準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅-車斷裂帶中淺層降解油藏錄井解釋評(píng)價(jià)

薛曉軍，馬玉明，李建成，張莉霞，鄭 毅

中石油西部鉆探克拉瑪依錄井工程公司，新疆 克拉瑪依

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅-車斷裂帶中淺層降解油藏錄井解釋評(píng)價(jià)

薛曉軍，馬玉明，李建成，張莉霞，鄭 毅

中石油西部鉆探克拉瑪依錄井工程公司，新疆 克拉瑪依

針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅-車斷裂帶中淺層降解油藏油氣層評(píng)價(jià)難度大、解釋符合率低的現(xiàn)狀，從降解油藏錄井顯示特征入手，充分挖掘氣測(cè)曲線、地化熱解資料信息，運(yùn)用t檢驗(yàn)方法探索開(kāi)發(fā)油氣層的敏感參數(shù)，建立該類油藏氣測(cè)填充系數(shù)-油豐指數(shù)錄井解釋圖版及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)新近完鉆的部分探井進(jìn)行應(yīng)用，效果較好，具有一定的推廣價(jià)值。

降解油藏，氣測(cè)峰基比，填充系數(shù)，熱解含油總量，輕重比，油豐指數(shù)

Copyright ? 2017 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Received: May 30th, 2017; accepted: Jun.7th, 2017; published: Oct.15th, 2017

AbstractAs it was difficult to evaluate the medium-shallow degradation reservoirs in Hongche Fault Zone on the northwest margin of Junggar Basin, and interpretation coincidence rate was low, through analyzing the characteristics of degraded reservoirs in mud logging, the gas logging curves and geochemical pyrolysis data were fully investigated, the sensitive parameters in hydrocarbon reservoir identification were explored, and logging interpretation chart of gas logging charging coefficient-oil abundance index and evaluation criterion were established.It is used in some of the newly completed exploration wells, it is valuable for promotion.

KeywordsDegradation Reservoirs, Peak-to-base Ratio in Gas Logging, Charging Coefficient,Total Amount of Oil in Pyrolysis, Ratio of Light to Heavy Hydrocarbon, Oil Abundance Index

1.引言

降解油藏是指正常原油遭受地層中厭氧細(xì)菌破壞和水解作用形成的特殊油氣藏[1][2][3]。近年來(lái)，在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中淺層的C21、CX7、CX3、HX16等井區(qū)勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了該類油藏。該類油層錄井資料顯示特征與正常油層差別大，常規(guī)氣測(cè)解釋圖版、地化解釋圖版失效，錄井解釋符合率低，迫切需要構(gòu)建新的錄井解釋方法。為此，從油水層錄井顯示特征入手，充分挖掘氣測(cè)曲線、地化熱解油氣信息，進(jìn)行歸納總結(jié)，將氣測(cè)與巖石熱解參數(shù)進(jìn)行組合開(kāi)發(fā)，建立新的評(píng)價(jià)方法，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，效果明顯。

紅-車斷裂帶位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣南段紅山嘴-車排子地區(qū)，為一南北向構(gòu)造單元，構(gòu)造上位于盆地西部隆起與中央坳陷兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元的結(jié)合部[4]。研究區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，新近紀(jì)之前形成古近系與上覆新近系的局部不整合接觸。下伏石炭系埋深較淺，自東向西依次受紅-車斷裂、小拐斷裂、車前斷裂等多個(gè)近南北向階梯狀大型逆沖斷裂控制，形成自東向西呈斷階狀不斷抬升的構(gòu)造格局。新近紀(jì)至今，長(zhǎng)期受喜馬拉雅期新構(gòu)造活動(dòng)的影響，接受新近系沉積；之后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，且規(guī)模較大，構(gòu)成有效的油源斷裂，形成淺層新近系的油氣成藏[4][5]。紅-車斷裂帶自下而上發(fā)育石炭系(C)、二疊系下烏爾禾組(P2w)、侏羅系八道灣組(J1b)、白堊系吐谷魯群(K1tg)、古近系(E)、新近系(N)及第四系(Q)。

主力出油段石炭系儲(chǔ)層巖性主要為安山巖、玄武巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r及少量凝灰質(zhì)砂礫巖。主要儲(chǔ)集空間類型為粒內(nèi)溶孔及微裂縫，見(jiàn)少量晶間孔。裂縫類型主要為溶蝕縫、直劈縫、誘導(dǎo)縫和斜交-網(wǎng)狀縫。石炭系儲(chǔ)層平均孔隙度為7.78%～12.94%，平均滲透率為0.047～0.52 mD，屬低孔～中孔、低滲～特低滲儲(chǔ)層。石炭系油藏為受不同期次的火山巖巖體控制的構(gòu)造-巖性油藏。

