鄂爾多斯盆地Z區(qū)長81儲層流體快速識別技術研究

趙軍龍，李甘，李傳浩，陳守民

（1.西安石油大學油氣資源學院，陜西 西安 710065；2.中國石油長慶油田公司第三采油廠，寧夏 銀川 750006）

0 引 言

新增探明油氣資源量中非常規(guī)油氣藏的比重也在逐年上升，其中僅低滲油氣儲量就占60%以上。因此加強對低滲透儲層的精細地質研究，提高油氣采收率，對我國石油工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有著重要的意義。對低滲透儲層流體性質識別問題的研究具有直接意義［1－13］。鄂爾多斯盆地Z區(qū)長81儲層，儲層滲透率一般為（0.19～0.30）×10－3μm2，為典型的超低滲透性儲層。目前，在該區(qū)長81儲層勘探開發(fā)過程中，存在測井解釋符合率低、油水層識別困難問題，產能建設和勘探開發(fā)的效率受到限制。本文為此開展了Z區(qū)長81低滲透儲層油層快速判識技術研究。

1 概 況

1.1 工區(qū)地質概況

Z區(qū)位于鄂爾多斯盆地西北部，面積約為55 km2。對Z區(qū)長81儲層的砂厚及沉積相分析認為，該區(qū)有2個方向的物源。因此這里把工區(qū)分為東西2個小的研究區(qū)，東西區(qū)的劃分界限大致沿著工區(qū)中南方向。長81儲層構造特征：東西區(qū)之間構造幅度較低，東西區(qū)中部向東、向西兩側構造抬升；研究區(qū)內整體構造呈現為東－西向鼻隆組合特征。砂體厚度研究表明，長81儲層砂體厚度為3～28m，平均在16m左右，東區(qū)東北部有個別井區(qū)砂體出現尖滅，東區(qū)砂體厚度整體大于西區(qū)。

1.2 研究區(qū)流體識別現狀及難點

Z區(qū)延長組長81儲層屬于典型的三疊系低滲透儲層，層系關系復雜。在目前勘探開發(fā)中存在測井解釋符合率低、油水層識別困難問題，使得產能建設的地質基礎被削弱。

目前開展的常規(guī)測井主要為感應－八側向測井系列；巖性測井系列主要為自然電位、自然伽馬及井徑測井；孔隙度測井系列主要為聲波時差測井、個別骨架井及探井還開展了密度測井；電阻率測井系列主要為深中感應－八側向、4m電極系測井。在該區(qū)，常規(guī)的感應－八側向測井系列對油水層解釋符合率低，儲層流體識別難點主要表現在油水層的孔隙度小、物性差，油水層的電阻率測井響應差異小或者特征反轉，即油層電阻率與水層電阻率差異小，或者油層電阻率小于水層，容易造成對油水層的誤判。

2 儲層特征研究與“四性”關系分析

2.1 儲層特征研究

巖性特征。長81儲層屬于水下分流河道、分流間灣、水下天然堤和河道側緣微相的交匯沉積。巖性主要為淺灰色細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖等不等厚互層，以砂巖為主。長81儲層主要為三角洲前緣水下分流河道沉積砂巖。

物性特征。西區(qū)長81儲層孔隙度主要分布在5.03%～8.64%，平均6.92%；東區(qū)長81儲層孔隙度主要分布在5.11%～11.43%，平均為7.17%。西區(qū)長81儲層滲透率主要分布在（0.10～0.51）×10－3μm2，平均0.19×10－3μm2；東區(qū)長81儲層滲透率在主要分布在（0.11～2.91）×10－3μm2，平均為0.30×10－3μm2。研究區(qū)長81儲層屬于典型的超低滲透性儲層，東區(qū)物性略好于西區(qū)。

2.2 “四性”關系分析

2.2.1 巖性、物性與電性的關系

（1）東、西區(qū)泥質含量解釋模型。

式中，GR為計算點的自然伽馬實測值；GRmin為解釋井段的自然伽馬最小值；GRmax為解釋井段的自然伽馬最大值；SH為自然伽馬相對值；Vsh為計算的泥質含量值；GCUR為希爾奇系數，這里取2.0。

（2）東、西區(qū)孔隙度滲透率解釋模型。

西區(qū)

東區(qū)

式中，φ為孔隙度；K為滲透率，×10－3μm2；AC為聲波時差，μs／m。

2.2.2 含油性與電性的關系

結合試油、試采結論對油水層的常規(guī)測井響應范圍進行統(tǒng)計（見表1）。研究區(qū)油水層在常規(guī)測井響應上并無顯著的差異，東區(qū)油層電阻率甚至大于水層電阻率，而東西區(qū)油層電阻率平均值小于水層電阻率平均值；長81含油性與電性相關性差。因此，直接利用電阻率開展油水層識別和含油性判別解釋難度大。開展了巖電實驗研究，獲得了巖電參數，進行了含油飽和度分析，認為直接利用阿爾奇公式開展含油飽和度計算效果并不理想。

2.2.3 長81儲層電性特征微觀成因機理初探

（1）電鏡掃描分析（Z1、Z2、Z3井）表明，長81儲層部分粒間孔中少量磷灰石與石英共同充填，儲層巖石結構致密，少量殘余粒間孔中石英充填生長，見少量碎屑蝕變高嶺石化，部分碎屑溶蝕產生粒內溶孔。

