復(fù)雜斷塊長(zhǎng)井段薄互層儲(chǔ)層及流體快速識(shí)別

張鳳生, 隋秀英, 房國慶, 段朝偉, 劉春雷, 姚亞彬

(1.中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心, 陜西 西安 710021;2.中國石油青海油田公司采油五廠, 甘肅 敦煌 736202)

0 引 言

英東油田是盆內(nèi)晚期構(gòu)造復(fù)式成藏模式,構(gòu)造多期推覆疊加,具有構(gòu)造復(fù)雜、埋藏淺、含油氣井段長(zhǎng)、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),縱向上存在多個(gè)油氣水動(dòng)力系統(tǒng),油氣水混儲(chǔ)的特點(diǎn)。眾多學(xué)者對(duì)英東油田儲(chǔ)層特征[1-4]、油氣成藏機(jī)理[5-6]、構(gòu)造特征[7-10]等進(jìn)行了較為詳細(xì)地研究,但對(duì)于英東油田儲(chǔ)層及流體識(shí)別技術(shù)研究尚少。實(shí)踐證明,常規(guī)儲(chǔ)層及流體識(shí)別方法對(duì)英東油田復(fù)雜儲(chǔ)層流體進(jìn)行識(shí)別時(shí)容易出現(xiàn)誤判,主要表現(xiàn)在3個(gè)方面:①存在儲(chǔ)層漏劃現(xiàn)象;②高電阻率層產(chǎn)水、低電阻率層產(chǎn)油氣的情況普遍存在;③油層、氣層電性特征相似,識(shí)別難度大,為油層、氣層精細(xì)開發(fā)帶來困難。本文通過常規(guī)測(cè)井資料、氣測(cè)錄井資料等多種方法相結(jié)合,在分析該區(qū)儲(chǔ)層流體識(shí)別難點(diǎn)和影響因素基礎(chǔ)上,建立了復(fù)雜斷塊長(zhǎng)井段薄互層儲(chǔ)層及流體識(shí)別技術(shù),在實(shí)踐中取得了較好的應(yīng)用效果。

圖1 ×1井測(cè)井解釋成果圖*非法定計(jì)量單位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同

1 儲(chǔ)層基本特征

2 儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別難點(diǎn)及影響因素

2.1 儲(chǔ)層流體性質(zhì)判別難點(diǎn)

英東油田存在高電阻率水層及低電阻率油氣層,主要表現(xiàn)為油氣層深探測(cè)電阻率絕對(duì)值較低或油氣層電阻率明顯低于圍巖電阻率,水層深感應(yīng)電阻率絕對(duì)值較高(高達(dá)9 Ω·m)或水層電阻率明顯高于圍巖電阻率,這種特殊油氣水層的識(shí)別比較困難。英東油田由于斷裂發(fā)育,油氣混儲(chǔ),油層、氣層、油氣同層都有發(fā)育,三者電阻率曲線一般都比較飽滿,與三孔隙度曲線呈“鏡像”特征,曲線差異小,常規(guī)曲線準(zhǔn)確劃分油層、油氣同層、氣層比較困難。

圖1為×1井測(cè)井解釋成果圖。該井137號(hào)層電阻率高于圍巖,深側(cè)向電阻率為19.8 Ω·m,深感應(yīng)電阻率為6.3 Ω·m,該層試油,日產(chǎn)水4.2 m3。143號(hào)層深側(cè)向電阻率為5.46 Ω·m,深感應(yīng)電阻率為3.99 Ω·m。該層試氣,日產(chǎn)氣47 817 m3。從測(cè)井結(jié)果看,電阻率高的儲(chǔ)層綜合含水反而上升,與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層含油性和電性關(guān)系明顯不一致。

