含鈣儲層流體識別方法研究

楊小磊

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

含鈣儲層流體識別方法研究

楊小磊

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

A油田P油層含鈣現象比較普遍，導致孔隙結構復雜、非均質性強，使得電阻率的測井響應特征難以完全反映儲層流體性質的變化，導致流體識別精度低。以巖電試驗數據為基礎，詳細分析了鈣質成份對儲層電阻率的影響；以試油資料為基礎，分流體性質開展了鈣質含量與儲層電阻率的關系研究，并求取了鈣質含量與電阻率關系函數的導數，以此量化鈣質含量對電阻率的影響。采用上述方法對電阻率進行鈣質含量校正后，建立了電阻率與自然電位的交會圖版。應用該圖版對新完鉆的15口井進行解釋，經試油驗證，解釋精度達到了88.5%，效果較好。

流體識別；深側向電阻率；導數；鈣質；校正

一個油藏在巖性、孔隙結構及地層水性質基本一致的情況下，膠結物的類別和含量會對儲層的電性特征產生重要影響，從而進一步影響儲層的流體識別[1]。A油田P油層位于A鼻狀構造和D向斜過渡的斜坡區(qū)，是松遼盆地中淺層的主要儲量區(qū)。該區(qū)儲層非均質性強，含鈣現象比較普遍。選取對儲層流體性質敏感的深側向電阻率(ρlld)和自然電位(Usp)建立油水層識別標準。由于早期試油資料少，油水層識別標準精度高，應用效果較好。隨著資料的增加，該標準的油水層識別精度僅為78.7%(圖1)。具體表現為有些儲層的電阻率相當，但流體性質卻不同，即所謂的高阻水層或油水同層。選取研究區(qū)試油層段的取心資料分析表明，在61塊巖樣中，含鈣超過5.5%的樣品占到了樣品總數的69.5%。研究區(qū)的壓汞資料也表明，當儲層含鈣后，平均喉道半徑減小，孔隙結構復雜，非均質性強，在電阻率測井響應上具有相對高的特征，是造成油水層識別精度低的主要因素。

圖1 A油田P油層早期油水層識別圖版

針對低阻油層的電阻率校正方法較多，但針對高鈣質儲層的電阻率校正目前研究較少。為此，筆者開展了相關研究，以巖電試驗數據為基礎，詳細分析了鈣質成份對電阻率的影響特征；以研究區(qū)試油和測井資料為基礎，建立了不同流體性質條件下的鈣質含量與儲層電阻率關系，并求取了鈣質含量與電阻率的關系函數的導數，以此量化鈣質含量對電阻率的影響。采用上述方法對電阻率進行鈣質含量校正后，建立了電阻率與自然電位的交會圖版。該圖版經15口井23層的試油驗證，解釋精度達到了88.5%，效果較好。

1 鈣質成分對電阻率的影響分析

1.1 鈣質成分對電阻率的宏觀影響

圖2 A油田P油層φ(Ca)與ρlld關系圖

研究區(qū)P油層儲層含鈣較為普遍，應用巖電試驗資料，采用2種方法分析鈣質對電阻率的宏觀影響。

1)鈣質含量與電阻率的關系特征。根據25口取心井61塊巖樣的碳酸鹽巖分析資料統計，鈣質體積分數(φ(Ca))大于5.5%的儲層占到了69.5%。選取了其中41塊巖樣做了巖電試驗，利用100%飽和水的巖心樣品試驗數據，繪制了φ(Ca)與ρlld的關系圖(圖2)，可以看出，當φ(Ca)低于5.5%時，鈣質對ρlld的影響并不顯著；當φ(Ca)高于5.5%時，ρlld隨著φ(Ca)的增加而增大，表明在該區(qū)間，φ(Ca)對ρlld的影響逐漸增大。

