氣測錄井資料在南海西部油田隨鉆測井解釋中的應(yīng)用

夏竹君，張賀舉，高弘毅，程寶慶，楊 堅

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司，廣東 湛江

氣測錄井資料在南海西部油田隨鉆測井解釋中的應(yīng)用

夏竹君，張賀舉，高弘毅，程寶慶，楊 堅

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司，廣東 湛江

南海西部海域隨著勘探實踐的不斷深入，常規(guī)隨鉆測井解釋方法在儲層評價方面遇到了諸多困難。氣測錄井是在隨鉆中實時錄取的反映地下儲層含油氣性的直接資料，南海西部油田識別油氣層較實用的方法主要有皮克斯勒解釋法、輕烴比值法、三角形圖版法、輕/重烴值法等。對比分析氣測資料和測井資料的特點，研究出氣測、測井綜合解釋圖版法，主要包括總烴體積分數(shù) ? 烴平衡(φ(TG) ?BH)、總烴體積分數(shù) ? C1/C2+的體積分數(shù)比(φ(TG) ?φ(C1)/φ(C2+))、總烴體積分數(shù) ? 烴濕度(φ(TG) ?WH)、烴濕度 ?電阻率(WH?ρt)、總烴體積分數(shù) ? 補償中子孔隙度(φ(TG) ?φnc)、聲波時差/(密度 × 補償中子孔隙度)? (C1+ C2)的體積分數(shù)之和(Δt/(ρ×φnc) ? (φ(C1) +φ(C2)))等交會圖版，以及氣測總烴與測井電阻率優(yōu)化后連續(xù)交會法等，在南海西部探井、評價井以及開發(fā)井的測井儲層評價中得到了廣泛應(yīng)用。

氣測錄井，隨鉆測井，測井解釋，三角形圖版，綜合解釋，儲層評價

AbstractWith the continuous deepening of exploration in the west area of South China Sea, conventional LWD interpretation encountered many challenges in reservoir evaluation. Mud gas log collected the direct data reflecting oil and gas bearing property of the reservoir while drilling. Practical methods identifying oil and gas layer in this area included Plixer interpretation method, light hydrocarbon ratio method, triangle plot method and light/heavy hydrocarbon ratio method. Composite gas logging and log interpretation plots are worked out by comparing the characteristics of gas logging and well log data. These plots includeφ(TG) ?BH,φ(TG) ?φ(C1)/φ(C2+),φ(TG) ?WH,WH?ρt,φ(TG) ?φnc, Δt/(ρ×φnc) ? (φ(C1) +φ(C2)). These methods have been widely used in well log reservoir prediction in exploration well, appraisal well and production well in the western area of South China Sea.

KeywordsGas Log, LWD, Log Interpretation, Triangle Plot, Comprehensive Interpretation,Reservoir Evaluation

1. 引言

隨著南海西部海域勘探實踐的不斷深入，尋找優(yōu)質(zhì)儲層的油氣藏難度加大，為了進一步解決儲量和產(chǎn)量問題，勘探領(lǐng)域逐漸往深層、復(fù)雜儲層拓展，勘探開發(fā)的目標區(qū)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)移至由巖性因素起主導作用的低滲透砂巖油氣藏。由于低滲透砂巖油氣藏形成的地質(zhì)條件和分布規(guī)律具有復(fù)雜性和隱蔽性兩個顯著特點，單方面從測井或錄井識別儲層油氣層類型得不到根本解決。

南海西部油田的勘探一直將氣測錄井作為探井必測項目，在近30年的勘探中發(fā)揮了巨大作用。但由于海上勘探鉆井成本較高，如何在勘探信息較少的情況下更好地利用氣測錄井挖掘更多信息是關(guān)鍵。國內(nèi)不少油田提出了將測井、錄井資料相結(jié)合進行綜合解釋的方法，取得了較好效果[1][2][3][4][5]。南海西部油田一直在研究測井、錄井資料的綜合解釋方法，也取得了一些成果，在測井解釋、隨鉆跟蹤分析中發(fā)揮了很大作用。