2.2 影響儲(chǔ)層流體性質(zhì)判別的因素

2.2.1 巖性影響

2.2.2 物性影響

2.2.3 孔隙結(jié)構(gòu)的影響

英東油田孔隙喉道以中、細(xì)喉道為主,分選好,孔隙連通性好,孔隙結(jié)構(gòu)類型屬大孔隙、中細(xì)喉道型(見圖3),孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)判別影響不大。

圖3 英東油田儲(chǔ)層孔隙類型圖版

3 英東油田復(fù)雜流體識(shí)別方法

通過開展英東油田復(fù)雜流體成因分析,基于儲(chǔ)層敏感曲線,建立了自然電位—井徑重疊法識(shí)別有效儲(chǔ)層。在儲(chǔ)層識(shí)別基礎(chǔ)上,利用分步法識(shí)別儲(chǔ)層流體,首先利用感應(yīng)側(cè)向電阻率比值區(qū)分油氣層與水層,再結(jié)合氣測(cè)輕重組分比值對(duì)油氣層精細(xì)劃分。

3.1 儲(chǔ)層快速劃分

英東油田井段長(zhǎng),薄互層發(fā)育,含油氣井段長(zhǎng)1 200 m左右,縱向小層可達(dá)200個(gè)左右,單層厚度0.5～3 m,測(cè)井解釋中經(jīng)常出現(xiàn)漏劃儲(chǔ)層的現(xiàn)象。英東油田儲(chǔ)層段一般自然電位負(fù)異常,自然伽馬低值,井徑縮徑。該區(qū)井徑對(duì)薄層反映敏感,自然電位能較好地反映儲(chǔ)層的滲透性,而受地層中鈾元素的影響,部分儲(chǔ)層段自然伽馬為高值,造成漏劃儲(chǔ)層。基于以上認(rèn)識(shí),提出井徑與自然電位曲線重疊法快速識(shí)別儲(chǔ)層,該方法將井徑與自然電位反刻度置于同一曲線道中,適當(dāng)調(diào)整2條曲線的左右刻度,使之在泥巖段重合,根據(jù)2條曲線的重疊特征進(jìn)行儲(chǔ)層快速劃分。

圖4為×3井測(cè)井解釋成果圖。從圖4可見,井徑與自然電位曲線的重疊會(huì)在儲(chǔ)層段顯現(xiàn)典型的鏡像特征,其包絡(luò)面積的大小與儲(chǔ)層的物性密切相關(guān),儲(chǔ)層物性越好,包絡(luò)面積越大。

圖4 ×3井測(cè)井解釋成果圖

3.2 油氣層與水層的識(shí)別

英東油田電阻率值受巖性和物性的影響,電阻率的高低不能很好地反映流體性質(zhì),使得該區(qū)存在高電阻率產(chǎn)水和低電阻率產(chǎn)油氣的現(xiàn)象。英東油田無論探井還是開發(fā)井,均測(cè)有陣列感應(yīng)和雙側(cè)向電阻率曲線,通過該區(qū)試油試采資料分析,發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層流體性質(zhì)與感應(yīng)電阻率和側(cè)向電阻率的比值相關(guān)性較好,這種規(guī)律是由感應(yīng)和側(cè)向測(cè)井的測(cè)量機(jī)理不同造成的。

由側(cè)向與感應(yīng)測(cè)井電阻率的測(cè)量機(jī)理分析(見圖5),雙側(cè)向測(cè)井采用聚焦電流方式測(cè)量地層徑向電阻率,實(shí)際測(cè)量電阻率為沖洗帶、侵入帶與原狀地層電阻率等效串聯(lián)電路,測(cè)量電阻率受相對(duì)高電阻率影響大,在油層段時(shí)測(cè)量為相對(duì)高電阻率值

RLLd=Rxo+Ri+Rt

(1)

感應(yīng)測(cè)井采用線圈式電磁感應(yīng)原理測(cè)量地層電性,實(shí)際測(cè)量電阻率為為沖洗帶、侵入帶與原狀地層電阻率等效并聯(lián)電路,測(cè)量電阻率受低電阻率影響大,對(duì)低電阻率更敏感,在水層段時(shí)測(cè)量為相對(duì)低電阻率值[11-12]