2)在孔隙度相當的情況下對比不同φ(Ca)的巖樣電阻率。為了詳細分析儲層中鈣質對巖石導電能力的影響，在孔隙度相當的情況下對比了不同φ(Ca)巖樣的電阻率。表1是7塊巖樣的巖電試驗測量成果統計表，可以看出：8號巖樣的φ(孔隙度)為17.1%，φ(sh)(泥質體積分數)為7.0%，φ(Ca)為9.2%，31號巖樣的φ為16.2%，φ(sh)為8.3%，φ(Ca)為1.7%，2塊巖樣的φ和φ(sh)相當，ρsw(飽和水巖樣電阻率)分別為18.7Ω·m和12.6Ω·m，說明φ(Ca)越高，ρsw越高；17號巖樣的φ為15.7%，φ(Ca)為11.8%，與31號相比，兩者φ和φ(sh)相當，但17號巖樣的φ(Ca)比31號高，ρsw分別為19.3Ω·m和12.6Ω·m，同樣也說明φ(Ca)越高，ρsw也越高。

表1 含鈣儲層巖樣高溫、高壓巖電測量成果表

注：K為滲透率。

1.2 鈣質成分對電阻率的微觀影響

應用研究區(qū)的壓汞資料分析儲層的微觀孔隙結構特征發(fā)現，當儲層含鈣后，平均孔喉半徑減小，孔隙結構復雜，非均質性強，在電阻率測井響應上具有相對高值的特征。在導電機理上，鈣質成分增加導致巖石物性變差，束縛水飽和度減少，從而引起巖石導電性能下降，電阻率增加[2]。

B井3號層(圖3)和C井4號層(圖4)的儲層電阻率相近，約為20.0Ω·m；自然伽馬(qAPI)反映的φ(sh)相近，約為15.5%；巖心分析孔隙度(φc)相當，約為20.0%；初期測井解釋均為油層，而試油結果表明，B井3號層日產油2.4t，與測井解釋結論一致，C井4號層日產水1.2m3，與測井解釋結果不符合。分析2個儲層的φ(Ca)和壓汞曲線表明，B井3號層φ(Ca)為3.8%，壓汞曲線反映的平均孔喉半徑為0.69μm，屬于常規(guī)儲層；而C井4號層φ(Ca)高達12.6%，壓汞曲線反映的平均孔喉半徑為 0.102μm，屬于含鈣高阻儲層，這是造成該層誤判的主要原因。因此，在對研究區(qū)的含鈣儲層進行流體性質識別時，必須先進行φ(Ca)校正，才能保證儲層流體性質判別的準確性。

圖3 B井3號層綜合解釋成果圖

圖4 C井4號層綜合解釋成果圖

2 電阻率鈣質校正方法

要將φ(Ca)對電阻率的影響進行量化，最基礎的是求準儲層φ(Ca)的多少。因此筆者先建立了φ(Ca)計算模型，再建立了φ(Ca)對電阻率影響的校正模型。

2.1 鈣質含量計算

隨著儲層φ(Ca)的增加，多條測井曲線都有敏感反應，一般情況下電阻率、密度(ρ)變大，補償中子孔隙度(φnc)、Δt和qAPI變小[3]。如何將上述變化與φ(Ca)之間建立定量計算關系，還需根據研究區(qū)的實際情況，選取合適的敏感參數。

研究區(qū)儲層巖心分析φ(Ca)與測井曲線對比分析表明，Δt、ρmsfl與φ(Ca)最為敏感。應用15口取心井35層的碳酸鹽巖分析資料，采用多元統計回歸方法建立了φ(Ca)的計算模型：

φ(Ca)=28.5901-0.3676Δt+0.1751ρmsflR=0.91

(1)

經研究區(qū)8口井26塊樣品的巖心分析結果與測井計算φ(Ca)對比表明，測井計算φ(Ca)平均絕對誤差為0.88%，精度較高，可作為該次研究的φ(Ca) 計算模型。

2.2 電阻率鈣質校正

圖5 不同流體條件下φ(Ca)與ρlld關系圖

如何建立電阻率與φ(Ca)之間的定量關系，目前研究的人較少。筆者采用對電阻率與φ(Ca)的關系函數求導的方法，得到單位φ(Ca)的電阻率變化量后，采用鈣質與儲層串聯的模型進行校正。圖5是研究區(qū)ρlld與φ(Ca)關系圖。

采用統計回歸的方法得到不同流體條件下φ(Ca)與電阻率關系式[4]：

油層ρt=9.9852e0.0672φ(Ca)

