美國富氣頁巖具有相似的特征;現代測井技術的計算數據表明本井頁巖層中賦存著豐富的吸附氣、游離氣。運用C1/ΣC-C2/C3氣測解釋圖版、皮克斯勒氣測圖版、氣測曲線“幅差形態(tài)法”對安深1井頁巖層段進行解釋,經地層壓裂試油證實,這些解釋評價結果是可信的。

安深1井;氣測資料;頁巖油氣;異常顯示;泌陽凹陷

安深1井是中石化布署在泌陽凹陷的一口風險探井,該井鉆探目的之一就是了解泌陽凹陷深凹區(qū)頁巖含氣情況,期望發(fā)現較好的頁巖氣的顯示,通過大型的壓裂改造取得工業(yè)性突破,為中國及中國東部探區(qū)古近系頁巖氣勘探建立示范先導區(qū)。該井錄井過程證實深凹區(qū)頁巖發(fā)育,并且見到良好氣測異常顯示。測井及實驗室分析結果證實頁巖各種分析參數符合美國富氣頁巖特征。

1 泌深1井錄井頁巖情況

1.1 頁(泥)巖發(fā)育情況

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

1.2 氣測異常顯示情況

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

圖1 安深1井2 100-3 200 m氣測錄井曲線

對比巖性與氣測異常,本井頁(泥)巖段劃分氣測異常顯示272 m/10層,具體井段見表1。

表1 安深1井頁(泥)巖氣測異常統(tǒng)計

2 氣測錄井對頁巖層段的解釋評價

國際上對頁(泥)巖層含油氣性的評價主要是側重于有機碳(TOC)、有機質成熟度、頁(泥)巖層厚度、含氣量、儲層的礦物成分、自然裂縫系統(tǒng)、滲透率等方面。國內頁(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。主要是參照國外的方法、現場采用解吸法判斷地層含氣量,實驗室結合測井資料判斷有機碳(TOC)、有機質成熟度、含氣量、儲層的礦物成分、自然裂縫系統(tǒng)、滲透率。

安深1井是泌陽凹陷勘探探頁(泥)巖油氣的第一口探井,該井進行常規(guī)地質錄井、綜合錄井、地化(含有機碳)錄井、核磁共振錄井。地化(含有機碳)錄井主要功能是評價有機碳(TOC)、有機質成熟度、吸附氣含量問題,核磁共振主要功能是評價孔隙度、滲透率問題。而綜合錄井除工程功能外,主要是利用其氣測功能發(fā)現頁(泥)巖段氣測異常并對其含油氣情況進行解釋評價。

2.1 氣測錄井法評價頁(泥)巖油氣依據

頁(泥)巖油氣最大的特點是頁(泥)巖既是生烴層又是儲集層,并且是一種孔滲性特低的非常規(guī)儲層[1]。與實驗室分析及地化、熱解色譜、核磁共振等通過直接分析巖屑、巖心樣品而判斷地層的物性、含油氣性技術的最大區(qū)別是氣測錄井不是直接分析巖心、巖屑樣品,分析準確性不受樣品量、取樣及時性、樣品類型、樣品代表性的影響。氣測錄井是目前唯一于井口連續(xù)檢測地層含油氣量的技術[2],測量的是鉆井液攜帶的油氣量,其來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井壁滲入鉆井液的油氣。氣測值的高低及組分含量構成則取決于儲層流體性質、儲層的含油氣量、儲層物性、能量,而與儲集層的具體巖性無關,因此與評價常規(guī)儲層油氣一樣,可以通過分析氣測錄井的相關參數、曲線形態(tài)來判斷地層流體性質并間接判斷物性。泌陽凹陷的鉆探實踐證實,本區(qū)頁巖層具有良好的氣測異常,這一方面說明頁巖油氣的存在,另一方面頁巖縫隙孔洞中蘊存的油氣能夠通過氣測錄井檢測到,這都為利用氣測錄井評價頁(泥)巖油氣提供依據。

2.2 解釋評價方法

2.2.1 圖版法

由于頁(泥)巖儲層孔滲性特差,需要通過壓裂改造才有可能獲得工業(yè)產量的油氣流。而相鄰的安棚深層系為特低孔低滲儲層,大部分儲層也必須經過改造才能獲得工業(yè)油流,因此可以通過對安棚深層系試油層的資料進行分析對比,尋找規(guī)律,建立相應的解釋評價標準。通過對比分析C1/ΣC>0.7,C2/C3>1是其下限標準。結合一般氣測資料特點,建立了本區(qū)解釋圖版(圖2、圖3)。

