姬塬地區(qū)延安組基于水性分析的油水識(shí)別方法

張弘恕, 馮春珍, 何小菊, 龔愛華, 李玉寧, 王建華

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司長(zhǎng)慶事業(yè)部, 陜西 西安 710201)

0 引 言

姬塬地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西部,緊鄰延長(zhǎng)組生油凹陷,受三疊紀(jì)末期印支期運(yùn)動(dòng)影響,延長(zhǎng)組與延安組2套水動(dòng)力系統(tǒng)相混合,發(fā)生延長(zhǎng)組向延安組泄壓及水化學(xué)交替,并且后期侵入的淡水在油藏內(nèi)部選擇性滲流,使區(qū)域水性變化復(fù)雜[1]。姬塬地區(qū)延安組主要含油層段延9、延10油藏受古地貌和鼻隆構(gòu)造控制,零星分布含油不連片。受地層水性影響[2],有的油層呈低電阻率特征,有的水層呈中電阻率特征,有的含油層束縛水飽和度高,油水分異不明顯,油水同層,還有的含油層本身含油飽和度低,加上鉆井液深侵入,改造了井筒附近的流體性質(zhì)。該區(qū)水性差別削弱、掩蓋甚至抵消了含油性對(duì)儲(chǔ)層電性的影響,造成油層與水層的低對(duì)比度,給測(cè)井識(shí)別油層提出了極大的挑戰(zhàn)。

以巖石物理實(shí)驗(yàn)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為依據(jù),綜合考慮了儲(chǔ)層巖性、物性、流體對(duì)電阻率的影響的常規(guī)測(cè)井解釋方法[3-6],忽略了地層水水性對(duì)電阻率的影響,使得依據(jù)電性識(shí)別油層的測(cè)井解釋方法在一些受水性影響大的地層油水判識(shí)準(zhǔn)確率低。這就需要一種能將區(qū)域水性特征與測(cè)井資料相結(jié)合的綜合油水識(shí)別方法,本文提出的基于水性分析的油水識(shí)別方法就是這樣一種方法。

1 儲(chǔ)層特征

姬塬地區(qū)延安組油藏主要含油層段延9、延10地層,是一套以中粗和中細(xì)砂巖為主的沉積,分選好,粒度適中,中、低電阻率油層發(fā)育。延9、延10油藏巖性主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖,碎屑物中石英含量的平均值為45.0%～64.0%,長(zhǎng)石含量的平均值為11.7%～20.5%(以鉀長(zhǎng)石為主,斜長(zhǎng)石少量),各類巖屑含量的平均值為23.0%～42.7%(以火成巖、變質(zhì)巖為主,沉積巖少量);膠結(jié)物成分以自生黏土為主,鐵白云石次之,石英加大常見但量少。孔隙類型以粒間孔為主,具有中等孔喉、分選性中到好,孔隙度為2.7%～18.8%(大多為9.0%～18.0%),平均值為15.3%,滲透率(0.002～561.0)×10-3μm2[大多為(30.0～200.0)×10-3μm2],平均值為81.2×10-3μm2。延9儲(chǔ)層與延10儲(chǔ)層的孔隙性相差不大,但延9儲(chǔ)層的滲透性比延10儲(chǔ)層要好。滲透率與孔隙度之間基本上為指數(shù)關(guān)系,相關(guān)性好。綜上,姬塬地區(qū)延9、延10油藏巖性純,物性好。

2 電性特征

延9、延10油藏含油充滿度較低,電性特征受區(qū)域水性變化影響大,具體表現(xiàn)在低電阻率油層和中高電阻率水層普遍發(fā)育。例如,C309井17號(hào)層巖性純,物性好,電阻率值中等且較圍巖高,取心油斑級(jí),氣測(cè)有含烴顯示,常規(guī)測(cè)井解釋方法綜合判斷儲(chǔ)層含油好,但試油出大水。HU288井21號(hào)層巖性純,物性好,電阻率值中等,該層與下部水層油水分異明顯,呈典型的“油帽”特征,錄井油跡,氣測(cè)有含烴顯示,常規(guī)測(cè)井解釋方法也認(rèn)為儲(chǔ)層含油好,但試油出大水。這類儲(chǔ)層在姬塬延安組十分常見,一直是該區(qū)油水識(shí)別的難點(diǎn)。