2. 氣測錄井技術(shù)

2.1. 氣測錄井原理

氣測錄井技術(shù)是指運用色譜分析儀對地層破碎后經(jīng)鉆井液攜帶至地面的氣體的組成成分和含量進行測量分析，從而發(fā)現(xiàn)油、氣、水顯示并初步判斷地層流體的性質(zhì)。氣測錄井資料是隨鉆實時進行的，具有及時性，是地下地層含油氣性最直接、最客觀的反映，是發(fā)現(xiàn)油氣水層的重要手段。

在南海西部油田，氣測錄井的參數(shù)主要有鉆時、全烴體積分數(shù)(φ(TG))、各烴組分體積分數(shù)(φ(C1)、φ(C2)、φ(C3)、φ(iC4)、φ(nC4)、φ(iC5)、φ(nC5))、CO2體積分數(shù)及其他非烴，記錄的采樣間隔為 1 m。

2.2. 油氣水層特征

在南海西部油田，氣測錄井資料在油氣水層的主要特征為：

1) 油層全烴曲線升高幅度大，錐形峰，峰形飽滿，變化速度快，組分出峰齊全，重烴含量高。

2) 氣層烴組分種類不齊全或部分組分含量極低，各組分曲線變化趨勢較為一致，呈現(xiàn)飽滿型；全烴曲線升高幅度大，峰形飽滿，變化速度快，組分出峰不全，重烴含量低。烴類氣組分含量中以甲烷氣為主，總烴含量和甲烷含量始終較為接近，變化趨勢較為一致。

3) 油水同層相對油層而言，全烴峰值相對低，峰形較飽滿，全烴峰帶拖尾。

4) 水層全烴曲線升高幅度小甚至沒有，峰形寬，有的呈不規(guī)則的鋸齒狀，變化速度緩慢，具有明顯的拖尾現(xiàn)象。烴比值小，無重烴組分，鉆時小。

2.3. 油氣層識別常用方法

在南海西部油田應(yīng)用氣測資料識別油氣層的常用方法有：

1) 皮克斯勒解釋法。不同類型流體具有不同的φ(C1)/φ(C2)、φ(C1)/φ(C3)、φ(C1)/φ(C4)、φ(C1)/φ(C5)，根據(jù)上述4項比值的特征，可反推地層孔隙流體類型及性質(zhì)。

2) 輕烴比值法。輕烴比值法是在皮克斯勒烴解釋法的基礎(chǔ)上，通過測定大量的皮克斯勒解釋法所用的烴比值和其他變量后確定出來的，該方法引用了烴濕度WH，烴平衡BH和烴特征CH共3個參數(shù)。

3) 烴組分三角形圖版法。烴組分三角形圖版法是法國 Geoservices公司提出的[6]，該方法是用減去背景值后的φ(C1)、φ(C2)、φ(C3)、φ(C4)和φ(CT)(φ(CT) =φ(C1) +φ(C2) +φ(C3) +φ(C4))計算出φ(C2)/φ(CT)、φ(C3)/φ(CT)、φ(C4)/φ(CT)等 3個比值，再以這3個值為極點做三角圖(圖1)。

Figure 1. The triangle plot gas logging composition of Well A in the study area圖1. 研究區(qū)A井氣測組分三角形圖版

解釋的原則是根據(jù)三角形頂點的指向、三角形的大小和M點在圖中的位置來判斷儲層中流體的性質(zhì)及有無產(chǎn)能，M點落在圖版中的價值區(qū)內(nèi)認為油層有生產(chǎn)能力，否則認為無產(chǎn)能。

解釋時，根據(jù)三角形頂尖的指向和M點在解釋圖版中的位置來判斷層內(nèi)流體的性質(zhì)：如果三角形頂點朝上，是正三角形，該層為氣層；若頂點朝下，是倒三角形，則該層為油層。

