巖屑圖像錄井技術(shù)在F2井的應(yīng)用

孫玉華

中石化中原石油工程有限公司錄井公司，河南 濮陽

巖屑圖像錄井技術(shù)在F2井的應(yīng)用

孫玉華

中石化中原石油工程有限公司錄井公司，河南 濮陽

圖像錄井技術(shù)主要用于計算巖屑面含烴(油)面積，亮度系數(shù)、含烴豐度等參數(shù)，評價儲層流體性質(zhì)，繪制巖屑實物圖像柱狀剖面圖。實現(xiàn)了巖屑實物資料的數(shù)字化成圖，圖絡(luò)化應(yīng)用，在巖性識別、判斷層位、發(fā)現(xiàn)顯示、儲層評價、資料共享等方面取得良好的應(yīng)用效果，拓寬了錄井技術(shù)服務(wù)能力。

F2井，巖屑圖像，巖性識別，含油性，解釋評價

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

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Received: Aug.8th, 2017; accepted: Sep.10th, 2017; published: Oct.15th, 2017

AbstractThe image logging technology was mainly used for calculating the parameters such as hydrocarbon (oil)containing area, brightness coefficient and hydrocarbon containing abundance the debris surface, as well as for evaluating the reservoir fluid property and drawing a columnar sectional view of true debris.The technology is used for implementing digitalized plot, network application, good effect is obtained in lithology identification, horizon judgement, display of oil discovery, reservoir evaluation and data sharing, it promotes the capacity of mud logging services.

KeywordsWell F2, Debris Image, Lithology Identification, Oil-bearing Capacity,Interpretation and Evaluation

1.引言

多年來，從隨鉆巖屑中獲得資料多來自于樣品分析，受鉆井條件和單項錄井技術(shù)的局限，很難將巖性和含油性解釋準(zhǔn)確[1]。巖屑圖像錄井技術(shù)以混合巖屑為樣品，不挑樣，連續(xù)圖像化展示巖性和含油性變化，將巖屑圖像資料和其他資料組合成柱狀圖更符合實際地層，對錄井技術(shù)解釋與應(yīng)用具有重要意義[2][3]。

F2井是部署在東濮凹陷西部洼陷帶孟崗集洼陷方里集斷鼻構(gòu)造上的一口評價井。鉆探目的是評價方里集構(gòu)造沙三上亞段5砂組～沙三中亞段2砂組含油氣情況及儲層展布特征；兼探方里集構(gòu)造沙二段含油氣情況及儲層展布特征。實鉆中該井于井深3965.6 m鉆遇長垣斷層，層位由沙三上亞段2砂組進入中生界，主要目的層沙三中亞段2砂組斷失。設(shè)計鉆探的其他目的層也基本斷失。巖屑圖像錄井技術(shù)在沙三上亞段發(fā)現(xiàn)含油顯示31.7 m/19層(見圖1)。其中3951.8～3965.6 m是以灰?guī)r、鮞?；?guī)r做巖石骨架的碎屑巖，且顆粒分選好、磨圓度高，儲層物性較好，巖屑圖像錄井解釋為油層。

2015年9月7日，F(xiàn)2井射孔自噴獲得日產(chǎn)原油24.2 m3、氣4300 m3、水6.6 m3的高產(chǎn)油氣流，原油密度0.835 g/cm3。9月10日，日產(chǎn)油達(dá)到99.1 m3，氣16,000 m3，水123.6 m3，試油結(jié)論證明該構(gòu)造富含油氣。周圍僅有的2口探井所鉆地層均為砂泥巖沉積，儲層為含油粉砂巖或細(xì)砂巖，與該層巖性差異較大，且試油后產(chǎn)能甚微。

該井的成功鉆探，改變了對東濮凹陷方里集構(gòu)造含油特征的認(rèn)識，展示了東濮凹陷西部洼陷帶良好的勘探前景。同時，對灰?guī)r、鮞?；?guī)r做巖石骨架的碎屑巖油氣層錄井解釋積累了寶貴的經(jīng)驗。特別是在巖電矛盾突出、層位確定困難的情況下，巖屑圖像錄井技術(shù)發(fā)揮了獨特作用。

2.巖屑圖像錄井巖性特征

不同類型的巖石被機械破碎后形成細(xì)碎的巖屑顆粒，但不同的巖性產(chǎn)生的巖屑在物理性質(zhì)上存在差異。如巖漿巖巖屑多為棱角狀，不含分選磨圓后的石英晶體顆粒。碎屑巖儲層的巖石骨架一般要經(jīng)歷流水等介質(zhì)的搬運，具有分選和磨圓特征；含油巖屑因含油豐度不同在紫外線下呈現(xiàn)不同的熒光特征和分布面積。應(yīng)用巖屑圖像錄井設(shè)備將細(xì)碎的巖屑放大后采集每包巖屑和熒光巖屑的數(shù)字圖像，記錄物理特征和熒光特征，應(yīng)用巖屑圖像處理軟件計算巖屑中不同成分分布面積、熒光巖屑分布面積，從而量化巖屑和熒光面積，確定巖石種類和含油豐度，達(dá)到量化評價巖性和含油性的目的。

