大慶油田長垣以東徐家圍子地區(qū)薄差層錄井解釋評(píng)價(jià)方法研究

高曉臣，張積勇

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163411）

大慶油田長垣以東徐家圍子地區(qū)薄差層錄井解釋評(píng)價(jià)方法研究

高曉臣*，張積勇

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163411）

隨著油田開發(fā)工作的不斷深入，所面對的開發(fā)對象越來越復(fù)雜，工作難度不斷加大，因此，針對不同的開發(fā)對象要有相應(yīng)的配套技術(shù)方法加以解決。大慶油田長垣以東徐家圍子地區(qū)是油田開發(fā)重點(diǎn)區(qū)塊，主要含油層位為葡萄花油層，其特點(diǎn)是儲(chǔ)層多為高含泥低阻或高含鈣高阻等薄差層，且該區(qū)水動(dòng)力活躍、油水關(guān)系復(fù)雜。近年來，熱解色譜、氣相色譜、輕烴分析、熒光顯微圖像等錄井新技術(shù)日趨成熟，并在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，通過對該地區(qū)油水層氣相色譜、輕烴分析、熒光顯微圖像特征分析總結(jié)，形成一套適合該地區(qū)的錄井新技術(shù)識(shí)別油水層方法。針對高含泥、高含鈣儲(chǔ)層流體性質(zhì)、薄層砂巖儲(chǔ)層流體性質(zhì)等建立起適合該區(qū)儲(chǔ)層特點(diǎn)的油水層定量解釋評(píng)價(jià)方法。

徐家圍子；葡萄花油層；薄差層；解釋評(píng)價(jià)

大慶油田長垣以東徐家圍子地區(qū)是油田開發(fā)重點(diǎn)區(qū)塊，主要含油層位為葡萄花油層，其特點(diǎn)是儲(chǔ)層多為高含泥低阻或高含鈣高阻等薄差層，且該區(qū)水動(dòng)力活躍、油水關(guān)系復(fù)雜。主要存在重點(diǎn)和難點(diǎn)：①葡萄花油層油水分布規(guī)律；②油層、油水層、水層的輕烴分析資料、氣相色譜、熱解色譜、熒光顯微圖像特征；③油水層綜合解釋評(píng)價(jià)方法。為了實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)層的精細(xì)評(píng)價(jià)，更好地為油田開發(fā)服務(wù)，有必要綜合運(yùn)用各項(xiàng)錄井技術(shù)，結(jié)合這一地區(qū)油水層的特點(diǎn)，通過技術(shù)的研發(fā)與完善達(dá)到定量識(shí)別評(píng)價(jià)油水層。

1　徐家圍子地區(qū)葡萄花油層油水分布基本特征

葡萄花油層總體上遵循重力分異原則，以上油下水為主，即多數(shù)井葡Ⅰ組上部油層組為油層、葡Ⅰ組下部油層組為水層；個(gè)別井點(diǎn)葡Ⅰ組上部油層組砂體不發(fā)育、葡Ⅰ組下部為油層或油水同層，如升53井，各井區(qū)之間沒有統(tǒng)一的油水界面。平面上由于斷層對油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)作用以及遮擋作用，加上砂體錯(cuò)疊分布，造成斷塊之間油水界面的不統(tǒng)一，地塹塊多以上油下水，葡Ⅰ組上部多為油層而葡Ⅰ組下部多為水層；地壘塊以及斷層遮擋區(qū)油柱高度相對較大、油底相對較低，表現(xiàn)為葡Ⅰ組上部、葡Ⅰ組下部都有油層分布。在斷塊內(nèi)部，位于向斜區(qū)部位油水分異較差，表現(xiàn)為上水下油或油水同層，隨著構(gòu)造的抬升，油水分異作用明顯表現(xiàn)為上油、下油水同層和水層，到升平鼻狀構(gòu)造以及肇州油田變?yōu)樯嫌拖滤?/p>

全井純油物性特點(diǎn)：巖芯觀察砂巖膠結(jié)一般較致密，或含泥含鈣，物性較差，原油一般沿部分物性較好處外滲。

全井純水物性特點(diǎn)：砂巖物性較好，巖性較純，粒度較粗，含油飽和度較低，可動(dòng)水含量高，電性表現(xiàn)時(shí)差較好，巖性較純，自然伽馬值較低。