輸入研究點氣測組分值，可繪制出三角形圖，判斷方法是：正三角形為氣層，三角形越大，甲烷含量越高，即越干，三角形越小，氣越濕，偏輕質(zhì)油；倒三角形為油層，倒三角形越大，油越稠，倒三角形越小，油越輕，偏輕質(zhì)油。

4) 輕/重烴值法。輕/重烴值法是用輕烴與重烴的比值來確定儲層內(nèi)流體的性質(zhì)，即用φ(C1)/φ(C2+)來判斷流體性質(zhì)，其中φ(C2+) =φ(C2) +φ(C3) +φ(iC4) +φ(nC4) +φ(iC5) +φ(nC5)。在南海西部油田，根據(jù)輕/重烴值法判斷油氣的標準不統(tǒng)一，與油源、構(gòu)造等都有關(guān)系，不同區(qū)域其標準不一樣。

3. 氣測、測井綜合解釋新方法

3.1. 氣測、測井綜合解釋圖版法

在南海西部油田，收集不同盆地不同油藏的現(xiàn)有探井、評價井、開發(fā)井的井史資料，在了解各類儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征、物性特征、流體分布特征的基礎(chǔ)上，對不同流體性質(zhì)儲層氣測錄井、測井響應(yīng)特征進行分析，根據(jù)化驗分析數(shù)據(jù)及測試層位相關(guān)數(shù)據(jù)，對各類儲層、各類流體識別方法進行研究，總結(jié)出了中子、聲波、密度、電阻率測井及氣測資料在油層、氣層、水層上的特點，建立了測井、錄井綜合解釋圖版，主要包括總烴體積分數(shù) ? 電阻率(φ(TG) ?ρt)、烴濕度 ? 電阻率(WH?ρt)、總烴體積分數(shù) ? 烴濕度(φ(TG) ?WH)、總烴體積分數(shù) ? 補償中子孔隙度(φ(TG) ?φnc)、總烴體積分數(shù) ? 聲波時差/(密度 × 補償中子孔隙度)(φ(TG) ? Δt/(ρ×φnc))、聲波時差/(密度 × 補償中子孔隙度) ? (φ(C1) +φ(C2)) (Δt/(ρ×φnc) ?φ(C1) +φ(C2))等6個交會圖版(圖2)，并研發(fā)出了油氣層快速識別系統(tǒng)分析軟件，建立了南海西部海域油氣層的快速識別，該方法在隨鉆測井解釋中得到了廣泛應(yīng)用，大大提高了解釋符合率和時效。

Figure 2. The comprehensive interpretation plot of gas logging and well logging in Reservoir B in the study area圖2. 研究區(qū)B油藏的氣測、測井綜合解釋圖版

3.2. 氣測總烴與測井電阻率優(yōu)化后連續(xù)交會法

一般情況下，氣測總烴曲線幅度上升是儲層含油氣的響應(yīng)特征，同樣測井電阻率曲線增大也是儲層含油氣的響應(yīng)特征。將上述2條曲線進行優(yōu)化處理后，再按一定的橫向比例在同一道中進行交會，根據(jù)交會的包絡(luò)面積大小可以評價儲層含油氣情況。如圖3所示，φ(TG)o為優(yōu)化后的總烴體積分數(shù)(無量綱)，ρlld,o為優(yōu)化后的深側(cè)向電阻率(無量綱)，上述2條曲線交會時的特點是：在油層，φ(TG)o與ρlld,o交會的面積大且非常飽滿；在差油層，交會面積相對于油層來說要小很多，且不飽滿；在干層，交會面積很小甚至沒有；在水層，交會面積很小甚至不交會。

Figure 3. The continuous cross plot of total hydrocarbon and optimized logging resistivity of gas logging in Well C of the study area圖3. 研究區(qū)C井氣測總烴與測井電阻率優(yōu)化后連續(xù)交會圖

