JZ-S油田變質巖潛山儲層的測井評價新方法及其應用

楊洪偉 呂洪志 崔云江 李興麗 許賽男 汪瑞宏

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

JZ-S油田變質巖潛山儲層的測井評價新方法及其應用

楊洪偉 呂洪志 崔云江 李興麗 許賽男 汪瑞宏

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

在JZ-S油田變質巖潛山勘探階段測井評價方法研究的基礎上，針對該油田在開發(fā)階段所面臨的測井評價難點，探索出了新的潛山測井評價方法。提出了利用等效裂縫密度進行裂縫定量描述以及利用裂縫儲層系數(shù)與測井曲線形態(tài)相結合進行產(chǎn)能估算的新思路，進一步完善了潛山測井評價技術系列，并在該油田開發(fā)階段測井評價工作中發(fā)揮了重要的技術支持作用。

變質巖潛山測井評價等效裂縫密度裂縫儲層系數(shù)JZ-S油田

JZ-S油田是渤海海域一個大型太古宇變質巖潛山裂縫型油藏［1］，具有巖性多變、儲集空間復雜、非均質性強等特點，油田開發(fā)難度較大。在勘探評價階段采用常規(guī)電纜測井、陣列聲波、微電阻率掃描成像、生產(chǎn)測井等多項測井系列，形成了一套包括巖性識別、裂縫評價、儲層參數(shù)及有效厚度確定在內(nèi)的測井評價方法［2］。為了更好地適應海上油田開發(fā)階段更為精細的測井評價要求，本文結合新增測試及生產(chǎn)動態(tài)等資料，進一步深化了常規(guī)測井、井壁成像、陣列聲波測井技術的研究和應用，提出了利用等效裂縫密度進行裂縫定量描述，以及利用裂縫儲層系數(shù)與測井曲線形態(tài)結合進行產(chǎn)能估算的新思路，進一步完善了潛山測井評價技術系列，有力支持了JZ-S裂縫性潛山油藏的高效開發(fā)。

1利用等效裂縫密度進行裂縫定量描述

微電阻率掃描成像測井是進行裂縫評價的最直觀方法，利用成像測井資料可以有效識別裂縫，確定裂縫的類型、產(chǎn)狀及分布，定量計算裂縫的孔隙度、密度、長度、寬度等參數(shù)，進而對裂縫儲層進行深入分析。其中，裂縫密度是描述裂縫儲層有效性的關鍵參數(shù)。

當?shù)貙与娮杪首兓瘯r，測井儀器的相對電流也發(fā)生變化。如果地層中發(fā)育有高導的裂縫，則會產(chǎn)生高導異常。實驗發(fā)現(xiàn)，不同的裂縫寬度將導致不同的電導率異常面積，通過圖1的示意及公式(1)，利用高導異常面積與地層電阻率和泥漿電阻率的關系可以進行裂縫寬度的估算，即

W=c×A×Rbm×R1－bxo(1)

式(1)中:W為裂縫寬度;A為由裂縫造成的電導異常的面積;Rxo為地層電阻率(一般情況下是沖洗帶電阻率);Rm為泥漿電阻率;c、b為與儀器有關的常數(shù)，通常情況下b接近為0。其中，A、Rxo是基于標定到淺側向電阻率后的圖像計算的。

圖1 裂縫寬度計算示意圖

在實際的裂縫儲層評價中發(fā)現(xiàn)了一個反常現(xiàn)象，即致密層段成像測井拾取的裂縫密度往往會大于破碎帶的裂縫密度(圖2)，這給研究人員帶來了困擾。分析認為，由于破碎帶裂縫過于發(fā)育，在成像測井資料上顯示為連續(xù)的低阻帶，無法準確拾取裂縫;相反，在相對致密層段上形成的裂縫卻清晰可見。

圖2 JZ-S-A井潛山成像測井圖

為解決這一問題，考慮到電阻率和孔隙度在一定程度上反映了裂縫發(fā)育程度，提出了“等效裂縫密度”的概念，即選擇某一口井(如JZ-S-1井)為關鍵井，建立起潛山致密段的成像測井裂縫密度與常規(guī)測井電阻率或孔隙度之間的關系，再根據(jù)潛山其他井段的電阻率或孔隙度值反演得到相應的等效裂縫密度，用來進行裂縫儲層有效性的評價(圖3)。

圖3 JZ-S-1井等效裂縫密度計算結果對比

式(2)中:FVDC_Por為基于孔隙度的等效裂縫密度，條/m;FVDC_tight為致密段裂縫密度，條/m; Por_tight為致密段測井解釋孔隙度，%;Por為測井解釋孔隙度，%。