2　應(yīng)用錄井單項(xiàng)分析資料識(shí)別油水層方法

2.1應(yīng)用輕烴分析技術(shù)識(shí)別葡萄花油層油水層方法

應(yīng)用輕烴分析技術(shù)評(píng)價(jià)油水層是將分析譜圖與比值參數(shù)結(jié)合起來進(jìn)行評(píng)價(jià)的。輕烴譜峰的高低與油層的含油豐度相關(guān)，輕烴比值參數(shù)的變化反映儲(chǔ)層是否含水，不同區(qū)塊不同層位選擇的評(píng)價(jià)參數(shù)略有差異。

2.1.1油層的特征

輕烴濃度和油層的含油豐度相關(guān)，在同一分析和取樣條件下，同一地區(qū)油層與油水同層相比，遭受的次生演化程度較小，油層中的輕烴沒有發(fā)生水的溶解作用，芳烴含量高?；瘜W(xué)穩(wěn)定性較差、帶季碳的輕烴組分都能檢出，組分較全且相對比值較高，輕烴出峰個(gè)數(shù)多（圖1）。

2.1.2油水同層的特征

由于油水同層中油水長期共存，在水的作用下，遭受的次生演化程度高，導(dǎo)致易溶于水和化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的輕烴減少或消失。所以輕烴濃度比油層低；輕烴出峰個(gè)數(shù)一般在55～85個(gè)之間；化學(xué)穩(wěn)定性差的季碳輕烴組分在水的作用下減少的趨勢非常明顯（圖1）。

圖1　輕烴分析譜圖

2.1.3水層的特征

由于在水的作用下，油遭受次生演化程度強(qiáng)烈，導(dǎo)致了易溶于水和化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的輕烴減少或消失，所以輕烴濃度比油水同層低；輕烴出峰個(gè)數(shù)少；芳烴、帶季碳官能團(tuán)的異構(gòu)烷烴及較易溶解于水的多支鏈異構(gòu)烷烴與穩(wěn)定的環(huán)烷烴的相對比值低于油水同層。真正的水層是很難檢測到輕烴組分的（圖1）。

2.2應(yīng)用氣相色譜分析技術(shù)識(shí)別葡萄花油層油水層方法

2.2.1應(yīng)用氣相色譜分析譜圖識(shí)別油水層的基本方法氣相色譜分析由于能把混合物分離成單個(gè)組分的能力而得到廣泛的應(yīng)用。利用氣相色譜分析能夠?qū)⑹头蛛x成其組成的單個(gè)組份，并能檢測各組份相對百分含量，所以我們應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)從微觀角度分析各類產(chǎn)液性質(zhì)儲(chǔ)層烴類分布特征，總結(jié)出儲(chǔ)層產(chǎn)液性質(zhì)氣相色譜識(shí)別方法。

研究表明，不同產(chǎn)液性質(zhì)的儲(chǔ)層其氣相色譜的譜圖形態(tài)具明顯的分類特征。

（1）油層特征：主峰碳明顯，碳數(shù)范圍C12-C30，正構(gòu)烷烴分布呈規(guī)則尖梳狀，正構(gòu)烷烴峰值較高,譜圖基線下未分辨化合物含量低，∑C21-/∑C22+值較高(圖2)。

圖2　氣相色譜分析譜圖

（2）油水層特征：水中含氧氣和各類細(xì)菌，在漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期，由于溫度、壓力作用，水中細(xì)菌與烴類發(fā)生菌解和氧化作用，使異構(gòu)烴類及雜原子化合物增加，正構(gòu)烷烴減少，有的導(dǎo)致基線下未分辨化合物含量增高，正構(gòu)烷烴峰值降低。在水的作用下使部分烴組分含量減少或丟失，導(dǎo)致主峰碳前移或后移，碳數(shù)范圍變窄，正構(gòu)烷烴分布呈非正態(tài)。

