大慶油田致密油儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法研究

馬德華

（大慶地質(zhì)錄井一公司資料解釋評(píng)價(jià)中心，黑龍江 大慶 163411）

致密油資源的勘探開(kāi)發(fā)是大慶油田“十二五”規(guī)劃目標(biāo)之一，致密油水平井已成為大慶油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要手段[1]。致密油氣儲(chǔ)層與常規(guī)油氣儲(chǔ)層相比具有物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、雙孔介質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育、儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算難的特點(diǎn)，主要有2種儲(chǔ)集類型，一種是烴源巖內(nèi)部的碎屑巖夾層，第二種是緊鄰烴源巖、分布在烴源巖上下的致密儲(chǔ)層[2]。致密油開(kāi)發(fā)目前多數(shù)采用長(zhǎng)水平段水平井鉆井+大型體積壓裂技術(shù)，同時(shí)為了保持水平段井眼穩(wěn)定，通常使用油基鉆井液體系，導(dǎo)致地化色譜分析受污染影響嚴(yán)重，同時(shí)巖屑巖性判斷準(zhǔn)確性降低，巖屑中含油砂巖準(zhǔn)確含量及歸位受到影響，巖性與測(cè)井電性符合性差，巖性與對(duì)應(yīng)目標(biāo)層的對(duì)應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)確建立難。本文圍繞上述難題，對(duì)現(xiàn)有的分析方法進(jìn)行完善，并采用巖屑圖像采集技術(shù)、巖屑伽馬技術(shù)、X射線衍射技術(shù)等新工藝新技術(shù)，開(kāi)展了巖性、物性、含油性、烴源巖特性、脆性等五性關(guān)系的評(píng)價(jià)，建立適應(yīng)非常規(guī)油氣層的錄井綜合評(píng)價(jià)方法，在大慶油田32口致密油水平井解釋中應(yīng)用，效果較好，為尋找“甜點(diǎn)”段提供了準(zhǔn)確的地質(zhì)依據(jù)。

1 致密油儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法

致密油儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重點(diǎn)不是儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，而是通過(guò)開(kāi)展優(yōu)質(zhì)烴源巖和儲(chǔ)集層中發(fā)育段的地質(zhì)評(píng)價(jià)，尋找二者的交集——“甜點(diǎn)”。致密油錄井評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)解決巖性、物性、含油性、烴源巖特性、脆性這五性關(guān)系的評(píng)價(jià)，應(yīng)用巖屑圖像、巖石熱解、定量熒光、氣測(cè)、X射線元素分析技術(shù)等求取儲(chǔ)層巖性、物性、含油氣性參數(shù)，進(jìn)行儲(chǔ)層品質(zhì)、工程品質(zhì)評(píng)價(jià)，建立了巖性、物性、含油性及脆性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。形成錄井致密油評(píng)價(jià)成果的“鐵柱子”，為油氣甜點(diǎn)評(píng)價(jià)這個(gè)終極目標(biāo)發(fā)揮重要作用。

1.1 巖性識(shí)別

1.1.1 巖性定名

常規(guī)巖性定名方法主要采取巖屑干濕樣對(duì)比進(jìn)行觀察描述，首先將巖屑大段擺開(kāi)，觀察顏色成份變化情況，宏觀分層；其次細(xì)挑有代表性巖屑顆粒，利用放大鏡和顯微鏡，重點(diǎn)識(shí)別特征的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和顯晶礦物，如石英、各類長(zhǎng)石和暗色礦物；最后和現(xiàn)場(chǎng)配備的標(biāo)準(zhǔn)巖屑樣進(jìn)行關(guān)鍵信息比對(duì)。并利用巖屑圖像采集技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)是巖屑在白光和熒光的照射下，將巖屑放大60～200倍，采集巖屑發(fā)光物質(zhì)，獲取白光、熒光2種方式的圖象，對(duì)熒光顏色及百分含量等進(jìn)行自動(dòng)分析。根據(jù)熒光面積的變化，判斷巖屑含油產(chǎn)狀，同時(shí)利用巖屑薄片分析技術(shù)和X射線元素分析技術(shù)，輔助判斷巖性。