4. 應(yīng)用情況分析

4.1. 精確評價儲層流體性質(zhì),確定油藏類型

D井是南海西部油田2017年3月完鉆的一口預(yù)探井，構(gòu)造位置是烏石凹陷東區(qū)反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶大型鼻狀構(gòu)造傾末端，鉆探目的是落實烏石22-8構(gòu)造L2段含油氣性，尋找優(yōu)質(zhì)規(guī)模儲量。如圖4所示，該儲層L2段VI砂組(3434～3456 m)巖性以細砂巖、泥巖為主，隨鉆測井資料上顯示有2套好的儲層，qAPI較低(63.5 API)，φnc中等(17%～18%)，電阻率較高(12.5～35.5 Ω?m)，氣測曲線上升幅度較大，組分較全，總體顯示為較好的油氣層。測井解釋的難點是根據(jù)上述常規(guī)測井曲線很難準確評價儲層的流體性質(zhì)，即很難確定油藏類型。

為了解決該難題，按照上述方法，制作氣測、測井綜合解釋圖版，即優(yōu)選隨鉆測井曲線繪制交會圖，主要包括總烴體積分數(shù) ? 烴平衡(φ(TG) ?BH)、總烴體積分數(shù) ? C1/C2+的體積分數(shù)比(φ(TG) ?φ(C1)/φ(C2+))、總烴體積分數(shù) ? 烴濕度(φ(TG) ?WH)、烴濕度 ? 電阻率(WH?ρt)、總烴體積分數(shù) ? 補償中子孔隙度(φ(TG) ?φnc)、聲波時差/(密度 × 補償中子孔隙度) ? (C1+ C2)的體積分數(shù)之和(Δt/(ρ×φnc) ?(φ(C1) +φ(C2)))等6個交會圖版。從圖5(對應(yīng)深度點為3437.75 m)中可以看出，有1個交會圖指示為油層，有5個交會圖指示為氣層。

通過在3437.58 m測壓點分析MDT (modular dynamics formation，是斯倫貝謝公司的電纜地層測試器)泵抽取樣，得到流體樣品為氣1.765 ft3，油40 cm3，不含水；樣品流體密度為0.413 g/cm3，(最輕的揮發(fā)油一般也在 0.5 g/cm3以上)，黏度為 0.17 mPa·s，氣油比為 3000 m3/m3；樣品氣體組分分析：φ(C1)為75.532%，φ(C2)為11.604%，φ(C3)為5.027%，φ(CO2)為4.36%。綜合分析該層流體性質(zhì)為凝析氣藏。

Figure 4. The continuous cross plot of total hydrocarbon and optimized logging resistivity of gas logging in Well D of the study area圖4. 研究區(qū)D井氣測總烴與測井電阻率優(yōu)化后連續(xù)交會圖

Figure 5. The fluid property identified by cross plot method at 3437.75 m in Well D圖5. 研究區(qū)D井3437.75 m交會圖法識別流體性質(zhì)

4.2. 精確評價氣水界面,落實油藏控制儲量

E井是南海西部油田2016年12月完鉆的一口評價井，構(gòu)造位于瓊東南盆地樂東凹陷東北部，鉆探目的落實HL段Ⅲ砂組的控制儲量。如圖6所示，該儲層HL段Ⅲ砂組(3903～3934 m)巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，qAPI較高且變化大(67～90 API)，φnc較低(10%～18%)，電阻率曲線上高下低，但中部電阻度幅度不高，氣測曲線上升幅度較大，組分較全，拖尾較長，總體顯示上部含氣下部含水。測井解釋的難點是根據(jù)上述常規(guī)測井曲線很難準確評價氣水界面。

將電阻率曲線和總烴曲線進行優(yōu)化后再按上述方法交會，在3904～3919.5 m井段交會面積大，為氣層；在3919.5～3923.0 m井段交會面積小，為氣水同層；在3923.0～3934.0 m井段不交會，為水層，氣水界面在3928.5 m。該方法清晰地指示了氣水界面。