方里集構(gòu)造已鉆至沙三上亞段，上部灰色泥巖與淺灰色粉砂巖呈略等厚互層，頂部見紫色泥巖，砂巖成組發(fā)育；下部灰色、紫色泥巖與淺灰色粉砂巖呈略等厚互層，局部夾灰色白云質(zhì)泥巖、深灰色泥巖和頁巖，砂巖較發(fā)育。F2井在3951.8～3965.6 m段是含油性最好的井段，由于巖屑中看不到石英晶體，可排出石英砂巖。儲層巖石骨架顆粒以灰?guī)r、鮞?；?guī)r、泥晶灰?guī)r為主，可見溶蝕的方解石晶體(見圖2)，后經(jīng)巖石薄片鑒定確認(rèn)巖石骨架為鮞?；?guī)r(見圖3)。從巖屑圖像上看，巖石骨架顆粒較粗，分選性較好、磨圓度較高(見圖2)，屬于灰?guī)r、鮞?；?guī)r做骨架的巖屑砂巖儲層。灰?guī)r被鉆頭破碎后一般呈棱角狀、片狀，不具有分選和磨圓特征，與該段巖性巖屑特征不符。石英細(xì)砂巖巖屑圖像中可見明顯石英晶體，具有分選和磨圓特征(見圖4)。

Figure 2.The feature of debris image圖2.巖屑圖像特征

Figure 3.The feature of debris slice圖3.巖屑薄片特征

Figure 4.The picture of fine quartz sandstone圖4.石英細(xì)砂巖

3.巖屑圖像錄井含油性特征

碎屑巖儲層巖屑中熒光面積與儲層含油豐度成正比，也就是巖屑熒光面積越大，其含油性越好。同時，符合巖屑中巖石骨架顆粒分選、磨圓性越好，其儲層物性就越好的規(guī)律。因此，將巖屑圖像錄井技術(shù)參數(shù)與上述觀點結(jié)合，可以量化評價每包巖屑的含油性。

巖屑中含有的烴類物質(zhì)主要由 C6族的芳香烴在紫外線下激發(fā)熒光，常溫下 C6族烷烴正處于氣態(tài)烴與液態(tài)烴的界限處，也就是 C6族之前的烷烴為氣態(tài)烴，之后為液態(tài)烴。因此輕質(zhì)原油 C6族芳香烴含量高，熒光亮度大，而重質(zhì)原油C6族芳香烴含量低，熒光亮度小(見圖5)。

Figure 5.The relationship between the fluorescence and crude oil圖5.熒光與原油密度的關(guān)系

F2井巖屑熒光顏色呈黃綠色，以斑狀、片狀為主(見圖6)。熒光面積最大15.56%，最小1.56%，平均9.52%；熒光亮度系數(shù)最大120.38，最小105.00，平均112.63；含烴體積分?jǐn)?shù)最大61.52%，最小28.68%，平均52.11% (見圖1)。按照巖屑錄井規(guī)范含油面積在5%～40%范圍應(yīng)定“油斑”級別。

Figure 6.The feature of debris fluorescence圖6.巖屑熒光特征

圖6與圖5對比可見，F(xiàn)2井熒光顏色與圖5中密度0.82 g/cm3的巖屑熒光顏色接近，F(xiàn)2井試油的原油密度為0.835 g/cm3，熒光顏色對比符合性較好。

4.對比巖屑巖性特征，卡準(zhǔn)完鉆層位

巖屑圖像錄井技術(shù)以空氣鉆井、復(fù)合鉆井和其他鉆井條件下的細(xì)小巖屑為處理對象，應(yīng)用巖屑圖像錄井設(shè)備和軟件，獲取每包巖屑中不同成分平面分布面積，含油巖屑中熒光巖屑的平面分布面積、熒光亮度、含烴系數(shù)、含烴豐度等儲層評價參數(shù)，將參數(shù)與巖屑剖面、巖屑圖像、氣測、測井等資料結(jié)合，繪制成巖屑圖像錄井綜合圖。實現(xiàn)了巖屑和含油性的量化評價，也實現(xiàn)了巖屑圖像、巖屑熒光圖像、錄井綜合圖和解釋資料的數(shù)字化和共享，大幅度提升了巖屑資料的使用效率和準(zhǔn)確性，盤活了庫存巖屑，為地質(zhì)研究提供了詳實的巖屑資料。同時應(yīng)用巖屑圖像資料在隨鉆識別巖性、判斷層位方面效果較好。