基于電阻率的等效裂縫密度計算方法為

基于孔隙度的等效裂縫密度計算方法為

式(3)中:FVDC_Rt為基于電阻率的等效裂縫密度，條/m;FVDC_tight為致密段裂縫密度，條/m;Rt_tight為致密段電阻率，Ω·m;Rt為深電阻率測井值，Ω·m。

圖3表明這2種方法計算的結果較為相近，而且在致密段處與成像測井解釋裂縫密度基本吻合。

成像測井拾取的裂縫密度通常表示為每米內(nèi)裂縫的條數(shù)。當不同井段的裂縫條數(shù)相同而裂縫寬度及延伸長度不同時，滲流能力或有效性會有很大差異。因此，等效裂縫密度超越了通常意義上的裂縫密度的概念，其實際意義可視為綜合了裂縫條數(shù)、裂縫寬度等因素為一體，直接反映了裂縫儲層的有效性，從而為裂縫儲層研究提供了直接手段。

2利用裂縫儲層系數(shù)與測井曲線形態(tài)相結合進行產(chǎn)能估算

裂縫儲層產(chǎn)能的物質基礎包括宏觀縫、微裂縫、溶孔、溶洞在內(nèi)的儲集空間，以及有效裂縫、連通孔隙所形成的滲流通道。產(chǎn)能的影響因素十分復雜，包括儲集空間發(fā)育程度、裂縫滲流能力、儲集空間的連通情況及分布范圍、生產(chǎn)壓差等。由于開發(fā)井以常規(guī)隨鉆測井為主，成像、陣列聲波等資料相對缺乏，因此利用常規(guī)測井進行開發(fā)井產(chǎn)能評價存在一定的不確定性。

生產(chǎn)測井是識別流體性質、評價裂縫儲層產(chǎn)出能力的直接和有效的測井方法。當生產(chǎn)測井資料與常規(guī)測井建立了相關關系后，即可推廣到整個開發(fā)階段的開發(fā)井裂縫儲層評價中。生產(chǎn)測井得到的比采指數(shù)與儲層滲透性、流體粘度、表皮系數(shù)等因素有關，考慮到潛山各部位流體粘度相對穩(wěn)定，因此比采指數(shù)與儲層滲透性的關系最為密切(排除地層污染的因素)。

常規(guī)測井得到的地層電阻率、總孔隙度在一定程度上反映了裂縫儲層的滲透性。因此，提出了“裂縫儲層系數(shù)”的概念，即

式(4)中:Fr為裂縫儲層系數(shù);Rt為地層電阻率，Ω·m;Φt為測井解釋總孔隙度，%。

裂縫儲層系數(shù)綜合體現(xiàn)了地層電阻率與測井解釋總孔隙度對裂縫有效性的指示。研究表明，將JZS潛山裂縫型油藏所有測試層的比采指數(shù)與裂縫儲層系數(shù)進行交會時，并非所有層的關系都很好(圖4)。通過對該油藏生產(chǎn)測試資料的分析發(fā)現(xiàn)，所有測試層可分為3類:第1類位于風化殼頂部，風化填充作用明顯，滲流能力較差;第2類處于井筒中殘留的完井液以下，其產(chǎn)液能力受到影響;第3類位于風化殼頂部以下、完井液面之上，儲集空間以宏觀縫為主，且風化充填作用微弱，滲流能力最好，此類測試層的比采指數(shù)與裂縫儲層系數(shù)關系最好，根據(jù)回歸得到的公式即可由裂縫儲層系數(shù)求得相應的比采指數(shù)(圖4)。由此可見，裂縫儲層系數(shù)可以直接反映以宏觀縫為主的裂縫儲層的產(chǎn)能情況。

圖4 JZ-S潛山裂縫型油藏生產(chǎn)測井比采指數(shù)與裂縫儲層系數(shù)關系圖

利用裂縫儲層系數(shù)估算產(chǎn)能的前提是通過測井手段將這3類地層進行劃分。從測井曲線形態(tài)上分析，第1類所代表的風化殼頂部地層多表現(xiàn)為電阻率、密度測井值較低，曲線形態(tài)較為平緩;第2類所代表的以宏觀縫為主的地層多表現(xiàn)為高阻背景上的相對低阻，以及高密度背景上的相對低密度，此時致密基巖對開啟的裂縫起到了一定的支撐作用，保持了裂縫的有效滲流能力。因此，將裂縫儲層系數(shù)與測井曲線形態(tài)相結合，在一定程度上實現(xiàn)了對潛山裂縫性儲層有效性的定量評價。