主峰碳明顯，碳量范圍C13-C29，正構(gòu)烷烴分布呈較規(guī)則尖峰狀結(jié)構(gòu)，基線下未分辨化合物高，基線呈穹窿狀(見圖2)。

（3）水層特征：主峰碳不明顯，碳數(shù)范圍C14-C27，∑C21-/∑C22+值較低（圖2）。

2.2.2徐家圍子地區(qū)油層、油水同層、水層氣相色譜分析譜圖特征

應(yīng)用氣相色譜資料的多項(xiàng)分析參數(shù)（如峰形、碳數(shù)范圍、主峰碳數(shù)、基線形態(tài)、Pr/nC17、Ph/nC18、∑C21-/∑C22+等），通過對徐家圍子地區(qū)2010年以來所有錄井有試油資料的井的氣相色譜譜圖進(jìn)行收集、整理、分析、研究、總結(jié)規(guī)律，建立了徐家圍子地區(qū)氣相色譜分析油水層解釋標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

2.3應(yīng)用熒光顯微圖像特征識(shí)別油水層基本方法

應(yīng)用熒光顯微圖像技術(shù)，通過對該地區(qū)2010年以來所有錄井試油井顯微圖像的發(fā)光顏色、發(fā)光強(qiáng)度、含油飽滿程度、油水分布狀態(tài)及含油率、含水率、面孔率等鏡下熒光特征的統(tǒng)計(jì)、分析、研究，建立了徐家圍子地區(qū)識(shí)別油層、油水同層的熒光顯微圖像特征、規(guī)律，可作為該地區(qū)油水層判別的重要依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。

徐家圍子地區(qū)油層熒光顯微圖像特征：發(fā)光顏色、發(fā)光強(qiáng)度比較均勻，具色暈，不同的油質(zhì)發(fā)光顏色不同，大部分孔隙被油充填，并通過喉道與粒緣線連通成片，部分油層局部可見輕質(zhì)組分集聚亮點(diǎn)，且發(fā)光瀝青與礦物顆粒邊緣清晰，水相對較少。對于中質(zhì)油，由于熒光的自蝕現(xiàn)象，原油的重質(zhì)族份掩蓋了芳烴族組分的熒光，致使油層發(fā)光顏色比較濃重，呈黃、棕黃色，發(fā)光強(qiáng)度中等。

表1　徐家圍子區(qū)塊葡萄花油層氣相色譜分析儀色譜資料特征

徐家圍子地區(qū)油水同層熒光顯微圖像特征：發(fā)光較普遍、較均勻，熒光顏色以黃綠色為主，和油層相比，熒光顏色變暗，鏡下可見到孤立的含水孔隙和連通的含水區(qū)片共存，油水共存，含水飽和度較純油層高，孔滲條件均較好。

2.4巖石熱解分析技術(shù)

使用POCK-EVAL6型熱解儀分析獲得的參數(shù)為S0、S1、S2、RC。RC為單位質(zhì)量巖石熱解后殘余有機(jī)碳含量占巖石質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，單位為%。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析、研究徐家圍子區(qū)塊所有錄井試油巖石熱解分析資料，建立了該區(qū)原油性質(zhì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

表2　應(yīng)用PS指數(shù)及含油豐度Pg識(shí)別評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的標(biāo)準(zhǔn)

3　油水層綜合解釋方法

我們應(yīng)用表示含油豐度、油質(zhì)的錄井參數(shù)ST、S1/S2分別與表示物性的測井參數(shù)微梯度幅度的關(guān)系用于油水層綜合解釋結(jié)論如下：微梯度幅度與ST關(guān)系：油層：ST＞9且微梯度幅度＞1.7；油水同層：ST＞11且微梯度幅度＞1.0；水層：ST＜11且微梯度幅度＜1.7。微梯度幅度與S1/S2關(guān)系：油層：S1/S2＜1.8或者S1/S2＞1.8，微梯度幅度＞1.7；油水同層：S1/S2＞1.8，微梯度幅度＜1.7。

另外我們針對本地區(qū)高含泥、高含鈣的儲(chǔ)層特點(diǎn)，在確定了定量解釋評(píng)價(jià)參數(shù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)泥質(zhì)、鈣質(zhì)含量分別建立油水層解釋評(píng)價(jià)圖版。