2.錄井顯示特征及成因分析

2.1. 錄井顯示特征

1)儲(chǔ)集層的巖屑、巖心等實(shí)物資料一般見(jiàn)熒光，據(jù)研究區(qū)巖心油氣顯示統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，油層含油級(jí)別最高可達(dá)富含油，一般在油斑以上(圖1)。

2)儲(chǔ)集層熱解-氣相色譜譜圖顯示，油層、油水同層正構(gòu)烷烴出峰不全，未分辨化合物含量高，而水層正構(gòu)烷烴出峰不全，正構(gòu)烷烴及未分辨化合物含量低(圖2)。

3)巖石熱解分析主要集中在S21和S22；隨含油性變差含量變低，其S21/S22的比值減小(圖3)。

4)儲(chǔ)集層氣測(cè)組分不全，一般僅有C1，部分井雖有C4或C5，但無(wú)C2或C3(表1)。

Figure 1.The statistics of oil-bearing grade of cores in oil test interval圖1.試油段巖心含油級(jí)別統(tǒng)計(jì)圖

Table 1.The summery sheet of gas logging peak composition of the shallow oil test interval on the north-west margin表1.西北緣中淺層試油段氣測(cè)組分出峰情況統(tǒng)計(jì)匯總表

Figure 2.The typical chromatogram of gas chromatography pyrolysis in oil test interval圖2.試油段熱解氣相色譜典型譜圖

Figure 3.The typical plot of core pyrolysis in oil test interval圖3.試油段巖心熱解分析典型圖

2.2. 成因分析

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[6]-[11]表明，降解油藏的形成歸因于細(xì)菌的選擇性降解及地層水水洗的雙重作用，這種作用的發(fā)生必須具備一定的地質(zhì)條件。西北緣地區(qū)中淺層具有油氣層埋深淺、一般小于3000 m，地層溫度低于70℃，并具有斷裂發(fā)育的特點(diǎn)，為微生物的降解及水洗作用奠定了地質(zhì)基礎(chǔ)。水解作用使溶解度高的芳烴易于流失，微生物有選擇性地消耗某些類型的烴，從而使得原油變得愈稠，巖石熱解則表現(xiàn)為S22或S23含量相對(duì)增加，熱解-氣相色譜則表現(xiàn)為正構(gòu)烷烴含量低或缺失。石油被微生物降解主要生成甲烷，除甲烷外還含有少量的乙烷及乙烷以上的氣態(tài)烴，并且常常含有一定量非烴氣體。隨著降解程度的增強(qiáng)，烴組分C2～C5往往被生物降解而損耗掉，甲烷體積分?jǐn)?shù)往往在95%以上，甚至達(dá)到100%，從而表現(xiàn)出氣測(cè)無(wú)重組分的特征。

3.油氣層解釋模型研究

3.1. 敏感參數(shù)研究

通過(guò)對(duì)西北緣地區(qū)中淺層降解油藏30口試油井56層錄井、測(cè)井及試油數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用t檢驗(yàn)方法篩選出對(duì)油氣水識(shí)別的錄井敏感參數(shù)，主要包括氣測(cè)顯示厚度Hq、氣測(cè)填充系數(shù)Tc(氣測(cè)顯示厚度與儲(chǔ)層厚度的比值)、氣測(cè)峰基比f(wàn)(氣測(cè)顯示段高峰值與基值的比值)、地化熱解含油總量Pg、S21與S22的比值等。為了提高油氣層與非產(chǎn)層的區(qū)分度，將多個(gè)錄井敏感參數(shù)組合，創(chuàng)建新的錄井評(píng)價(jià)參數(shù)——油豐指數(shù)(Yo)。

油豐指數(shù)(Yo)是對(duì)氣測(cè)及地化含油性指標(biāo)的集中反映，綜合了氣測(cè)顯示厚度、氣測(cè)峰基比及熱解含油氣總量的全部信息，并加入了針對(duì)西北緣中淺層降解油藏特有的能夠反映含水性的輕重比S21/S22，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)層和非產(chǎn)層(水層、含油層及干層等)的有效識(shí)別。

氣測(cè)填充系數(shù)(Tc)指氣測(cè)異常顯示厚度與儲(chǔ)層厚度的比值，也可稱之為一般意義上的烴類灌滿系數(shù)，其值大小直接反映儲(chǔ)集層油氣縱向充滿程度的高低[12][13][14]。

運(yùn)用SPSS分析軟件對(duì)錄井參數(shù)進(jìn)行獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)(表2)，依據(jù)統(tǒng)計(jì)出的概率P值進(jìn)行顯著性分析，如果0.01 ＜P＜ 0.05，則為差異顯著；如果P＜ 0.01，則差異極顯著[15]。

