川西須二段測(cè)錄井特征與測(cè)試選層研究

段文燊 （中石化西南油氣分公司，四川 成都610016）

吳朝容 （成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院，四川 成都610059）

石 磊，唐 宇 （中石化西南油氣分公司，四川 成都610016）

川西須二段測(cè)錄井特征與測(cè)試選層研究

段文燊 （中石化西南油氣分公司，四川 成都610016）

吳朝容 （成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院，四川 成都610059）

石 磊，唐 宇 （中石化西南油氣分公司，四川 成都610016）

針對(duì)四川盆地須家河組的測(cè)試選層這一關(guān)鍵問題，總結(jié)了主要油氣層段測(cè)試選層的測(cè)錄井判識(shí)方法，即錄井中具有 “鉆時(shí)加快、全烴上升、泥漿粘度上升、井溫下降、密度下降、漏失泥漿”等裂縫型氣藏錄井特征；測(cè)井資料具有 “聲波時(shí)差升高、電阻降低、密度降低、井溫降低、全波測(cè)井能量衰減、成像測(cè)井裂縫發(fā)育”等關(guān)鍵特征。通過在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣運(yùn)用，驗(yàn)證了該方法的可靠性，在裂縫型氣藏勘探開發(fā)領(lǐng)域具有一定的推廣意義。

測(cè)井；錄井；測(cè)試選層；川西坳陷

四川盆地須家河組是近幾年天然氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域，近5年已經(jīng)提交了3000×109m3天然氣探明儲(chǔ)量，須家河組天然氣以不含硫化氫的干氣為主，不需要建設(shè)脫硫廠，投資小，見效快，是開發(fā)清潔能源，實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能減排的重要領(lǐng)域。測(cè)試選層是勘探開發(fā)中的 “臨門一腳”，一般是在完鉆測(cè)井資料出來以后討論具體的測(cè)試選層方案，即確定最后的射孔彈射向何處，既要保證獲得真實(shí)的地下油氣情況，又要盡量避免射開水層。目的層錄井資料和測(cè)井資料的正確解釋是測(cè)試選層的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，筆者根據(jù)對(duì)研究區(qū)20多口井判識(shí)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)總結(jié)了該區(qū)測(cè)試選層的關(guān)鍵測(cè)、錄井特征。

1 基本地質(zhì)特征

四川盆地廣泛發(fā)育了須家河組地層，從下至上分為須二段、須三段、須四段和須五段，其中須二段和須四段為主要的儲(chǔ)集層發(fā)育層段，須三段、須五段為主要的烴源巖和蓋層層段。

川西坳陷須二段埋藏較深，一般頂部埋深超過4400m，層厚560～660m，主要以三角洲環(huán)境的砂、泥巖頻繁不等厚互層為主，砂巖厚度明顯占優(yōu)勢(shì)，砂地比均大于50%，個(gè)別砂層甚至達(dá)到80%以上，具有典型的 “砂包泥”特征。發(fā)育大量的顯裂縫和微裂縫，裂縫發(fā)育段多為石英或方解石次生礦物，容易發(fā)生井漏。須二段氣藏砂巖為典型的低孔低滲超致密碎屑巖儲(chǔ)層，平均孔隙度僅為3.36%，滲透率在 （0.02～0.08）×10－3μm2之間。

2 錄井特征分析

由于天然氣具有分子小、密度低、粘度低、活動(dòng)性強(qiáng)、對(duì)巖石的粘附力弱等特點(diǎn)決定了天然氣錄井的特殊性［1］，筆者總結(jié)了川西坳陷須二段主要儲(chǔ)層段在錄井中具有 “一快、二升、二降、一漏”的錄井特征。“一快”是指在鉆井過程中鉆遇好儲(chǔ)層時(shí)鉆時(shí)加快；“二升”是指在鉆遇良好油氣顯示時(shí)全烴含量上升、泥漿粘度上升；“二降”是指在鉆遇好的裂縫型儲(chǔ)層段后可能出現(xiàn)鉆井液密度下降、井溫下降；“一漏”是指在鉆遇裂縫型儲(chǔ)層或相對(duì)高孔滲性儲(chǔ)層時(shí)由于壓力不平衡出現(xiàn)泥漿漏失。