在3911.1 m進行RCI (電纜地層測試器)取樣分析，結(jié)果為流體樣品含氣7.3 ft3，不含油，不含水，取樣結(jié)果與綜合解釋結(jié)果符合。

4.3. 精確評價油水界面,識別低阻油層

F井是南海西部油田2014年6月完鉆的一口開發(fā)井，構(gòu)造位于南海北部大陸架珠江口盆地西部珠三坳陷瓊海低凸起東部，鉆探目的是完善南塊ZJ1-4M砂組注采井網(wǎng)及落實可采儲量。如圖7所示，該儲層 ZJ1-4M 砂組(1525～1548 m)巖性以泥質(zhì)粉砂巖為主，含少量鈣質(zhì)，qAPI較高(103～125 API)，φnc較低(18%～24%)，油層電阻率低(1.1～1.5 Ω?m)，受鈣質(zhì)影響局部偏高，水層電阻率一般為0.9～1.0 Ω?m，電阻率在水層和油層上差異不明顯；氣測曲線上升幅度明顯，組分較全，拖尾較長，總體顯示上部含油下部含水。測井解釋的難點是根據(jù)上述常規(guī)測井曲線很難準確評價油層和水層以及油水界面。

將電阻率曲線和總烴曲線進行優(yōu)化后再按上述方法交會，在1531～1541 m井段交會面積大，為油層；中間局部不交會的是鈣質(zhì)夾層；在1542～1556 m井段不交會，為水層；油水界面在1541.0 m。該方法清晰地指示了油水界面，識別了低阻油層。

Figure 6. The identification of gas-water contact by using cross plot method in Well E圖6. 研究區(qū)E井交會圖法識別氣水界面

Figure 7. The low resistivity oil layer identified by cross plot method in Well F圖7. 研究區(qū)F井交會圖法識別低阻油層

5. 結(jié)語

受南海西部油田高效勘探開發(fā)的影響，測井解釋專家對氣測錄井等資料進行深入研究，在測井解釋時結(jié)合氣測錄井資料綜合分析，研究出了測、錄井綜合交會圖版法及氣測總烴與測井電阻率優(yōu)化后連續(xù)性交會法，在研究區(qū)進行儲集評價時取得了較好效果，特別是各項資料的響應(yīng)特征出現(xiàn)一定的差異時，該方法可以彌補單項資料的不足，不再糾結(jié)“以何種資料為主、何種資料為輔”的問題，規(guī)避了儲層評價的矛盾性，提高了儲集層評價結(jié)果的可靠性，降低了勘探開發(fā)的成本。

目前，該種測井、錄井資料綜合解釋方法還停留在定性解釋階段，在今后的工作中還需要不斷總結(jié)和研究，相信隨著勘探開發(fā)程度的不斷深入，各種新的測井、錄井技術(shù)的應(yīng)用，該種跨專業(yè)之間的綜合解釋必將進入半定量解釋、定量解釋階段，儲集層的評價技術(shù)將會取得更大進步。

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[編輯]龔丹

Application of Mud Gas Logging Data in LWD Interpretation in Western Area of South China Sea

Zhujun Xia, Heju Zhang, Hongyi Gao, Baoqing Cheng, Jian Yang
Zhanjiang Branch of Engineering Company of CNOOC Energy Technology & Services Limited,Zhanjiang Guangdong

夏竹君(1974-)，女，高級工程師，現(xiàn)主要從事測井解釋研究工作。

2017年4月14日；錄用日期：2017年7月20日；發(fā)布日期：2017年8月15日

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: Apr. 14th, 2017; accepted: Jul. 20th, 2017; published: Aug. 15th, 2017

文章引用: 夏竹君, 張賀舉, 高弘毅, 程寶慶, 楊堅. 氣測錄井資料在南海西部油田隨鉆測井解釋中的應(yīng)用[J]. 石油天然氣學報, 2017, 39(4): 29-37.

10.12677/jogt.2017.394034