3應用實例

圖2中2 280～2 292 m井段為相對致密段，其電阻率較高，成像測井圖上顯示為亮色的高阻段，所拾取的裂縫密度最高達23條/m，平均為18條/m;而2 240～2 280 m井段為網(wǎng)狀縫發(fā)育帶和碎裂帶，其電阻率較低，成像測井圖上顯示為暗色的低阻帶，所拾取的裂縫密度平均為10條/m，低于致密段的裂縫密度。在此情況下，成像測井裂縫密度已不再適用于裂縫儲層的有效性評價。通過公式(2)、(3)計算得到的等效裂縫密度在該井致密段處與成像測井拾取的裂縫密度相近，而在裂縫發(fā)育段和碎裂帶處卻明顯高于成像測井拾取的裂縫密度，同時也高于致密段處的裂縫密度。這說明，等效裂縫密度能夠正確地指示裂縫的發(fā)育程度，彌補了成像測井在拾取裂縫密度時的反常現(xiàn)象。

圖5為JZ-S-A井潛山綜合測井圖，圖中Fr為由公式(4)計算得到的裂縫儲層系數(shù)。由于JZ-S-A井是一口常規(guī)定向井，而且測井曲線形態(tài)分析表明電阻率及密度值較高，說明風化殼不發(fā)育，因此全井段均可采用裂縫儲層系數(shù)法進行產(chǎn)能估算。根據(jù)該井裂縫發(fā)育段的厚度以及裂縫儲層系數(shù)，并假設生產(chǎn)壓差為1 MPa，計算得到的預期產(chǎn)能為3 208 m3/d。該井實際投產(chǎn)后，初期以0.2 MPa的壓差生產(chǎn)，初期產(chǎn)能為629 m3/d。如果將計算的預期產(chǎn)能折算到生產(chǎn)壓差為0.2 MPa時，得到的產(chǎn)能為642 m3/d，與實際的產(chǎn)能相差不大。這說明，將裂縫儲層系數(shù)與測井曲線形態(tài)相結合，能夠在一定程度上實現(xiàn)對潛山裂縫性儲層有效性的定量評價。

圖5 JZ-S-A井潛山綜合測井圖

4結束語

目前JZ-S變質巖潛山裂縫型油藏開發(fā)階段已鉆開發(fā)井13口，有8口生產(chǎn)井和5口注水井，所有井均鉆遇裂縫發(fā)育段，開發(fā)效果良好，單井初期產(chǎn)能最高達到1 596 m3/d，開發(fā)階段的測井評價工作發(fā)揮了重要的技術支持作用。下一步將繼續(xù)跟蹤潛山勘探開發(fā)部署，結合潛山儲層地質研究與生產(chǎn)動態(tài)的成果及時對所提出的新的潛山測井評價技術進行改進與提高，進一步深化潛山測井評價的研究方法，從而為今后類似油田勘探開發(fā)奠定技術基礎。

［1］周心懷，項華，于水，等．渤海錦州南變質巖潛山油藏儲集層特征與發(fā)育控制因素［J］．石油勘探與開發(fā)，2005，32(6):17-20．

［2］崔云江，呂洪志．錦州25-1南油氣田裂縫性潛山儲層測井評價［J］．中國海上油氣，2008，20(2):92-95．

(編輯:周雯雯)

New techniques of logging evaluation and their application in the metamorphic buried-hill
reservoir，JZ-S oilfield

Yang Hongwei Lü Hongzhi Cui Yunjiang

Li Xingli Xu Sainan Wang Rihong
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

In terms of the difficulty of logging evaluation during developing the metamorphic buried-hill reservoir in JZ-S oilfield，a new method of logging evaluation has been developed for the reservoir based on the method during its exploration．In addition，the technique series of logging evaluation is improved further for the buried-hill reservoir，by implementing some new ideas，such as making a quantitative fracture description by equivalent fracture density(EFD)and estimating the reservoir productivity by a combination of fractured reservoir index(FRI)with the logging curve profile，which has provided an important support for the logging evaluation during developing this oilfield．

metamorphic rock;buried hill;logging evaluation;equivalent fracture density;fractured reservoir index;JZ-S oilfield

楊洪偉，男，高級工程師，1993年畢業(yè)于原西南石油學院礦場地球物理(測井)專業(yè)，主要從事測井資料處理及解釋工作。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。E-mail:yanghw@cnooc．com．cn。

2012-07-17改回日期:2012-08-31