2.1 鉆時(shí)錄井特征分析

在鉆井參數(shù)一定情況下，根據(jù)鉆時(shí)大小，可判斷井下地層巖性的變化和縫、洞發(fā)育情況。川西坳陷須二段一般深度大于4600m，多數(shù)在5000m左右，其地層可鉆性較差，一般鉆時(shí)較高，只有在鉆遇裂縫發(fā)育段或較高孔滲性儲(chǔ)層時(shí)鉆時(shí)才可能降低，并且降低的幅度差異較大。

2.2 氣測(cè)錄井特征分析

川西坳陷須二段天然氣甲烷含量96.4%～98.67%，乙烷含量0.19%～1.7%，丙烷含量0%～0.027%，正戊烷含量0%～0.0046%，干燥系數(shù)達(dá)到了0.987%～0.998%，全部為干氣。氣測(cè)錄井的重點(diǎn)是檢測(cè)烴類氣體，尤其是甲烷含量的變化。由于須二段鉆時(shí)一般較慢，氣體能夠比較充分地反映出來，影響氣測(cè)錄井的因素主要是鉆井液密度和鉆井液排量，在鉆井液密度基本平衡地層壓力和鉆井液排量基本一定的條件下，烴類含量升高，則含氣性變好。

2.3 鉆井液錄井特征分析

川西地區(qū)須二段主要是通過鉆井液密度、粘度、溫度、氯離子含量的變化來輔助判斷流體特征以及利用井漏、井涌等復(fù)雜情況來判斷井筒的含氣性［2］。選取了須二段裂縫型高產(chǎn)氣層和相對(duì)高滲透性的孔隙型穩(wěn)產(chǎn)氣層的典型錄井資料進(jìn)行進(jìn)一步分析。圖1為x23井某段裂縫型儲(chǔ)層綜合錄井剖面［3］，從圖1中分析，5148.50～5153m的典型裂縫型儲(chǔ)層段，鉆時(shí)由86min/m下降到56min/m，氣測(cè)值變化全烴含量由0.709%上升到64.367%，甲烷含量由0.320%上升到63.884%，鉆井液密度由1.60g/cm3下降到1.48g/cm3，鉆井液粘度由50Pa·s上升到62Pa·s；出口溫度由38℃下降到32.3℃。槽面顯示：40%魚子狀氣泡，槽面上漲、溢流，關(guān)井，節(jié)流循環(huán)點(diǎn)火焰高8m。具有典型的 “一快、二升、二降”的錄井特征，尤其是全烴和鉆井液密度反應(yīng)明顯。圖2為x5井某段相對(duì)高孔滲性儲(chǔ)層綜合錄井剖面，從圖2中分析，在4869～4880m的典型相對(duì)高孔滲性儲(chǔ)層段，鉆時(shí)由75min/m下降到30min/m，氣測(cè)值有小幅度變化，全烴由0.173%上升到0.519%，甲烷由0.042%上升到0.268%；鉆井液密度沒有明顯的變化，鉆井液粘度在鉆遇該層后有小幅度上升；出口溫度也只有小幅度下降，槽面無顯示。總之，該類儲(chǔ)層的錄井顯示不是很強(qiáng)烈，其 “一快、二升、二降”的錄井特征除鉆時(shí)外也不是很明顯，但測(cè)試證實(shí)確有穩(wěn)定的產(chǎn)量，因此在測(cè)試選層中要對(duì)鉆時(shí)資料的變化給予足夠的重視。

圖1 x23井某段裂縫型高產(chǎn)氣層錄井特征圖

圖2 x5井某段相對(duì)高滲透性孔隙型穩(wěn)產(chǎn)氣層錄井特征圖

3 測(cè)井特征分析

川西地區(qū)須二段致密碎屑巖的巖性較復(fù)雜，裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集類型多變，測(cè)井評(píng)價(jià)的難度較大，除常規(guī)測(cè)井外，部分井段增加了成像測(cè)井、偶極橫波測(cè)井及核磁共振測(cè)井等測(cè)井成本較高的特殊測(cè)井［4］。筆者總結(jié)了川西地區(qū)須二段主要儲(chǔ)層段在測(cè)井中具有 “一升、三降、一衰、一發(fā)育”的測(cè)井特征。“一升”是指在獲得較好油氣成果的層段相對(duì)圍巖一般具有聲波時(shí)差升高的特征；“三降”是指在獲得較好油氣成果的層段相對(duì)圍巖一般具有電阻率、密度、井溫降低的特征；“一衰”是指在獲得較好油氣成果的層段一般具有全波測(cè)井能量衰減的特征；“一發(fā)育”是指在獲得較好油氣成果的裂縫型氣層段一般在成像測(cè)井剖面上具有裂縫發(fā)育的特征。