(2)

式中,RLLd為雙側(cè)向測(cè)井電阻率,Ω·m;RILd為感應(yīng)測(cè)井電阻率,Ω·m;Rxo為沖洗帶電阻率,Ω·m;Ri為侵入帶電阻率,Ω·m;Rt為原狀地層電阻率,Ω·m。

由等效串并聯(lián)電路原理,油層段感應(yīng)電阻率與側(cè)向電阻率接近,水層段感應(yīng)電阻率小于側(cè)向電阻率。通過綜合分析英東地區(qū)單層試油結(jié)果,根據(jù)2種電阻率不同測(cè)量原理,提出感應(yīng)側(cè)向比(RILd/RLLd)與側(cè)向感應(yīng)比(RLLd/RILd)重疊法識(shí)別油氣層與水層,該方法消除了巖性及物性對(duì)電阻率影響,不僅能準(zhǔn)確區(qū)分常規(guī)油氣水層,而且對(duì)高電阻率水層與低電阻率油氣層的區(qū)分效果良好。由感應(yīng)側(cè)向比(RILd/RLLd)與側(cè)向感應(yīng)比(RLLd/RILd)交會(huì)圖可以看出(見圖5),油氣層感應(yīng)側(cè)向比大于0.42,水層感應(yīng)側(cè)向比小于0.42。

圖5 導(dǎo)電模型與電阻率比值交會(huì)圖

圖6 ×4測(cè)井解釋成果圖

圖6為×4井測(cè)井解釋成果圖。該井78號(hào)層深側(cè)向電阻率為6.6 Ω·m,深感應(yīng)電阻率為3.7 Ω·m,感應(yīng)側(cè)向比為0.56,綜合解釋為油層,該層試油,日產(chǎn)油7.98 m3。88號(hào)層深探測(cè)電阻率高于圍巖,深側(cè)向電阻率為5.3 Ω·m,深感應(yīng)電阻率為2.0 Ω·m,感應(yīng)側(cè)向比為0.38,綜合解釋為水層。該層試油,日產(chǎn)水3.12 m3。

3.3 油層與氣層的識(shí)別

油氣區(qū)分的常用方法是基于補(bǔ)償中子挖掘效應(yīng)的識(shí)別法[13-14],補(bǔ)償中子挖掘效應(yīng)方法認(rèn)為氣層補(bǔ)償中子孔隙度降低,而聲波和密度的視孔隙度會(huì)升高,利用中子孔隙度和密度或聲波孔隙度的差值或比值可以識(shí)別氣層。但是,泥質(zhì)含量的高低,井徑擴(kuò)徑,儲(chǔ)層巖屑成分等都會(huì)影響三孔隙度曲線,減弱測(cè)井曲線對(duì)含氣的響應(yīng)特征,氣層準(zhǔn)確識(shí)別困難。

氣測(cè)錄井是一種通過直接測(cè)量地層中天然氣的組成成分和成分含量來勘探油氣藏的地球化學(xué)測(cè)井方法,其測(cè)量資料對(duì)油氣層的識(shí)別效果良好[15-16]。通過總結(jié)國內(nèi)外各種氣測(cè)識(shí)別油氣方法,分析其優(yōu)缺點(diǎn)及在英東地區(qū)的適用性,提出輕重組分比區(qū)分油層和氣層,該方法在英東地區(qū)使用效果良好。英東地區(qū)氣測(cè)曲線主要為C1、C2、C3、IC4、NC4、IC5、NC5及全烴曲線,該方法用輕烴(C1)與重?zé)N(C2+C3+IC4+NC4+IC5+NC5)比值識(shí)別油氣層,輕重組分比=C1/(C2+C3+IC4+NC4+IC5+NC5),重輕組分比=(C2+C3+IC4+NC4+IC5+NC5)/C1。由輕重組分比與重輕組分比交會(huì)圖(見圖7)可以看出氣層輕重組分比大于9.1,油氣同層輕重組分比介于7.2～9.1之間,油層的輕重組分比小于7.2。