3.2. 解釋模型建立

從表2可以看出，氣測(cè)填充系數(shù)Tc、油豐指數(shù)Yo對(duì)價(jià)值層(油層、油水同層)與非價(jià)值層(含油層、水層及干層)差異極顯著，因此利用這兩項(xiàng)參數(shù)建立錄井油氣層解釋模型。對(duì)收集整理的 56層樣本進(jìn)行落點(diǎn)交會(huì)，構(gòu)建錄井解釋圖版。依據(jù)油氣水層落點(diǎn)趨勢(shì)將圖版劃分為兩個(gè)區(qū)塊，一個(gè)為“油層、油水同層區(qū)”，另一個(gè)為“含油層、水層、干層區(qū)”(圖4)，解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

3.3. 回判分析

對(duì)全部樣本數(shù)據(jù)圖版落點(diǎn)情況依據(jù)解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表4可見(jiàn)，上述建立的錄井解釋圖版對(duì)油層、油水同層回判效果較好，對(duì)干層和含油層回判效果較差，總體回判符合率為 87.5%，識(shí)別效果較好，能夠用于油氣水的解釋評(píng)價(jià)。

4.應(yīng)用實(shí)例分析

應(yīng)用所建立的解釋圖版和解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣新近完鉆的部分探井儲(chǔ)集層進(jìn)行解釋。從表5可以看出，共驗(yàn)證11口井12個(gè)試油層段，符合率為91.7%，應(yīng)用效果好。

Table 2.The analytical sheet of the difference between the valuable parameter layer and non-valuable layer from the logging evaluation表2.錄井評(píng)價(jià)參數(shù)價(jià)值層與非價(jià)值層差異性分析表

Figure 4.The interpretation chart of oil-abundance index logging圖4.錄井油豐指數(shù)法解釋圖版

Table 3.The evaluation criterion for the interpretation chart of oil-abundance index logging表3.錄井油豐指數(shù)法解釋圖版評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

Table 4.The statistics of coincidence rate of back-judging on the sample-point of interpreting chart using oil-abundance index logging表4.錄井油豐指數(shù)法解釋圖版樣本點(diǎn)回判符合情況統(tǒng)計(jì)

Table 5.The statistics on logging interpreting and evaluation of mid-shallow reduction reservoirs in Hongche Fault Zone on the north-west margin表5.西北緣地區(qū)紅-車斷裂帶中淺層降解油藏錄井解釋評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)

4.1. B002 井(油層)

儲(chǔ)層井段2118.00～2126.00 m，層位為C (石炭系)，氣測(cè)顯示活躍，顯示厚度6.0 m，氣測(cè)全烴最大，為 0.5820%，組分出至 C3(圖 5)，氣測(cè)峰基比為 14.5；灰綠色熒光角礫凝灰?guī)r，干照熒光 3%；井段2122.01～2123.84 m取心，獲富含油級(jí)0.86 m，油斑級(jí)0.97 m；巖心熱解分析Pg為1.69 mg/g。計(jì)算氣測(cè)填充系數(shù)、油豐指數(shù)分別為0.80、6.49 (表5)。圖版解釋落點(diǎn)在油層、油水同層區(qū)(圖4中的2號(hào)層)，依據(jù)解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)綜合解釋該層為油層。

井段2118.00～2126.00 m試油，壓裂自噴日產(chǎn)油15.93t/d，試油結(jié)果為油層，綜合解釋結(jié)果與試油結(jié)果一致。

4.2. G020井(水層)

儲(chǔ)層井段2890.00～2905.00 m，層位為C (石炭系)，氣測(cè)顯示活躍，顯示層厚度6.0 m，氣測(cè)全烴最大為0.5920%，組分出至C3(圖6)，氣測(cè)峰基比為2.0；綠灰色熒光火山角礫巖，干照熒光1%；巖屑熱解分析Pg為0.29 mg/g。計(jì)算填充系數(shù)、油豐指數(shù)分別為0.40、0.02 (表5)。圖版解釋落點(diǎn)在含油層、水層、干層區(qū)(圖4中的12號(hào)層)，依據(jù)解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)綜合解釋該層為水層。

對(duì)井段2892.00～2904.00 m壓裂抽汲，日產(chǎn)水22.6 m3/d，試油結(jié)果為水層。綜合解釋結(jié)果與試油結(jié)果相符。

Figure 5.The integrated logging diagram in well B002圖5.B002井錄井綜合圖

Figure 6.The integrated logging diagram in well G020圖6.G020井錄井綜合圖

5.結(jié)論

1)依據(jù)熱解-氣相色譜分析譜圖特征，參考?xì)鉁y(cè)出峰情況綜合判斷是否為降解油藏，再選擇相應(yīng)的解釋方法。

2)根據(jù)降解油藏氣測(cè)重組分不全，巖石熱解輕重比減小的特點(diǎn)，將氣測(cè)、巖石熱解的填充系數(shù)、氣測(cè)顯示厚度、氣測(cè)峰基比、熱解含油總量、熱解輕重比參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)了利用氣測(cè)、巖石熱解資料多參數(shù)融合的解釋評(píng)價(jià)。