3.1 聲波時(shí)差測(cè)井特征分析

一般情況下，聲波時(shí)差曲線可能在氣層段出現(xiàn)聲波時(shí)差增大甚至周波跳躍式的特征，尤其是在裂縫發(fā)育段可能出現(xiàn)周波跳躍的特征。川西坳陷須二段由于其埋藏時(shí)間長(zhǎng)、埋藏深度深，儲(chǔ)層已經(jīng)成為致密甚至超致密碎屑巖儲(chǔ)層，這類儲(chǔ)層由于其自身速度變化不十分明顯，因此，小幅度的聲波時(shí)差變化就是測(cè)試選層中有利儲(chǔ)層判斷的關(guān)鍵。

3.2 密度測(cè)井特征分析

補(bǔ)償密度測(cè)井可用于確定巖層的孔隙度和劃分巖性及判斷氣層。對(duì)于川西坳陷須二段的致密甚至超致密碎屑巖儲(chǔ)層在不含流體時(shí)其密度一般較高，當(dāng)儲(chǔ)層含氣時(shí)密度有較大幅度的下降，當(dāng)儲(chǔ)層含水時(shí)密度會(huì)小幅度下降，當(dāng)儲(chǔ)層孔滲性相對(duì)較高時(shí)密度也會(huì)降低。因此，密度降低是該區(qū)利用常規(guī)測(cè)井曲線識(shí)別氣層的重要方法，但由于密度測(cè)井受井眼質(zhì)量影響較大，在裂縫型儲(chǔ)層段，由于井壁不穩(wěn)定，往往難以獲得良好的密度測(cè)井資料。

3.3 電阻率測(cè)井特征分析

川西坳陷須二段致密超致密碎屑巖儲(chǔ)層在不含流體時(shí)其電阻率一般較高，當(dāng)儲(chǔ)層含氣時(shí)電阻率有一定程度下降；當(dāng)儲(chǔ)層含水時(shí)電阻率會(huì)顯著下降；當(dāng)儲(chǔ)層孔滲性相對(duì)較高時(shí)電阻率也會(huì)明顯降低，因此，電阻率降低是該區(qū)利用常規(guī)測(cè)井曲線識(shí)別氣層的重要方法。

圖3 x2井裂縫型高產(chǎn)氣層測(cè)井特征圖

選取了須二段裂縫型高產(chǎn)氣層、相對(duì)高滲透性孔隙型穩(wěn)產(chǎn)氣層和裂縫型高產(chǎn)水層的典型測(cè)井曲線進(jìn)行進(jìn)一步分析。圖3為x2井典型的裂縫型高產(chǎn)氣層段測(cè)井曲線。4825～4833m主要產(chǎn)層段具有明顯的聲波時(shí)差升高，甚至跳波的特征，聲波時(shí)差由50μs/ft左右升高至120μs/ft，密度由 2.8g/cm3下降到2.5g/cm3，電阻率由40Ω·m降到10Ω·m左右，解釋為裂縫－孔隙型氣層，測(cè)試證實(shí)該段天然氣無阻流量達(dá)到了135.6627×104m3/d。圖4為x5井為典型的致密碎屑巖中相對(duì)高孔滲穩(wěn)產(chǎn)氣層測(cè)井曲線，4871～4881m主要產(chǎn)層段具有聲波時(shí)差升高的特征，聲波時(shí)差由50μs/ft左右升高至65μs/ft，密度由2.75g/cm3下降到2.6g/cm3，電阻率由40Ω·m 降低到25Ω·m左右，反映該段具有較好的含氣性，但裂縫不十分發(fā)育，綜合解釋為孔隙型差氣層，射孔并酸化后證實(shí)該段能穩(wěn)定輸氣6×104m3/d。圖5為x56井典型的裂縫型高產(chǎn)水層測(cè)井曲線，4980～4985m主要產(chǎn)水層段具有聲波時(shí)差升高，甚至跳波的特征，聲波時(shí)差由57μs/ft左右升高至97μs/ft，密度由2.75g/cm3下降到2.43g/cm3，電阻率由100Ω·m大幅降低到2Ω·m左右，反映該段具有良好的滲透性，但含水特征明顯，結(jié)合該段裂縫發(fā)育特征，綜合解釋為裂縫型水層，測(cè)試證實(shí)該段產(chǎn)水量達(dá)到了360m3/d。對(duì)于這類測(cè)井曲線上有明顯水層特征反映的儲(chǔ)層，在測(cè)試選層中一定要慎重對(duì)待，不能輕易射開。

