氣測(cè)錄井技術(shù)在渤海疑難層流體識(shí)別中的應(yīng)用

汪瑞宏，李興麗，崔云江，楊洪偉

（中海石油（中國(guó)）天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

鉆井過(guò)程中獲得的錄井資料是識(shí)別油氣層最直觀、最重要的第一手資料，也是目前油、氣、水層綜合分析和評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)資料。應(yīng)用各種氣測(cè)錄井資料結(jié)合經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法可以對(duì)儲(chǔ)層的含油氣水情況作出判斷，為油氣層的識(shí)別評(píng)價(jià)和試油等下步工作提供重要依據(jù)，這種技術(shù)方法在陸上的多個(gè)油田得到了廣泛深入的應(yīng)用［1－5］。目前，海上油田由于錄取資料成本較高，在開(kāi)發(fā)階段難以獲得大量的取心或測(cè)試資料，大量地使用隨鉆測(cè)井通常也難以得到勘探階段應(yīng)用效果較好的自然電位、中子、密度等測(cè)井資料，給部分儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別帶來(lái)了困難。在對(duì)多個(gè)油田的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有效利用氣測(cè)錄井這一基礎(chǔ)資料，將其與測(cè)井信息結(jié)合來(lái)進(jìn)行油氣層的評(píng)價(jià)，可以取得較好的效果，在渤海油田疑難層的識(shí)別評(píng)價(jià)方面有較大的應(yīng)用前景。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 氣測(cè)曲線形態(tài)分析

全烴曲線是氣測(cè)錄井過(guò)程中連續(xù)測(cè)量的重要參數(shù)，它含有豐富的儲(chǔ)層信息，地層流體的特征可以通過(guò)全烴曲線的幅度和形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)。應(yīng)用這些直觀的信息建立全烴曲線形態(tài)與油氣水間的關(guān)系，用于進(jìn)行儲(chǔ)層流體的判別。通常情況下，全烴曲線主要呈現(xiàn)以下幾種特征：

“箱狀”：全烴曲線形態(tài)上升快，上升幅度大，在峰值出現(xiàn)一平直段，峰形跨度較大，峰形飽滿，形如“箱體”。曲線的異常顯示厚度與儲(chǔ)層厚度基本相當(dāng)，在該井段鉆時(shí)較快。烴組分含量主要以C1（甲烷）為主，重?zé)N含量齊全，有時(shí)呈C3（丙烷）含量高于C2（乙烷）含量的趨勢(shì)，多解釋為氣層或油層。

“指狀”：全烴曲線形態(tài)呈齒狀變化，層段內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)尖峰，形狀像“手指狀”。這種形態(tài)的地層，鉆時(shí)普遍較快，鉆開(kāi)儲(chǔ)層后，全烴曲線呈現(xiàn)出上升、下降速度快、幅度大的形態(tài)。一般將具有該形態(tài)特征的地層判斷為“氣層”。

“單尖峰狀”：全烴曲線上升和下降速度均較快，曲線峰形跨度較小，形成單尖峰。烴組分以C1為主或重組分含量高低不均。這類(lèi)地層一般較薄，為“差油層”或“干層”。

“三角形狀”：全烴曲線存在鉆時(shí)較快的特征。在全烴曲線低值時(shí)，烴組分主要以C1為主，重?zé)N含量低或沒(méi)有；而全烴曲線高值時(shí)，烴組分含量明顯增加，C1的含量高，重?zé)N組分齊全。一般解釋為“含油水層”或“油水同層”。

1.2 烴組分三角形圖解法

1.2.1 烴組分三角形的繪制

烴組分三角形圖解法是將氣測(cè)錄井資料用于定量評(píng)價(jià)的一種方法，用減去背景值后的C1、C2、C3、nC4（正丁烷含量）和∑C（∑C＝C1＋C2＋C3＋nC4）值建立解釋圖版。圖版是由三角形坐標(biāo)系和三角形內(nèi)價(jià)值區(qū)組成，三角形坐標(biāo)系實(shí)際上是一個(gè)極坐標(biāo)，極角為60°，構(gòu)成等邊三角形，邊長(zhǎng)均定義為20個(gè)單位。等邊三角形各軸上為逆時(shí)針?lè)謩e對(duì)應(yīng)C2／∑C、C3／∑C、nC4／∑C值，分別通過(guò)三個(gè)值做三個(gè)邊長(zhǎng)的平行線來(lái)構(gòu)成一個(gè)三角形，由三角形的大小和形狀可判斷儲(chǔ)層中油氣的性質(zhì)（圖1）。