圖7 輕重組分比與重輕組分比交會(huì)圖

圖8為×5井用輕重組分比區(qū)分油氣的實(shí)例。該井202號(hào)層聲波時(shí)差為262.70 μs/m,補(bǔ)償中子為18.65%,補(bǔ)償密度為2.50 g/m3,深感應(yīng)電阻率為2.69 Ω·m,輕重組分比為5.26,綜合解釋為油層。該層試油,壓裂后日產(chǎn)油19.92 m3。217號(hào)層聲波時(shí)差為276.78 μs/m,補(bǔ)償中子為16.74%,補(bǔ)償密度為2.38 g/m3,深感應(yīng)電阻率為3.99 Ω·m,輕重組分比為10.70,綜合解釋為氣層。該層試氣,日產(chǎn)氣14 952 m3。該井231、232、234號(hào)層聲波時(shí)差平均為271.08 μs/m,補(bǔ)償中子為17.49%,補(bǔ)償密度為2.41 g/m3,深感應(yīng)電阻率為5.61 Ω·m,輕重組分比為8.44,均解釋為油氣同層。3層合試,壓裂后日產(chǎn)氣20 688 m3,日產(chǎn)油4.49 m3。

圖8 ×5井測(cè)井解釋成果圖

圖9 ×6井測(cè)井解釋成果圖

4 應(yīng)用實(shí)例

英東油田流體識(shí)別技術(shù)在新井解釋及老井復(fù)查中取得了較好的應(yīng)用效果,油藏開發(fā)井解釋符合率達(dá)到了90%,基本解決了復(fù)雜斷塊長(zhǎng)井段薄互層儲(chǔ)層及流體識(shí)別難題。

圖9為×6井測(cè)井綜合解釋成果圖。從圖9可以看出,儲(chǔ)層段井徑與自然電位呈明顯鏡像特征,43號(hào)層聲波時(shí)差為362.70 μs/m,補(bǔ)償中子為20.65%,補(bǔ)償密度為2.36 g/m3,深感應(yīng)電阻率為1.62 Ω·m,感應(yīng)側(cè)向比為0.39,綜合解釋為水層。該層試油,日產(chǎn)水3.1 m3;93號(hào)層聲波時(shí)差為399.59 μs/m,補(bǔ)償中子為19.48%,補(bǔ)償密度為2.39 g/m3,深感應(yīng)電阻率為5.08 Ω·m,感應(yīng)側(cè)向比為0.91,輕重組分比平均為12.7,綜合解釋為氣層。該層試氣,日產(chǎn)氣29 032 m3;139號(hào)層聲波時(shí)差為339.45 μs/m,補(bǔ)償中子為21.84%,補(bǔ)償密度為2.30 g/m3,深感應(yīng)電阻率為5.95 Ω·m,感應(yīng)側(cè)向比為0.95,輕重組分比平均為4.39,綜合解釋為油層。該層試油,日產(chǎn)油7.88 m3。

5 結(jié) 論

(1) 英東油田為縱向疊置復(fù)雜斷塊油氣藏,油氣水混儲(chǔ),且存在高電阻率水層及低電阻率油氣層,流體的識(shí)別難度大。

(2) 英東油田井段長(zhǎng),薄互層發(fā)育,通過井徑與自然電位曲線重疊法快速識(shí)別儲(chǔ)層,極大地提高了儲(chǔ)層劃分的精度。

(3) 針對(duì)英東地區(qū)高電阻率水層及低電阻率油氣層識(shí)別困難的問題,基于感應(yīng)側(cè)向比重疊、輕重組分比值法,分步識(shí)別流體性質(zhì),提高了測(cè)井解釋符合率。

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