含油氣盆地中,地層水以不同形式與油氣共存于地下巖石孔隙空間中,是油氣運(yùn)移、聚集的載體,它的形成及運(yùn)動(dòng)規(guī)律與油氣的生、運(yùn)、聚及油氣藏的形成、保存和破壞有著十分密切的聯(lián)系[7]。高礦化度地層水多存在于還原環(huán)境,對(duì)油氣的保存極為有利;低礦化度地層水常與氧化環(huán)境相伴生,不利于油氣保存。CaCl2水型地層水多存在于還原環(huán)境,礦化度較高,它與低礦化度的NaHCO3水型相混合可以形成中、高礦化度的Na2SO4型或MgCl2型地層水。Na2SO4型水一般分布于地表或地下淺層水活躍地區(qū),礦化度低。由2口井的水分析資料知,這2個(gè)儲(chǔ)層的水型分別為Na2SO4和NaHCO3水型,礦化度不高,分別為20 580 mg/L和22 800 mg/L,為氧化環(huán)境,不利于油氣保存。2個(gè)層從電性特征看與油層無(wú)差別,常規(guī)測(cè)井解釋方法無(wú)法識(shí)別,但從水性分析結(jié)果看,2個(gè)層可能曾經(jīng)含油,后期遭到破壞。

3 地層水特征

3.1 水型分類及其分布情況

從姬塬地區(qū)延9、延10地層部分井的水分析資料看(見表1),其水性在平面上表現(xiàn)出水型的多樣性和礦化度變化大的特點(diǎn)。

(1) 延9地層平面上NaHCO3、CaCl2和Na2SO4水型較為多見,還分布少量的MgCl2水型。地層水礦化度變化范圍12 000～9 000 mg/L,并在HUA346井區(qū)見地層水高礦化度區(qū);J21井區(qū)礦化度最低。

(2) 延10地層平面上以CaCl2水型為主,還有Na2SO4、NaHCO3水型。地層水礦化度變化范圍12 000～100 000 mg/L,并在HUA295井區(qū)見地層水高礦化度區(qū),AN188和HAO2井區(qū)地層水礦化度最低。

3.2 不同水型礦化度與電阻率值的變化關(guān)系

地層水水型不同,其礦化度的變化范圍也各不相同,測(cè)井視電阻率值的變化范圍也不同。延9、延10地層視電阻率值對(duì)于同一種水型總體是隨礦化度的增加而減小。

由圖1可見,延9地層Na2SO4和NaHCO3水型比較多見,CaCl2水型分布相對(duì)較少。不同水型的礦化度和地層水電阻率值的變化范圍都不相同。

例如,NaHCO3水型其礦化度主要是在15 000～30 000 mg/L變化,電阻率值13.0～23.0 Ω·m變化;Na2SO4水型礦化度主要在10 000～25 000 mg/L變化,電阻率值9.0～25.0 Ω·m變化。

由圖2可見,延10以CaCl2水型為主,其礦化度較低。圖2上顯示CaCl2水型電阻率值隨礦化度的增加而減小,礦化度主要在3 000～100 000 mg/L

表1 姬塬地區(qū)部分區(qū)域延9、延10地層水分析表

圖1 延9地層不同水型礦化度與視電阻率值的關(guān)系

圖2 延10地層不同水型礦化度與視電阻率值的關(guān)系

變化,隨礦化度增大其電阻率值在15.0～2.0 Ω·m變化。分布少量的Na2SO4水型,礦化度多數(shù)小于30 000 mg/L,其電阻率值也隨礦化度增加而減小。

綜上,從水分析資料看,延9、延10油藏地層水水型多樣,礦化度變化大,表現(xiàn)出很強(qiáng)的非均質(zhì)性。另一方面,在巖性、物性相當(dāng)?shù)臈l件下,不同地層水的礦化度與測(cè)井視電阻率有一定的相關(guān)性。因此,可以依據(jù)區(qū)域的地層水水型和礦化度分布情況結(jié)合測(cè)井視電阻率,建立一種可以消除水性影響的解釋方法,達(dá)到油水識(shí)別的目的。

4 基于水性分析的油水識(shí)別方法

基于水性分析的油水識(shí)別方法,即利用地層視電阻率與地層礦化度分水型進(jìn)行交會(huì)形成解釋圖版,利用圖版進(jìn)行油水識(shí)別的一種解釋方法。該方法是在研究區(qū)域水性變化規(guī)律及不同水性對(duì)應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上,通過(guò)分水型確立油水下限,消除地層水性對(duì)電性的影響,是針對(duì)水性復(fù)雜變化油藏的一種油水識(shí)別方法。圖3和圖4分別是延9和延10地層水性分析解釋圖版。