圖1 烴組分三角形

1.2.2 烴組分三角形解釋方法

解釋時(shí)，根據(jù)形成的內(nèi)三角形頂尖的指向和邊長(zhǎng)占坐標(biāo)三角形邊長(zhǎng)的比例來(lái)綜合判斷對(duì)應(yīng)層中流體的性質(zhì)，邊長(zhǎng)占比小于25%為小三角形，占比位于25%～50%為中等三角形，占比大于75%為大三角形。然后根據(jù)三角形形狀及對(duì)應(yīng)的油氣分類(lèi)來(lái)對(duì)油氣層性質(zhì)進(jìn)行判斷。

何宏［6］等人通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論，當(dāng)C2／∑C、C3／∑C、nC4／∑C三者之和大于圖版三角形邊長(zhǎng)時(shí)，所得內(nèi)三角形為倒三角形；三者之和小于圖版三角形邊長(zhǎng)時(shí)，所得內(nèi)三角形為正三角形；三者之和等于圖版三角形邊長(zhǎng)時(shí)，所得內(nèi)三角形為一個(gè)點(diǎn)。三種情況下所得內(nèi)三角形邊長(zhǎng)均為三者之和與圖版三角形邊長(zhǎng)的差值。

因此，在使用三角形圖解法解釋油氣層時(shí)，可以簡(jiǎn)單化處理，通過(guò)定義一個(gè)參數(shù)Q來(lái)確定三角形的形狀及含油氣性質(zhì)（表1）。

Q＝ ［1－ （C2／∑C＋C3／∑C＋nC4／∑C）／20］×100%

表1 參數(shù)Q所對(duì)應(yīng)的內(nèi)三角形形狀及含油氣性質(zhì)

2 方法驗(yàn)證

B×2井2915.0～2935.0m儲(chǔ)層深電阻率僅為4Ω·m左右，自然電位異常幅度較大，從常規(guī)測(cè)井曲線特征分析認(rèn)為可解釋為水層。但從錄井顯示上看，該層氣測(cè)組分較全，總烴含量高，類(lèi)似“箱形”；計(jì)算得到兩個(gè)小層Q值分別為6.7%和7.3%，形狀為小正三角形；錄取的井壁取心資料顯示該層對(duì)應(yīng)壁心為油斑及以上級(jí)別，含油性較好，存在低阻油層的可能，隨后提出測(cè)試，測(cè)試證實(shí)該層為油層，由于巖性細(xì)、物性差等原因造成了低阻（圖2）。鄰井B×3井2802.0～2812.0m對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層與該層對(duì)比關(guān)系較好，測(cè)井特征類(lèi)似，不同之處在于氣測(cè)全烴相對(duì)較低，組分不全，經(jīng)過(guò)計(jì)算其對(duì)應(yīng)烴組分三角形邊長(zhǎng)占圖版三角形邊長(zhǎng)比例為58.7%，應(yīng)為水層特征，后取資料也證實(shí)該層含油性差，為水層（圖2）?？梢?jiàn)，將氣測(cè)錄井應(yīng)用于油水層的解釋是可行的。

圖2 B×2井和B×3井烴組分三角形特征

3 實(shí)例分析

3.1 開(kāi)發(fā)井疑難層解釋

到了開(kāi)發(fā)階段，由于井斜一般較大，多采用隨鉆測(cè)井，無(wú)法測(cè)量自然電位，隨鉆測(cè)量的微側(cè)向電阻率也不同于電纜測(cè)井，不能再用評(píng)價(jià)階段的有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行儲(chǔ)層的劃分，氣測(cè)錄井資料有不受電阻率影響，也不受巖屑錄井含油級(jí)別影響的優(yōu)勢(shì)，為這類(lèi)問(wèn)題的解決提供了有效的手段。

圖3是儲(chǔ)量評(píng)價(jià)階段南2油田油層劃分圖版，取樣和測(cè)試證實(shí)20Ω·m以上的儲(chǔ)層均為油層，10～20Ω·m間既有油層也有部分水層，單從電阻率測(cè)井上難以對(duì)油層和水層進(jìn)行區(qū)分。通過(guò)對(duì)該油田測(cè)井曲線特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，油層處自然電位異常與水層相比較小，所測(cè)微側(cè)向電阻率與水層相比也較高，因此用微側(cè)向電阻率相對(duì)值（測(cè)量的微側(cè)向電阻率／水層微側(cè)向電阻率）／自然電位相對(duì)值（測(cè)量的自然電位／水層自然電位）同時(shí)結(jié)合深電阻率可以較好地將油層和水層區(qū)分開(kāi)來(lái)。

