喇嘛甸油田剩余油測(cè)井評(píng)價(jià)方法研究

王濱濤，高艷芳

樊玉秀，王黎明 （中石油大慶鉆探工程公司測(cè)井公司，黑龍江 大慶 163412）

喇嘛甸油田位于黑龍江省大慶市西北部，是松遼盆地中央凹陷區(qū)大慶長(zhǎng)垣的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造，是一不對(duì)稱的短軸背斜構(gòu)造，屬于背斜型砂巖油藏。儲(chǔ)油層包括薩爾圖、葡萄花和高臺(tái)子3套油層，巖性以細(xì)砂巖、細(xì)粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，層內(nèi)、層間非均質(zhì)性嚴(yán)重。薩爾圖、葡萄花油層以河流相沉積為主，層段較多、厚度較大、沉積模式復(fù)雜、非均質(zhì)性嚴(yán)重；高臺(tái)子油層以三角洲內(nèi)、外前緣相沉積為主，層數(shù)多，單層厚度小，砂體厚度一般在2m以下。依據(jù)喇嘛甸油田高含水期油層分類標(biāo)準(zhǔn)和原則，結(jié)合喇嘛甸油田油層性質(zhì)、發(fā)育及沉積特點(diǎn)，將全部?jī)?chǔ)層劃分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類儲(chǔ)層，其原始地質(zhì)儲(chǔ)量分別為14873×104、48710×104、17889×104t，剩余油儲(chǔ)量分別為7219×104、30301×104、11965×104t。經(jīng)過長(zhǎng)期的注水開發(fā)，剩余油分布主要集中在相帶突變、物性較差的非均質(zhì)層及注水波及程度差的地層。從縱向上看，水淹層交錯(cuò)分布，剩余油主要分布在厚油層內(nèi)各韻律段上部、結(jié)構(gòu)單元注采不完善的部位，目前Ⅱ類油層成為喇嘛甸油田的主力開發(fā)層位［1～3］。筆者針對(duì)喇嘛甸油田的地層特點(diǎn)，應(yīng)用寬能域測(cè)井、氯能譜測(cè)井、碳氧比測(cè)井等3種套后測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)喇嘛甸油田Ⅱ類儲(chǔ)層進(jìn)行剩余油評(píng)價(jià)。

1 寬能域測(cè)井

寬能域測(cè)井屬于放射性測(cè)井方法，測(cè)井儀器向地層發(fā)射快中子，經(jīng)過非彈性散射放出非彈性散射伽馬、彈性散射慢化成熱中子后，被地層元素俘獲，放出俘獲伽馬，在寬能域范圍內(nèi) （0.1～8MeV）對(duì)俘獲伽馬進(jìn)行能譜分析，實(shí)現(xiàn)地層特征元素的獲取、分析及套后地層密度的計(jì)算功能，從而達(dá)到最終確定儲(chǔ)層巖性及泥巖的礦物成分的目的。根據(jù)喇嘛甸油田的巖石特性，其巖石物理計(jì)算模型為：

式中：yj為通過完井曲線得到的測(cè)量計(jì)算值；Ai，j為已知各種變量計(jì)算系數(shù)；φe為有效孔隙度，%；φfix為黏土束縛水孔隙度，%；φ（lim）為石灰?guī)r體積分?jǐn)?shù)，%；φ（qua）為石英砂巖體積分?jǐn)?shù)，%；φ（sh）為泥巖體積分?jǐn)?shù)，%；φ（fel）為長(zhǎng)石砂巖體積分?jǐn)?shù)，%；下標(biāo)i、j為不同矩陣計(jì)算數(shù)值的行列坐標(biāo)。

喇嘛甸油田的泥巖組分計(jì)算模型為：

式中：Zj（j＝1，2，3，4）分別表示鈾、釷、鉀的計(jì)數(shù)率及泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)；Bi，j為泥巖組分計(jì)算模型的已知各種變量計(jì)算系數(shù)；φ（mon）為蒙脫石體積分?jǐn)?shù)，%；φ（chl）為綠泥石體積分?jǐn)?shù)，%；φ（ill）為伊利石體積分?jǐn)?shù)，%；φ（kao）為高嶺石體積分?jǐn)?shù)，%。