表1 Z區(qū)長81儲層油、水層測井響應范圍統(tǒng)計結果

巖心測試分析表明，長81儲層長石溶孔和巖屑溶孔含量1.51%，占總面孔率75.87%，是最主要的儲集空間；孔隙組合類型以微孔、溶孔為主，粒間孔－溶孔次之，儲層面孔率底，物性差。長81壓汞曲線資料表明，樣品最大進汞飽和度73.52%，退汞效率35.51%，喉道分選較好，分選系數1.77，中值半徑0.14μm，屬微細喉道；平均孔徑20.19μm，孔隙結構屬小孔微細喉型。

長81儲層孔喉中含有一定量的充填物，這些填充物致使儲層孔隙連通性差、孔喉結構趨復雜，降低了巖石的電導率，造成了油層與水層的電阻率總體偏高，明顯高于鄰近油田。

綜上分析認為，長81儲層導電性主要受孔隙度結構及碎屑充填物等影響，整體電阻率高于鄰區(qū)；長81儲層地層水礦化度雖高，但并沒有降低水層巖石電阻率，油層、水層電阻率均在幾十歐姆米以上。長81儲層“含油、含水時電阻率的倒置現象”的微觀成因機理尚需進一步的研究。本文重點闡述如何解決流體性質的快速識別問題。

3 基于測井曲線重構法的交會圖技術的應用及軟件

3.1 在流體識別中的應用

一般地，流體快速識別技術有曲線重疊法、交會圖版法等［1］。由于長81儲層為超低滲透率儲層，油水層電阻率呈現低對比度特征［14－16］，直接利用常規(guī)測井曲線開展流體識別效果不理想。因此，本文主要開展了基于測井曲線重構法的交會圖用于油水層識別技術研究。

（1）基于收集整理的一定量試油試采等動態(tài)資料，通過“四性”關系研究，按照分類預測判識的思想，對油水層有一定區(qū)分度的常規(guī)測井曲線指標進行分類；在不同類中開展曲線重構及交會圖判識流體性質工作，以實現對油水層的快速判識。

（2）主要采用了多元線性回歸法重構測井曲線參數。以試油試采資料為約束，把現有儲層流體性質區(qū)分出來；針對動態(tài)生產驗證了儲層流體性質，選擇該井的AC、GR和Rt作為基礎曲線，應用Matlab平臺中相關函數對3個參數進行多元線性回歸；得到參數重構方程式。通過方程重構出1組新的包含更為豐富信息的重構數據，便于開展油水層快速判識。重構方程通式為Y＝a＋b×AC＋c×GR＋d×Rt。具體回歸做法：① 優(yōu)選Y值。油水2種流體性質的Y值應存在明顯差異，以便重構出的參數可以較好區(qū)分油水層；② 把Y值及相應基礎參數帶入到Matlab平臺的多元線性回歸函數中進行運算，得出a、b、c及d的值。

（3）根據重構出的新參數與AC、GR或Rt作交會圖，分別優(yōu)選出適合東、西區(qū)油水層識別效果好的交會指標并制作完成其交會圖版，統(tǒng)計交會圖版劃分油水層的界定數據。本文提出建立的交會圖版參數統(tǒng)計見表2，交會圖版見圖1。

圖1為西區(qū)長81儲層流體快速識別圖版實例（東區(qū)圖版實例略去），按照表2中的應用條件利用該圖版（圖1下方3個圖版）開展流體性質識別，比直接用常規(guī)測井曲線做出的交會圖（圖1上方）識別油水層的識別效果好。統(tǒng)計表明，研究建立的新圖版及判識技術對油水層判識的符合率顯著地優(yōu)于先前方法對流體性質的識別效果。

3.2 識別流體性質的軟件實現

基于常規(guī)測井曲線重構的交會圖法用于快速流體識別效果雖然理想，但由于測井曲線重構時，參與重構的測井曲線數量多、回歸方程較為復雜，而且交會圖版使用還有一定的分類條件，交會圖版不便于地質人員直接使用。為此，基于Matlab平臺，以“四性”關系研究建立的儲層參數解釋模型及基于曲線重構的交會圖版技術為核心，開發(fā)了Z區(qū)長81流體快速識別與儲層參數解釋軟件，使該區(qū)目的層流體性質識別環(huán)節(jié)簡潔、可操作性強。

表2 長81儲層快速解釋圖版方程及參數統(tǒng)計

圖1 西區(qū)長81儲層流體快速識別圖版實例

4 結論與認識

（1）Z區(qū)長81儲層屬于典型的超低滲透率儲層，工區(qū)構造特征較為復雜、東西部物源方向不同；由于孔喉結構、填隙物及黏土礦物的綜合影響，使得長81儲層的油水性質變化與電阻率變化的相關性差，該儲層為低對比度儲層、油水層預測難度大。

（2）長81儲層孔隙度、滲透率等物性與測井響應相關性較好，直接利用常規(guī)測井響應預測儲層孔隙度、滲透率的效果好；但含油性與電阻率相關性差，利用阿爾奇公式、依據巖電實驗獲得的巖電參數定量預測的含油飽和度效果不理想。

（3）借助測井曲線重構思想，基于交會圖技術開展了長81儲層油水快速識別技術研究。在試油試采資料約束下，基于儲層“四性”關系研究選擇測井曲線重構要素進行曲線重構，按照分類識別的思想靈活運用新的交會指標建立交會圖，以開展儲層流體性質快速識別。本文建立的流體性質快速識別圖版在工區(qū)目的層流體識別中取得了理想的效果。

（4）基于Matlab平臺，以新建立的儲層參數解釋模型及基于曲線重構的交會圖技術為核心，開發(fā)的Z區(qū)長81流體快速識別與儲層參數解釋軟件使得該區(qū)流體性質識別簡潔、可操作性強。該技術思路對類似區(qū)塊具有借鑒作用。

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