圖4 x5井相對(duì)高滲透性孔隙型穩(wěn)產(chǎn)氣層測(cè)井特征圖

3.4 井溫測(cè)井特征分析

原始狀態(tài)下，地溫與深度的關(guān)系基本成線性關(guān)系，當(dāng)井筒內(nèi)有流體加入時(shí)，原始地溫場(chǎng)受到擾動(dòng)破壞，偏離正常地溫而形成井溫異常，當(dāng)天然氣從儲(chǔ)層中流出后，由于氣體膨脹吸熱冷卻，使溫度下降，測(cè)井曲線通常產(chǎn)生負(fù)異常［5］。

圖6為dy1井須二段測(cè)井曲線，5057～5074.5m的主要產(chǎn)層段不僅具有聲波時(shí)差升高、密度降低、電阻率降低的特征，還顯示了明顯的低溫異常，較正常溫度下降約0.5℃，反映該段具有良好的含氣性，結(jié)合該段裂縫發(fā)育特征，將5065～5074.5m 解釋為裂縫－孔隙型氣層，生產(chǎn)測(cè)井證實(shí)該段天然氣無阻流量達(dá)到了40×104m3/d。

3.5 全波列測(cè)井識(shí)別裂縫

全波列測(cè)井可準(zhǔn)確判別出裂縫的發(fā)育層段。當(dāng)聲波穿過裂縫時(shí)，由于能量的轉(zhuǎn)換，聲波幅度有所減小，對(duì)于不同類型的波和不同的裂縫傾角，減小的程度不同，低角度縫使橫波幅度衰減較大，對(duì)縱波幅度影響較??；而高角度縫則能引起縱波幅度一定的衰減，橫波幅度衰減不大，但對(duì)橫波的后續(xù)波列能造成一些干涉；網(wǎng)狀裂縫使縱波幅度和橫波幅度均出現(xiàn)不同程度的衰減。

圖5 x56井裂縫型高產(chǎn)水層測(cè)井特征圖

圖7為x51井須二段產(chǎn)層的全波測(cè)井曲線圖，4842～4846m、4850～4851.5m縱橫波能量、幅度均發(fā)生衰減，網(wǎng)狀裂縫發(fā)育；4836～4842m、4846～4850m縱波能量大幅度衰減，橫波能量較強(qiáng)，表明高角度裂縫發(fā)育，實(shí)際測(cè)試該井為無阻流量150×104m3/d的典型裂縫型高產(chǎn)天然氣井。

圖6 dy1井須二段儲(chǔ)層段測(cè)井曲線

3.6 成像測(cè)井特征分析

由于須二段地層泥質(zhì)含量高、巖石成分、裂縫類型及組合形式復(fù)雜，常規(guī)測(cè)井很難準(zhǔn)確反映裂縫發(fā)育層段，成像測(cè)井是裂縫識(shí)別與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重要方法。天然裂縫中以高角度縫和網(wǎng)狀縫對(duì)天然氣的輸導(dǎo)和產(chǎn)出的貢獻(xiàn)最大，也是測(cè)試選層中關(guān)注的焦點(diǎn)。圖8為典型高角度裂縫成像測(cè)井特征，傾角大于75°。圖像上呈深色條帶，常規(guī)測(cè)井曲線上，雙側(cè)向電阻率呈一定幅度正差異。網(wǎng)狀縫為多條裂縫相互交織成網(wǎng)狀，裂縫間有相互切割現(xiàn)象，裂縫在圖像上呈深色條紋。圖9為典型的網(wǎng)狀縫成像測(cè)井特征，圖9中反映網(wǎng)狀縫至少由兩次或兩次以上不同構(gòu)造事件所形成的斜交縫組成。