對(duì)喇8－A井進(jìn)行解譜處理。圖1中第8道為寬能域測(cè)井資料計(jì)算出的巖石物理模型剖面，第9道為泥巖剖面。整個(gè)巖石可以看成由骨架和孔隙組成，而骨架又細(xì)分為黏土、砂巖、鈣質(zhì)膠結(jié)物，砂巖進(jìn)一步可以細(xì)分為石英砂巖和長(zhǎng)石砂巖；泥巖剖面細(xì)分為4種黏土礦物，包括蒙脫石、綠泥石、伊利石、高嶺石。圖1第7道為高能區(qū)計(jì)算含油飽和度，第10道為全能區(qū)計(jì)算的含油飽和度含油性，從解譜結(jié)果中可以看出，在厚儲(chǔ)層的底部，含油性曲線值有所降低，顯示底部地層水淹。

除此之外，寬能域測(cè)井還能通過計(jì)算得到儲(chǔ)層密度，與裸眼井密度相比，對(duì)于層厚小于0.8m的地層，計(jì)算密度的平均絕對(duì)誤差0.113g/cm3；層厚在0.8～1.5m地層的平均絕對(duì)誤差0.091g/cm3；層厚在1.5m以上地層的平均絕對(duì)誤差0.067g/cm3。解釋結(jié)果說明，寬能域測(cè)井在厚層中的套后密度結(jié)果更接近裸眼井的密度。

圖1 喇8－A井寬能域解釋成果圖

2 氯能譜測(cè)井

氯能譜測(cè)井與寬能域測(cè)井一樣，也是在寬能域范圍 （0.1～8MeV）內(nèi)實(shí)現(xiàn)俘獲伽馬的測(cè)量，它通過對(duì)低能域 （0.5～2.5MeV）和高能域 （2.5～8MeV）伽馬能譜的處理分別獲得低能氯函數(shù)fcl＿l、高能氯 函 數(shù)fcl＿h(yuǎn)和 中 子 孔 隙 度［4，5］。 利用氯函數(shù)和中子孔隙度交會(huì)技術(shù)可以計(jì)算含油飽和度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余油及油氣水層的分析評(píng)價(jià)。圖2是氯函數(shù)－孔隙度交會(huì)圖，可以看出，在咸水和淡水地層條件下，純油與水的氯函數(shù)存在的差別，高礦化度地層水條件下的氯函數(shù)對(duì)于油、水的分辨能力較強(qiáng)；低礦化度地層的氯函數(shù)動(dòng)態(tài)變化范圍小，相對(duì)誤差較大。因此，在高礦化度地層水條件下可以利用氯能譜測(cè)井有效地區(qū)分油、水層。另外，氯能譜測(cè)井確定剩余油飽和度有一定的孔隙度條件，當(dāng)儲(chǔ)層孔隙度增加時(shí)，油、水氯函數(shù)差值增大，油、水分辨能力增強(qiáng)。

針對(duì)喇嘛甸地區(qū)水淹層開發(fā)主力的Ⅱ類油層，建立含油飽和度模型：

圖2 氯函數(shù)－孔隙度交會(huì)圖

式中：So＿cl為氯能譜含油飽和度，%；fcl＿w為飽和礦化水的氯函數(shù)；fcl＿o為純油的氯函數(shù)；fcl＿p為當(dāng)前的氯函數(shù)。

對(duì)喇8－B井進(jìn)行解譜處理。圖3中的第4道為氯能譜中子孔隙度與完井中子孔隙度一致性曲線對(duì)比圖，可以看出，在全井段氯能譜中子孔隙度與完井中子孔隙度的符合度很高，說明氯能譜套后中子孔隙度能夠反映原始儲(chǔ)層信息。選取砂巖層段對(duì)比氯能譜中子孔隙度與完井中子孔隙度，從回歸分析結(jié)果 （圖4）上可以看出，氯能譜中子孔隙度與完井中子孔隙度的相關(guān)性高，進(jìn)一步說明氯能譜套后中子孔隙度能夠很好地反映原始儲(chǔ)層信息。