(2)

油水同層ρt=10.2000e0.0733φ(Ca)

(3)

水層ρt=9.5770e0.0634φ(Ca)

(4)

干層ρt=6.1012e0.0466φ(Ca)

(5)

式中：ρt為擬合計算的電阻率，Ω·m。

當儲層為干層時，鈣質的變化對電阻率影響較?。划攦又泻辛黧w時，鈣質對電阻率的影響較大。對于油層、油水同層和水層，以電阻率為變量，φ(Ca)為自變量，對式(2)～(4)進行求導：

(6)

(7)

(8)

從求導函數看，流體性質不同時，φ(Ca)對ρt的影響有所不同但差別較小。當計算φ(Ca)對ρt影響的絕對值時，是不清楚儲層的流體性質的。因此，采用對函數平均的方法，將式(6)～(8)近似統一為一個影響公式：

(9)

從式(9)可以看出，當φ(Ca)=0時，dρt/dφ(Ca) =0.675，表明極限條件下對電阻率的影響小于1，可以認為沒有影響，說明該式滿足極限條件，能較好地反映φ(Ca)對ρt的影響。當φ(Ca)增加時，采用積分方法，對鈣質與儲層串聯的模型進行校正：

圖6 A油田P油層油水層識別圖版(校正后)

(10)

式中：ρc為鈣質校正后的電阻率，Ω·m。

3 流體性質識別標準

由測井原理可知，儲層電阻率在含油時表現為明顯高值特征，含水時呈現低值特征。Usp反映儲層離子交換能力的大小，相同物性條件下儲層含油比含水時的Usp幅度差小[5]。因此，選用Usp和電阻率建立流體識別標準。利用63口井94層的試油層進行φ(Ca)計算以及電阻率校正后，采用ρc和Usp建立了研究區(qū)的油水層識別圖版(見圖6)，圖版精度達到了94.6%。

4 應用效果

應用圖6對區(qū)內15口新完鉆井進行了解釋，經23層試油資料驗證，解釋符合率達到了88.5%，較好地滿足了開發(fā)生產的需要。圖7為X井單井綜合解釋成果圖，該井4號和8號層均含鈣，經計算φ(Ca)分別為7.9%和5.6%，在圖1中均解釋為油層，而在圖6中均解釋為水層，試油資料顯示兩層分別產水3.6m3和2.4m3，圖6解釋結果與測井解釋結果相符。

圖7 X井單井綜合解釋成果圖

5 結論

1)鈣質增加儲層電阻率增大是造成A油田P油層高阻水層和油水同層的主要因素，也是造成研究區(qū)油水層識別精度低的原因。

2)在考慮流體性質的條件下建立的鈣質含量對電阻率影響的量化函數滿足極限條件，能較好地反映鈣質含量對電阻率的影響。

3)選取校正后的深側向電阻率、自然電位為參數，建立流體識別標準，圖版精度達到94.6%。經15口井23層的試油驗證，解釋精度達到88.5%，效果較好。

[1]李坪東，陳守民，南力亞. 油水層識別因素探討及其在油田開發(fā)中的應用[J]. 石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2006，28(6)：138～139.

[2]嚴渙德，王天祥，趙為永，等. 澀北氣田高阻水層成因及其對儲層參數的影響[J]. 青海石油，2009，27(2)：55～57.

[3]中國石油勘探與生產分公司.低孔低滲油氣藏測井評價技術與應用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009：39.

[4]王志強.DJ油田Q段復雜儲層流體識別[J].斷塊油氣田，2013，20(3)：330～331.

[5]德萊賽-阿特拉斯公司.測井與解釋技術[M].北京：石油工業(yè)出版社，1991：38，113.

[編輯] 龔丹

2016-05-17

中國石油天然氣股份有限公司科學研究與技術開發(fā)項目(2011E-1217)。

楊小磊(1983-)，男，工程師，從事測井資料綜合處理與解釋工作，yangxiaolei@petrochina.com.cn。

P631.84

A

1673-1409(2017)7-0045-05

[引著格式]楊小磊.含鈣儲層流體識別方法研究[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(7):45～49.