3.1建立高含泥儲(chǔ)層油水層解釋圖版

對于高含泥儲(chǔ)層來說,含泥的程度是影響儲(chǔ)層產(chǎn)液量和流體性質(zhì)的主要因素之一。經(jīng)研究將泥質(zhì)含量≥13%的儲(chǔ)層作為高含泥儲(chǔ)層，選取Vsh、ST、Фe、S1/S2、RT等評(píng)價(jià)參數(shù)，分壓前、壓后2種情況，得出各參數(shù)交會(huì)關(guān)系確定油水層。

我們選了近幾年徐家圍子地區(qū)試油的井20口，試油高含泥層25個(gè)層做葡萄花油層RT-ST關(guān)系，精度為88.0%。結(jié)論如下：油層：RT＞10,ST＞10；油水同層：RT＜8,ST＜12；干層：RT＞8,ST＜15。

我們選了近幾年徐家圍子地區(qū)試油的井20口，試油高含泥層25個(gè)層做葡萄花油層PORE-S1/S2解釋圖版，精度為90.0%。結(jié)論如下：油層：PORE＞14,S1/S2＞1.4；油水同層：PORE＞14,S1/S2＜1.4；干層：PORE＜17,S1/S2＜1.4。

3.2建立高含鈣儲(chǔ)層油水層解釋圖版

對于高含鈣儲(chǔ)層來說,含鈣的程度影響儲(chǔ)層產(chǎn)液量。經(jīng)研究以鈣質(zhì)含量不小于15%（肉眼觀察）作為高含鈣儲(chǔ)層，選取ST、Фe、S1/S2、RT等評(píng)價(jià)參數(shù)，得出各參數(shù)交會(huì)關(guān)系來確定油水層。

我們選了近幾年徐家圍子地區(qū)試油井17口，21個(gè)致密層做葡萄花油層RT-ST解釋圖版、PORE-S1/S2解釋圖版，精度為90.5%，結(jié)論如下：RT-ST關(guān)系：油層：RT＞11,ST＞15；干層RT＜11,ST＜15；PORE-S1/S2關(guān)系：油層：PORE＞10,S1/S2＞1.25；干層：PORE＜10。

3.3錄井綜合解釋標(biāo)準(zhǔn)

通過對徐家圍子區(qū)塊錄井及試油資料統(tǒng)計(jì)，總結(jié)歸納出各油層錄井解釋標(biāo)準(zhǔn)（表3）。

表3　徐家圍子區(qū)塊葡萄花油層錄井解釋標(biāo)準(zhǔn)表

4　結(jié)論

（1）本標(biāo)準(zhǔn)的建立為完井方法及制定合理的試油方案提供了可靠依據(jù)，下套管之前可測知疑難儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，從而決定是否下套管，節(jié)約了試油費(fèi)用及后期堵水費(fèi)用，因此也減少了因試油、壓裂而帶來的巨大投資，并且對提高鉆井成功率也具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)對試采方案亦提出了合理的建議，可以避免對無意義層的開采，節(jié)約了投資。

（2）本標(biāo)準(zhǔn)的建立緊密結(jié)合油田開發(fā)生產(chǎn)實(shí)際、在實(shí)際生產(chǎn)中得到了驗(yàn)證，見到了較好的效果，因此在今后的推廣應(yīng)用中必將創(chuàng)造出較大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]耿長喜，夏崢寒，劉麗萍.錄井解釋評(píng)價(jià)技術(shù)面臨的困難與挑戰(zhàn)[J].錄井工程，2006，17（1）：8-13.

[2]郎東升，張文生，岳興舉，等.油田開發(fā)水淹層錄井評(píng)價(jià)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006：1-151.

[3] 郎東升，金成志，郭冀義，等.儲(chǔ)層流體的熱解及氣相色譜評(píng)價(jià)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999：1-211.

[4] 耿長喜，趙淑英，等.錄井資料處理技術(shù)方法研究[E].內(nèi)部資料，2008.

TE2

A

1004-5716(2016)11-0058-04

2015-12-16

2015-12-18

高曉臣（1968-），男（漢族），黑龍江大慶人，工程師，現(xiàn)從事油氣水解釋評(píng)價(jià)工作。