F2井鉆進至井深3966 m，巖屑圖像錄井顯示，巖屑中出現(xiàn)淺棕色長石石英細(xì)砂巖，可能鉆過長垣斷層進入中生界。根據(jù)東濮凹陷中生界分布范圍廣、地層巖性穩(wěn)定的特點，將F2井與2014年完井的V450井中生界巖屑圖像進行對比。盡管2口井距離120 km，但巖屑圖像展示的淺棕色長石石英細(xì)砂巖特征一致，準(zhǔn)確確定完鉆層位(見圖7)。在其他解釋技術(shù)難以準(zhǔn)確說明層位的情況下，巖屑圖像錄井技術(shù)明確了完鉆層位。

Figure 7.The lithological contrast of Mesozoic圖7.中生界巖性對比

5.巖屑圖像錄井解釋評價儲層

測井資料顯示，F(xiàn)2井3951.8～3965.6 m真電阻率1.4～4.7 Ω?m，孔隙度5.8%～11.0%，其上部沙三上亞段水層真電阻率最低為4.6 Ω?m，因此測井初次解釋為水層。由于鄰井PS8井對應(yīng)層位試油以產(chǎn)水為主，因此完井討論中傾向于裸眼完井。該井段巖屑圖像錄井熒光面積最大15.56%，含烴體積分?jǐn)?shù)最大61.52%，巖屑含油性非常好。因此，強烈建議下油層套管完井。經(jīng)過井壁取心證實，巖屑圖像錄井資料準(zhǔn)確。

在井深3968 m井壁取心，巖屑熒光顏色呈黃綠色，不均勻狀分布(見圖8)。熒光面積最大65.4%，熒光亮度系數(shù)最大122.18，含烴體積分?jǐn)?shù)最大78.68%，為輕質(zhì)油層特征。

Figure 8.The debris image of borehole coring at 3968 m圖8.3968 m井壁取心巖屑圖像資料

應(yīng)用巖屑圖像錄井資料解釋評價F2井巖性和儲層含油性，特別是在巖電矛盾突出、儲層電阻率很低的情況下，巖屑圖像錄井資料直觀地展示了儲層良好的含油性和巖石特征，解釋了儲層巖電矛盾。

錄井技術(shù)最主要的2個技術(shù)應(yīng)用載體是巖屑和鉆井液。綜合錄井的色譜儀獲得了鉆井液中的氣態(tài)烴資料，是進行含氣層解釋的主要依據(jù)；巖屑圖像有效地獲取巖屑中的熒光面積、含烴體積分?jǐn)?shù)等評價參數(shù)，評價儲層流體性質(zhì)。將全烴體積分?jǐn)?shù)與含烴豐度繪制成解釋圖版，定量評價儲層(見圖9)。

Figure 9.The chart board of total hydrocarbon-hydrocarbon-bearing abundance interpretation圖9.全烴體積分?jǐn)?shù)-含烴豐度解釋圖版

6.結(jié)語

巖屑中富含地質(zhì)信息，是地層破碎成巖屑后最直觀的反映，應(yīng)用巖屑圖像錄井技術(shù)獲取巖屑中成巖礦物和巖屑特征、分選磨圓特征、含有性特征等地質(zhì)信息，尤為重要的是與測井、氣測資料結(jié)合，建立巖屑實物圖像地層柱狀剖面，展示地層巖性組合和含油儲層組合特征，解釋地層巖電矛盾，為認(rèn)識評價此層提供詳實資料。同時提高了巖屑現(xiàn)場描述巖性和含油性的準(zhǔn)確性。在不同區(qū)塊、不同巖性組合地區(qū)使用巖屑圖像錄井技術(shù)，能更好地展示巖屑特征、含油性特征和儲層變化特征。巖屑圖像錄井技術(shù)已經(jīng)形成了從巖屑樣品制備到綜合評價解釋的系統(tǒng)錄井技術(shù)，建議在油氣水復(fù)雜區(qū)塊、巖性組合復(fù)雜地區(qū)應(yīng)用該技術(shù)，提高巖性和儲層含油解釋評價資料。將巖屑圖像與地質(zhì)研究相結(jié)合，能提高儲層評價和技術(shù)應(yīng)用的效果。

References)

[1]張曉玉, 吳長金.巖屑圖像錄井技術(shù)在海拉爾盆地的應(yīng)用[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督, 2014, 30(10): 41-44.

[2]閻治全, 張丙生, 錢文博, 等.巖屑數(shù)字圖像采集分析技術(shù)應(yīng)用研究[J].錄井工程, 2012, 23(4): 58-61.

[3]李金鎖.巖屑實物錄井成果網(wǎng)上應(yīng)用研究[J].錄井工程, 2017, 28(1): 70-73.

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The Application of Rock Debris Image Logging in Well F2

Yuhua Sun
Logging Company of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co.Ltd., Puyang Henan

2017年8月8日；錄用日期：2017年9月10日；發(fā)布日期：2017年10月15日

孫玉華(1972-)，男，高級工程師，主要從事錄井技術(shù)研發(fā)推廣工作。

文章引用: 孫玉華.巖屑圖像錄井技術(shù)在F2井的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報, 2017, 39(5): 124-131.

10.12677/jogt.2017.395074