由圖版可見,不同水型的含油下限不同,同等礦化度下電阻率值越高儲(chǔ)層含油性越好。前面所舉的C309井和HU288井由水分析資料可知,其水型分別為Na2SO4和NaHCO3水型,礦化度分別為20 580 mg/L和22 800 mg/L,地層視電阻率值分別為18.0 Ω·m和16.0 Ω·m。按照?qǐng)D版,2口井均未達(dá)到相應(yīng)水型解釋油層的下限,位于圖版水區(qū)。表2是圖版確立的延9、延10地層油水下限。

圖3 延9地層水性分析解釋圖版

圖4 延10地層水性分析解釋圖版

表2 延9、延10地層水性礦化度與電阻率值的關(guān)系

5 應(yīng)用效果

以HUA360井和HUA347井為例,2口井屬于延9同一層位,電性特征十分相似,用常規(guī)測(cè)井解釋方法都判定為油水同層,但試油HUA360井出大水,HUA347井出純油。應(yīng)用水性分析解釋圖版評(píng)價(jià)效果好。

圖5 HA360、HA347井延9地層水性分析解釋圖版

圖6 HUA360井延9地層綜合解釋成果圖 圖7 HUA347井延9地層綜合解釋成果圖 *非法定計(jì)量單位,1 in=25.4 mm,下同

HUA360井由延9水型分布圖確定為CaCl2水型,由延9地層水礦化度分布圖確定礦化度約為58 000 mg/L,測(cè)井視電阻率值僅為6.0 Ω·m,在視電阻率與地層礦化度的交會(huì)圖版上落于水區(qū)(見圖5),二次解釋為含油水層試油見油花,產(chǎn)水33.8 m3/d(見圖6)。HUA347井由延9水型分布圖確定為CaCl2水型,由延9地層水礦化度分布圖確定礦化度約為72 000 mg/L,測(cè)井視電阻率值僅為6.0 Ω·m,在視電阻率與地層礦化度的交會(huì)圖版上落于含油區(qū)(見圖7),解釋油水同層試油產(chǎn)油4.25 t/d,產(chǎn)水0 m3/d。

表3 應(yīng)用水性分析解釋圖版二次解釋情況表

應(yīng)用該方法對(duì)姬塬延安組2013至2014年26口評(píng)價(jià)井26個(gè)層進(jìn)行2次解釋,解釋符合率達(dá)到80.77%(見表3),取得了良好的應(yīng)用效果。

6 結(jié) 論

(1) 基于水性分析的油水識(shí)別方法是針對(duì)水性復(fù)雜變化油藏的一種油水識(shí)別方法,是在研究區(qū)域水性變化及不同水性對(duì)應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上,通過(guò)分水型確立油水下限的一種方法,其消除了地層水性對(duì)電性的影響,在姬塬延安組取得了良好的應(yīng)用效果。

(2) 地層水水性不同,其礦化度各不相同,測(cè)井視電阻率值也不同。相同水型地層視電阻率值是隨礦化度的增加而減小,同等礦化度下電阻率值越高含油性越好;不同水型含油下限不同。姬塬延安組延9、延10油藏巖性純、物性好,地層水型和礦化度變化大,儲(chǔ)層的電性特征受地層水性影響大。地層視電阻率值相同時(shí)地層水水型、礦化度可能不同,因此解釋時(shí)應(yīng)分區(qū)域、分層位確定儲(chǔ)層水型和礦化度,結(jié)合圖版再解釋。

(3) 姬塬地區(qū)延9、延10油藏類型、水性變化復(fù)雜,單一解釋方法不能解決所有問題。解釋時(shí)應(yīng)以油藏平面特征和水性特征為依據(jù),從油藏地質(zhì)特征、取心錄井顯示、油層縱橫向?qū)Ρ?、侵入特征、曲線相關(guān)性等方面挖掘含油性信息,應(yīng)用多種測(cè)井識(shí)別方法綜合識(shí)別油水層。

(4) 應(yīng)用本文建立的水性分析解釋圖版進(jìn)行油水識(shí)別應(yīng)先排除巖性、物性對(duì)儲(chǔ)層電阻率值的影響,借助平面上建立的水型分布和礦化度分布圖,應(yīng)用水性分析圖版解釋。也可依據(jù)鄰近水層電阻率值反推地層水型和礦化度,確立所要解釋井的水型和地層水礦化度、電阻率值,綜合識(shí)別。

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