3)研究準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中淺層生物降解油藏油氣層錄井顯示特征及資料現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)其區(qū)分油水層的敏感參數(shù)，建立了油豐指數(shù)與填充系數(shù)解釋圖版及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。降解油藏錄井解釋新方法的建立，彌補(bǔ)了現(xiàn)有解釋手段的不足。

References)

[1]宋義民, 李毅逵, 劉淑俠, 等.冀中探區(qū)大柳泉地區(qū)生物降解油氣層綜合解釋評(píng)價(jià)方法[J].錄井工程, 2015,26(3): 46-50.

[2]鄧強(qiáng), 張衛(wèi)平, 桑月浦, 等.渤海灣盆地QHD33區(qū)塊特殊儲(chǔ)集層錄井特征分析[J].錄井工程, 2012, 23(2): 46-48.

[3]付順, 王成善, 田景春, 等.準(zhǔn)噶爾盆地陸梁油氣田原油的生物降解特征及其成藏意義[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 32(3): 252-256.

[4]王振奇, 支東明, 張昌民, 等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車排子地區(qū)新近系沙灣組油源探討[J].中國(guó)科學(xué)(D輯: 地球科學(xué)), 2008, 38(S2): 97-104.

[5]王振奇, 鄭勇, 支東明, 等.車排子地區(qū)石炭系油氣成藏模式[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2010, 32(2): 21-25.

[6]王振奇, 彭平安, 于赤靈, 等.生物降解稠油的成藏及次生變化: 濟(jì)陽(yáng)拗陷鄭家-王莊油田油藏剖面實(shí)例研究[J].科學(xué)通報(bào), 2004, 49(S1): 30-38.

[7]張枝煥, 劉洪軍, 李偉, 等.準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)稠油成因及成藏過(guò)程[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 36(2):18-32.

[8]胡見(jiàn)義, 徐樹寶, 程克明.中國(guó)重質(zhì)油藏的地質(zhì)和地球化學(xué)成因[J].石油學(xué)報(bào), 1989, 10(1): 1-11.

[9]席偉軍, 史翠娥, 王學(xué)忠, 等.車排子地區(qū)春風(fēng)油田稠油成藏模式[J].石油地質(zhì)與工程, 2013, 27(1): 7-11.

[10]陳安定, 劉德良.寒武系烴源古油藏油裂解氣特征及成藏條件[J].海相油氣地質(zhì), 2006, 11(2): 41-46.

[11]竇立榮, 徐樹寶, 祝玉衡, 等.二連盆地重質(zhì)稠油藏成因及地化特征[J].石油學(xué)報(bào), 1995, 16(2): 1-7.

[12]楊衛(wèi)東, 江波, 胡道雄, 等.利用氣測(cè)曲線形態(tài)解釋油氣層方法研究[C]//第二屆中國(guó)石油工業(yè)錄井技術(shù)交流會(huì)論文集編委會(huì).第二屆中國(guó)石油工業(yè)錄井技術(shù)交流會(huì)論文集: 2013年卷.東營(yíng): 中國(guó)石油大學(xué)出版社, 2013:254-261.

[13]隋澤棟, 陳向輝, 周杰, 等.瑪湖油田氣測(cè)和巖石熱解錄井敏感參數(shù)研究及應(yīng)用[J].錄井工程, 2017, 30(1): 12-16,91.

[14]李建成, 李萬(wàn)里, 吳志超, 等.一種適用于準(zhǔn)噶爾盆地 X 油田的新型氣測(cè)解釋方法[J].錄井工程, 2014, 27(3):36-40.

[15]申希平, 丁建生, 李娟生, 等.在SPSS中利用均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差做兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué), 2007, 34(21):4066-4067.

[編輯]帥群

Evaluation and Interpretation of Medium-Shallow Degradation Reservoirs in Hongche Fault Zone on the Northwest Margin of Junggar Basin

Xiaojun Xue, Yuming Ma, Jiancheng Li, Lixia Zhang, Yi Zheng
Karamay Logging Engineering Company of Western Drilling Engineering Co., Ltd., PetroChina, Karamay Xinjiang

2017年5月30日；錄用日期：2017年6月7日；發(fā)布日期：2017年10月15日

薛曉軍(1968-)，男，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事錄井工程技術(shù)管理工作。

文章引用: 薛曉軍, 馬玉明, 李建成, 張莉霞, 鄭毅.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅-車斷裂帶中淺層降解油藏錄井解釋評(píng)價(jià)[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2017, 39(5): 62-71.

10.12677/jogt.2017.395068