圖3 南2油田評(píng)價(jià)階段下限確定圖版

圖4是該油田一口開(kāi)發(fā)井的測(cè)井曲線特征圖，該層頂部深電阻率大于20Ω·m，應(yīng)為油層，底部深電阻率降低到10～20Ω·m，處于油田評(píng)價(jià)階段認(rèn)識(shí)的低阻油層區(qū)內(nèi)。由于沒(méi)有自然電位測(cè)井，憑自然伽馬和電阻率測(cè)井資料難以判斷是油層還是水層。依據(jù)全烴曲線（第一道），該層下部在儲(chǔ)層物性變化不明顯的情況下氣測(cè)數(shù)值明顯降低，呈“倒三角形”，是典型的頂油底水特征，后該層的生產(chǎn)情況證實(shí)了這一結(jié)論。

圖4 南堡35油田某井隨鉆測(cè)井曲線特征

3.2 低阻油層解釋

歧口2油田是位于渤海西部海域的一個(gè)復(fù)雜斷塊油田，油田含油層段較長(zhǎng)，斷層發(fā)育，受構(gòu)造、斷層和巖性等因素的影響，該油田油水系統(tǒng)復(fù)雜，油藏類(lèi)型多樣，不同斷塊、不同油組、不同小層內(nèi)油層具有不同的油水系統(tǒng)?？碧诫A段，預(yù)探井QK1井測(cè)試油層段對(duì)應(yīng)電阻率在4Ω·m左右，與水層差異不大，屬于典型的低阻油層。為評(píng)價(jià)該油田東塊的儲(chǔ)量情況，2011年在油田東塊鉆探了一口滾動(dòng)開(kāi)發(fā)井QK2D井，該井測(cè)井曲線特征見(jiàn)圖5，該井大部分儲(chǔ)層電阻率較低，從常規(guī)測(cè)井特征上判別油水層存在困難，利用綜合測(cè)井及氣測(cè)資料對(duì)該井進(jìn)行了綜合解釋。

從圖5中第5道可以看出，該井總體氣測(cè)顯示良好，全烴值高，從全烴曲線形態(tài)特征上可以見(jiàn)到明顯的“箱形”、“指狀”等特征，說(shuō)明該層段以油氣層為主，層薄。隨后對(duì)各個(gè)儲(chǔ)層分別采取烴組分三角形圖解法進(jìn)行分析，結(jié)合井壁取心等資料共同劃分了油、氣、水層。該井在正常生產(chǎn)后產(chǎn)量穩(wěn)定，基本不產(chǎn)水，這也證實(shí)了測(cè)井解釋的可靠性。

圖5 QK2D井測(cè)井曲線特征

4 結(jié)論

（1）氣測(cè)錄井是在鉆井過(guò)程中進(jìn)行的，具有實(shí)時(shí)、應(yīng)用方便等特點(diǎn)，是目前發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)油氣層的一種有效手段。

（2）在油田的開(kāi)發(fā)階段，由于測(cè)井項(xiàng)目較少，在評(píng)價(jià)階段識(shí)別低阻油層效果較好的自然電位和微側(cè)向電阻率曲線難以應(yīng)用，氣測(cè)錄井在油田的各個(gè)階段都要測(cè)量，是開(kāi)發(fā)階段儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和流體劃分不可或缺的一種資料，在多個(gè)油田的應(yīng)用也說(shuō)明可以取得較好的效果。

（3）應(yīng)用氣測(cè)錄井資料進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)時(shí)，在測(cè)井資料缺乏的情況下可以得到較好的結(jié)果，但單靠這一種資料是難以達(dá)到要求的，基于測(cè)井解釋的多解性，需要在對(duì)儲(chǔ)層測(cè)、錄井及其他資料分析的基礎(chǔ)上，去粗存精，綜合分析，才能得到正確的判別。

（4）氣測(cè)錄井的影響因素較多，如儲(chǔ)層性質(zhì)、鉆井液性能、現(xiàn)場(chǎng)施工條件、錄井儀器等，因此在應(yīng)用時(shí)需要事先甄別資料的可靠性，保證氣測(cè)值的準(zhǔn)確，以提高氣測(cè)錄井技術(shù)在油氣勘探中的可信度。

［1］韓國(guó)生，李雙龍，張繼德，等.氣測(cè)錄井在遼河坳陷非常規(guī)儲(chǔ)集層解釋評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.錄井工程，2010，21（4）：24－29.

［2］潘桂林，李成軍，徐東旭，等.錄井技術(shù)在吉林油田四個(gè)地區(qū)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.錄井工程，2010，21（1）：43－47.

［3］宋書(shū)印.洛陽(yáng)盆地屯1井錄井技術(shù)應(yīng)用探討［J］.石油地質(zhì)與工程，2012，26（3）：46－48.

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