圖3 喇8－B井氯能譜中子孔隙度與完井中子孔隙度一致性

3 碳氧比測(cè)井

碳氧比測(cè)井是目前應(yīng)用較為廣泛的成熟的套后剩余油評(píng)價(jià)測(cè)井方法，測(cè)井儀器向地層中發(fā)射能量為14.3MeV的中子束，并放出不同能量的伽馬射線。油中含有大量的碳元素，水中富含氧元素，解譜得到碳氧元素 （原子數(shù)目或原子密度）的比值，通過比值的高低來判斷含油飽和度的大小。除此之外，碳氧比測(cè)井還能夠進(jìn)行巖性的劃分、孔隙度的確定及儲(chǔ)層流體性質(zhì)的識(shí)別［6，7］。碳氧比的含油飽和度計(jì)算公式為：

式中：So＿rst為碳氧比測(cè)井的含油飽和 度，%；φ（C/O） 為 碳 氧 比；φ（Si/Ca）為 硅 鈣 比；φ為 孔 隙度，%；k1、k2、k3、k4為刻度井實(shí)驗(yàn)得到的已知系數(shù)。圖5為碳氧比及寬能域氯能譜孔隙度及飽和度的對(duì)比圖。

為了驗(yàn)證氯能譜測(cè)井和碳氧比測(cè)井的正確性，將2種方法的計(jì)算結(jié)果與水淹層平臺(tái)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。從表1中可以看出，碳氧比測(cè)井結(jié)果與水淹層平臺(tái)計(jì)算結(jié)果的平均絕對(duì)誤差為5.2%，氯能譜測(cè)井結(jié)果與水淹層平臺(tái)計(jì)算結(jié)果的平均絕對(duì)誤差為9.3%。氯能譜測(cè)井得到的含水飽和度解譜結(jié)果要高于水淹層平臺(tái)計(jì)算的含水飽和度及碳氧比測(cè)井計(jì)算的含水飽和度，這是由于喇嘛甸油田的地層水礦化度較低，解譜后的氯函數(shù)因受到低地層水礦化度的影響，其動(dòng)態(tài)范圍明顯降低，其計(jì)算的含水飽和度隨著孔隙度的增大而增加。

圖4 氯能譜中子孔隙度與完井中子孔隙度關(guān)系圖

圖5 碳氧比解釋成果對(duì)比圖

4 結(jié)論

寬能域測(cè)井能夠有效地進(jìn)行巖性劃分，并且能夠計(jì)算出泥巖中各種組分的含量；氯能譜測(cè)井孔隙度能夠很好地反映地層孔隙度，但其解譜后的氯函數(shù)因受到低地層水礦化度的影響，使其動(dòng)態(tài)范圍明顯降低，導(dǎo)致其油層水淹級(jí)別分辨能力變差；碳氧比測(cè)井雖然在縱向分辨率上不如寬能域測(cè)井和氯能譜測(cè)井，得到的地層信息相對(duì)來說較少，但其計(jì)算的剩余油飽和度基本不受地層水礦化度的影響，能夠有效地對(duì)喇嘛甸油田Ⅱ類儲(chǔ)層的剩余油進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 氯能譜測(cè)井、碳氧比測(cè)井與水淹層平臺(tái)計(jì)算含油飽和度對(duì)比情況表

寬能域測(cè)井和氯能譜測(cè)井在大慶油田處于試推廣階段，低礦化度地區(qū)的剩余油解釋方法還有待進(jìn)一步完善，需要結(jié)合具體地區(qū)的實(shí)際情況，進(jìn)行更深入的研究，以滿足油田開發(fā)的剩余油評(píng)價(jià)需求。

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［編輯］ 龔丹