1.1.2 巖性歸位

目前致密油水平井目的層均為含油砂巖層，在入層時(shí)氣測(cè)值變高，表現(xiàn)為“驟升”（圖1），巖性從泥巖變?yōu)楹蜕皫r；出層時(shí)巖性從含油砂巖變?yōu)槟鄮r，氣測(cè)值下降，表現(xiàn)為“緩降”（圖2）；通過(guò)對(duì)32口水平井水平段出層和入層情況氣測(cè)與巖性變化的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其變化與隨鉆的上下伽馬的變化一致，說(shuō)明鉆進(jìn)軌跡顯示出層或入層時(shí)，氣測(cè)和巖屑巖性會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)變化，所以用氣測(cè)資料、巖性結(jié)合上下伽馬進(jìn)行巖電歸位的方法是可行的。歸位的方法就是：利用著陸、水平段出、入層時(shí)，氣測(cè)顯示與上下伽馬的變化相對(duì)應(yīng)，調(diào)整后的氣測(cè)曲線作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)全井巖屑上提下放，進(jìn)行準(zhǔn)確歸位。

1.1.3 巖性界面層段識(shí)別

鉆頭在鉆至油層內(nèi)水平段時(shí),鉆時(shí)相對(duì)較低,通常5～10min/m,且曲線形態(tài)平穩(wěn)。當(dāng)鉆頭在油層頂、底部界面運(yùn)行時(shí)，特別是存在頂、底鈣的層，由于鉆頭受力不均,鉆時(shí)明顯增加,通常15～30min/m，并呈現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng) ；同時(shí)氣測(cè)值也明顯小于油層內(nèi)水平段氣測(cè)值。因此,在鉆井參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定的條件下,可根據(jù)鉆時(shí)的變化進(jìn)行界面層段識(shí)別（圖3）。

圖1 葡平3井入層綜合圖

圖2 敖平1井出層綜合圖

1.2 含油性

圖3 齊平1井在層頂界面運(yùn)行時(shí)鉆時(shí)變化圖

1.2.1 含油產(chǎn)狀的確定

現(xiàn)場(chǎng)巖芯錄井其含油級(jí)別的劃分及描述，通常采用面積法，通過(guò)對(duì)含油砂巖面積占砂巖總面積百分比的肉眼評(píng)估，采用的是部頒標(biāo)準(zhǔn)（表1）描述為飽含油、富含油、油浸、油斑或油跡。

1.2.2 含油性的確定

（1）應(yīng)用巖石熱解分析參數(shù)ST或S2值對(duì)儲(chǔ)層含油性進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于水基鉆井液可應(yīng)用ST及S1、S2對(duì)含油性進(jìn)行評(píng)價(jià)，基于水平井巖屑研磨和上返的復(fù)雜性，且水平段較長(zhǎng)，鉆井液對(duì)S1值影響較大，使該項(xiàng)參數(shù)失真，但對(duì)S2值影響不大，在解釋過(guò)程中可應(yīng)用S2對(duì)儲(chǔ)層含油性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 含油產(chǎn)狀確定標(biāo)準(zhǔn)

（2）應(yīng)用二維定量熒光技術(shù)分析參數(shù)對(duì)儲(chǔ)層含油性及原油性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，該項(xiàng)技術(shù)利用紫外光通過(guò)濾波系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為254nm的單色光照射原油溶液樣品，采集熒光強(qiáng)度形成譜圖，計(jì)算積分面積，得到含油濃度、系列級(jí)別、油性指數(shù)等參數(shù)（表2），利用這些參數(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 二維定量熒光油性指數(shù)判別標(biāo)準(zhǔn)

1.3 物性

利用巖屑伽馬建立量化的砂質(zhì)含量?jī)?chǔ)層物性判別標(biāo)準(zhǔn)；利用X射線衍射分析技術(shù)對(duì)60塊巖芯樣品進(jìn)行分析，同時(shí)進(jìn)行巖芯分析（孔隙度），通過(guò)礦物與孔隙度相關(guān)性分析，確定粘土及長(zhǎng)石作為物性評(píng)價(jià)參數(shù)（表3）。

表3 致密油不同類別儲(chǔ)層物性特征評(píng)價(jià)參數(shù)表

①石英含量與巖石孔隙度相關(guān)性差（骨架、填隙物都有）；②長(zhǎng)石含量與巖石孔隙度正相關(guān)，隨長(zhǎng)石的含量增加而增加（骨架，但其不穩(wěn)定易高嶺土化，填隙物里含量少）；③粘土含量與巖石孔隙度負(fù)相關(guān)，隨粘土的含量增加而減少（骨架里無(wú)）。

1.4 烴源巖特性

利用巖石熱解殘?zhí)挤治霁@得S0、S1、S2、S4、Tmax等參數(shù)，結(jié)合計(jì)算的相應(yīng)特征參數(shù)及判別圖板判別有機(jī)質(zhì)豐度、類型、成熟度，計(jì)算源儲(chǔ)距離，分析深度剖面上源儲(chǔ)配置關(guān)系[3]。