圖2 安深1井頁巖氣測異常井段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交會點全部落在非產層區(qū),2 630.0～2 656.0 m井段C1/ΣC、C2/C3交會點大部分點落在非產層區(qū),結合物性,解釋為非產層。2 608.0～2 630.0 m井段C1/ΣC、C2/C3交會點部分點落在油層區(qū)、部分點落在非產層區(qū),2 438.0～2 530.0 m、2 545.0～2 566.0 m 井段 C1/ΣC、C2/C3交會點大部分落在油層區(qū),考慮儲層特點,評價為差油層。

運用皮克斯勒圖版解釋進行解釋,本井6層氣測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井段曲線全部為負斜率,說明該層不符合本區(qū)產層特征,為非產層。2 438～2 566 m井段曲線除個別點外,大部分為正斜率,特別是2 438～2 540 m全部為正斜率,說明地層具有一定的能量,同時由于部分點斜率較高,說明這些點所在深度物性較差,總體說明本層段物性不均勻,結合儲層特點,2 438～2 566 m井段皮克斯勒圖版解釋為差油層。

2.2.2 氣測曲線“幅差形態(tài)法”解釋評價

“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曲線進行迭合,依據不同曲線的形態(tài)及幅差判斷儲層流體性質的一種氣測解釋方法。鉆時呈低值、氣測呈高值且曲線幅差大,說明地層可鉆性強、物性好、含烴量多,是油層的特征;鉆時呈低值、氣測呈低值且曲線幅差大,說明地層可鉆性強、物性好、含烴量少,是水層的特征;鉆時呈高值、氣測呈低值且曲線幅差大,說明地層可鉆性差、物性差、含烴量少,是干層的特征。全烴曲線與C1對應性好、幅差大,說明重烴含量高,是含油的特征;全烴曲線與C1對應性好、幅差小,說明輕烴含量高,是含氣的特征[3]。

圖3 安深1井皮克斯勒圖版解釋成果

由于2 228.0～2 231.0 m、2 438.0～2 540.0 m井段是全井頁巖最發(fā)育、厚度最大、氣測異常顯示最好的井段,因此重點對這兩個井段解釋評價。

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。全烴曲線與鉆時曲線幅差大部分為負差異(全烴值低于鉆時值),干層;少部分為正差異(全烴值高于鉆時值),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,結合地層特點,2 228.0～2 231.0 m井段解釋為非產層。

圖4 安深1井氣測異常段幅差形態(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。全烴曲線與鉆時曲線幅差頂部為負差異,干層;中、下部為正差異,反映地層具有一定的產能,但全烴曲線不飽滿,反映地層可動烴類物質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、氣測曲線“幅差形態(tài)法”,本井頁巖層段中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,利用氣測資料解釋為差油層。

2.2.3 氣測解釋評價與測井解釋評價對比

為準確識別頁巖氣,該井除進行常規(guī)系列測井、還由國際著名測井公司應用ECS元素俘獲測井、核磁共振測井、FM I微電阻率成像測井等國際最新測井技術測井并進行解釋評價。測井共解釋頁巖層103.8 m/84層,其中最好的頁巖層集中在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,測井計算的孔隙度平均在7.6%,計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,測井計算的孔隙度平均在4.8%,計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,為測井解釋中認為最好的頁巖層段。

測井與錄井對2 452.1～2 507.7 m井段是全井最有利獲得油氣的頁巖層段的認識基本相同,但兩者對儲層流體的性質判斷有差異,氣測資料評價分析頁巖層不具有氣層特征,解釋為差油層,通過改造有可能獲得頁巖油。經過大型壓裂改造,該井沒有獲得頁巖氣,但試獲得4 m3/d油流,證實氣測資料既然能準確地評價常規(guī)儲層油氣層,也能夠較好地解釋評價頁巖等非常規(guī)儲層的油氣情況。

3 結論與建議

(1)頁巖層油氣解釋評價是一個全新的課題,需要綜合利用錄井、鉆井、測井、分析化驗等各方面進行綜合分析,安深1井利用氣測資料較準確地評價了頁巖發(fā)育、氣測異常明顯的頁巖段流體性質,為今后利用錄井資料評價頁巖層流體性質提供借鑒。

(2)頁巖油氣評價的許多指標如有機質類型、豐度、成熟度,后期壓裂施工所需的地層泥質含量、硅質、鈣質含量等都可以通過新的錄井技術進行判斷,因此,在進行氣測錄井同時,應用新的錄井技術可以為頁巖油氣的發(fā)現評價提供更多的依據。

[1] 劉洪林,王莉,王紅巖,等.中國頁巖氣勘探開發(fā)適用技術探討[J].油氣井測試,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)于廣東石油學校石油地質勘探專業(yè),現從事石油錄井技術管理工作。

編輯:彭 剛