圖7 x51井須二段產(chǎn)層的全波測(cè)井曲線圖

圖8 高角度裂縫成像測(cè)井特征

圖9 網(wǎng)狀裂縫成像測(cè)井特征

4 結(jié) 語

2005年以前，由于沒有進(jìn)行系統(tǒng)的川西坳陷須二段測(cè)試選層方法總結(jié)，沒有采取有效的手段區(qū)分氣水和安排合理的完井方式，導(dǎo)致早期的探井測(cè)試效果極不理想，多口井將水層當(dāng)成氣層射開，而多口井將相對(duì)高孔滲性儲(chǔ)層當(dāng)成致密層不敢射開。2005年以后，逐步摸索了有效的測(cè)錄井資料相結(jié)合的測(cè)試選層方法，建立了 “一快、二升、二降、一漏”的錄井特征和 “一升、三降、一衰、一發(fā)育”的測(cè)井特征的判別標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)多年試驗(yàn)在川西坳陷須二段獲得了新的成功。利用相對(duì)高孔滲性儲(chǔ)層的判別思路對(duì)l150井、cg561井、x5井、x10井、x11井等井進(jìn)行了重射、改造，獲得了新的工業(yè)氣層；利用裂縫型儲(chǔ)層氣水判別的思路避開了x5井、x10井水層與其他層混合測(cè)試，降低了產(chǎn)水風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了控水出氣的目標(biāo)。

總之，測(cè)試選層是勘探開發(fā)鉆井實(shí)施中最后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要石油人的耐心和細(xì)致，不斷的總結(jié)不同地區(qū)不同層位的判別標(biāo)準(zhǔn)，獲取更多的油氣。

該次研究中，西南石油局錄井公司、西南石油局測(cè)井公司以及國(guó)內(nèi)外合作的測(cè)井公司為測(cè)試選層的實(shí)施和研究提供了大量的第一手資料和解釋結(jié)論，在此表示衷心感謝！

［1］唐家瓊，胡可以，李成，等.四川盆地天然氣錄井特點(diǎn)與識(shí)別方法 ［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（11）：34～37.

［2］王丙寅，齊振勤.用鉆井液錄井方法確定煤層氣含量 ［J］.錄井技術(shù)，2004，15（2）：26～28，52.

［3］陳清貴，潘小東.致密砂巖儲(chǔ)集層裂縫綜合錄井識(shí)別技術(shù)研究 ［J］.錄井工程，2006，17（3）：6～9，23.

［4］楊雙定.鄂爾多斯盆地致密砂巖氣層測(cè)井評(píng)價(jià)新技術(shù) ［J］.天然氣工業(yè)，2005，25（9）：45～47.

［5］吳春.井溫測(cè)井在塔河油田超深井的應(yīng)用 ［J］.特種油氣藏，2005，12（1）：66～69.

Ex2Logging Features and Testing and Selecting Zones in West Sichuan

DUAN Wen－shen，WU Chao－rong，SHI Lei，TANG Yu（First Author's Address：Southwest Oil and Gas Company，SINOPEC，Chengdu610016，Sichuan，China）

In allusion to the key problem of testing－selection zones in Xujiagou Formation，log identifying methods used for testing and selecting zones in major reservoirs including the main characteristics of drilling time acceleration，full hydrocarbon raising，mud viscosity increase，well temperature and density decrease，mud loss in voggy reservoir logging data were summed up，it had the characters of time difference of acoustic logging increase，resistivity and density decrease，well temperature reduction，energy of full waveform acoustic logging weakening，fracture growth in imaging logging.The method is introduced in production，it demonstrates that the method is reliable and validate，it is significance to be introduced in fractured and vuggy gas reservoir exploration and development.

well logging；logs；testing and selecting zone；Western Sichuan Depression

P631.84

A

1000－9752（2011）06－0086－06

2010－04－19

段文燊 （1972－），男，1993年成都理工學(xué)院畢業(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事天然氣勘探研究及管理工作。

［編輯］ 龍 舟