1.5 脆性

利用X射線衍射分析技術(shù)，對(duì)樣品中的礦物含量進(jìn)行定量分析，采用礦物分析法計(jì)算巖石脆性指數(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)7口井92個(gè)層脆性指數(shù)，建立了初步的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

儲(chǔ)層脆性礦物成分法公式：

式中：BI——脆性指數(shù)，無(wú)量綱；

Vqa、Vca、Vdo和Vcl——石英、方解石、白云石和粘土的含量。

2 致密油儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法的建立

2.1 致密油儲(chǔ)層錄井評(píng)價(jià)方法

烴源巖品質(zhì)、儲(chǔ)層品質(zhì)及工程品質(zhì)是致密油儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的核心問(wèn)題，因此評(píng)價(jià)重點(diǎn)體現(xiàn)在“七性關(guān)系”評(píng)價(jià)上，即巖性、物性、含油性、電性、烴源巖特性、脆性和地應(yīng)力各向異性7個(gè)方面，而錄井評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)解決巖性、物性、含油性、烴源巖特性、脆性這五性關(guān)系的評(píng)價(jià)。大慶油田致密油勘探開(kāi)發(fā)主要集中于大慶長(zhǎng)垣、齊家凹陷、古龍凹陷、龍虎泡階地，主要目的層為高臺(tái)子油層及扶余油層[4]。根據(jù)致密油儲(chǔ)層孔隙度分類標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)“五性”分析數(shù)據(jù)，建立了錄井致密油解釋標(biāo)準(zhǔn)（表4）。

2.2 錄井水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型的建立

根據(jù)已試油的水平井建立日產(chǎn)量Q與產(chǎn)能系數(shù)M（各試油單層熱解S2、有效孔隙度與有效厚度乘積的累積）的關(guān)系圖版，再由相同區(qū)塊、相同油層的試油井確定轉(zhuǎn)換系數(shù)c，進(jìn)而求取同區(qū)塊新鉆水平井的產(chǎn)量（圖4）圖版預(yù)測(cè)產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量平均相對(duì)誤差為20.2%。

產(chǎn)能系數(shù)：

L——水平段長(zhǎng)度；

Φ——效為孔隙度；

表4 致密油儲(chǔ)層油基鉆井液錄井解釋標(biāo)準(zhǔn)

圖4 產(chǎn)能系數(shù)與產(chǎn)能關(guān)系圖版

Q——日產(chǎn)油量；

S2——巖石熱解,平均值；

n——試油層數(shù)。

3 應(yīng)用效果

2016年解釋探井6口，累計(jì)解釋致密油Ⅰ-1類層52層，厚2080.6m；致密油Ⅰ-2類層51層，厚704.8m；致密油Ⅱ類層58層，厚1180.8m。已試油水平井3口，解釋符合率及工業(yè)油層獲得率均為100.0%。

應(yīng)用實(shí)例：敖平6錄井解釋致密油Ⅰ－2類層6層，厚107.2m；致密油Ⅱ類層10層，厚319.6m；選取甜點(diǎn)段15、19－27號(hào)層共分9段壓裂求產(chǎn)能。甲方最終采用我們提出的試油意見(jiàn)，采用復(fù)合橋塞分段體積壓裂工藝，水平段壓裂8段、造斜段壓裂1段共19簇，并加入造斜段的16I、17號(hào)層一同試油。產(chǎn)能預(yù)測(cè)：通過(guò)致密油水平井圖版，預(yù)測(cè)敖平6井產(chǎn)能為20t。試油情況：2016年敖平6井壓后水力泵求產(chǎn)，日產(chǎn)油22.45t，為工業(yè)油層（圖5）。

圖5 敖平6錄井解釋綜合圖

4 結(jié)束語(yǔ)

致密油油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)，為錄井技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間，本文中建立的致密油錄井評(píng)價(jià)技術(shù)可以對(duì)致密儲(chǔ)層的“五性”進(jìn)行全面、完整的評(píng)價(jià)，在探井和實(shí)驗(yàn)區(qū)應(yīng)用，取得了很好的效果。下一步將繼續(xù)在其他區(qū)塊推廣，繼續(xù)完善分析方法、進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)，總結(jié)含油性實(shí)驗(yàn)，建立有效致密儲(chǔ)層工作模式和完整的評(píng)價(jià)體系。

[1] 遲元林.錄井資料處理技術(shù)發(fā)展方向及對(duì)策[J].錄井工程，2009，20（3）：13-16.

[2] 張衛(wèi)，鄭春山，張新華.國(guó)外錄井技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展方向[J].錄井工程，2012，23（1）：1-4.

[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.

[4] 郎東升.大慶探區(qū)復(fù)雜油氣水層綜合評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），2004.