基于FLAIR技術(shù)識(shí)別儲(chǔ)層流體

吳昊晟

(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300452)

郭明宇，劉坤

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

趙澄圣，鄧貴柏

(武漢時(shí)代地智科技股份有限公司，湖北 武漢 430000)

1 FLAIR技術(shù)的特點(diǎn)及解釋方法

圖1 改進(jìn)的皮克斯勒模版

1.1 改進(jìn)的皮克斯勒法及解釋模版

20世紀(jì)60年代，皮克斯勒在烴比值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上建立了皮克斯勒?qǐng)D板，國(guó)內(nèi)利用已減去背景值的C1～C5計(jì)算烴比值，建立半對(duì)數(shù)圖版，并劃分為4個(gè)區(qū)域[1～4]。

表1 改進(jìn)的皮克斯勒模版流體判別臨界值表

1.2 全烴-流體類型模版法及解釋模版

φ(TG)=φ(C1)+2φ(C2)+3φ(C3)+4φ(iC4+nC4)+

5φ(iC5+nC5)+6φ(nC6)+7φ(nC7)+8φ(nC8)

(1)

圖2 LZ凹陷φ(TG)-FT模版

式中：φ(TG)為全烴體積分?jǐn)?shù)，10-6；FT為流體類型，無量綱；φ(C1)～φ(C8)為相應(yīng)烴類的體積分?jǐn)?shù)，10-6;i和n分別代表異構(gòu)烷烴和正構(gòu)烷烴。

以φ(TG)為縱坐標(biāo)、FT為橫坐標(biāo)，采用雙對(duì)數(shù)建立全烴-流體類型模版。根據(jù)研究區(qū)FLAIR檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算φ(TG)和FT并繪制交匯點(diǎn)，結(jié)合測(cè)井、測(cè)試及實(shí)際生產(chǎn)結(jié)論劃分出油、氣、水層等區(qū)域界限(圖2)。

1.3 流體指數(shù)法及解釋模版

1.3.1衍生參數(shù)

1)油指數(shù)(Io)。儲(chǔ)集層的含油情況主要取決于烴組分中的液態(tài)烴含量，液態(tài)烴含量越高，表明儲(chǔ)層含油豐度越高。在標(biāo)準(zhǔn)壓力和常溫下，含有1～4個(gè)碳原子的烷烴呈氣態(tài)，含有5～15個(gè)碳原子的烷烴呈液態(tài)[4]。因此，選擇對(duì)油氣反應(yīng)敏感的參數(shù)Io反映儲(chǔ)層的含油豐度，其計(jì)算公式為：

2)氣指數(shù)(Ig)。天然氣是以烴類氣體為主的混合氣體，主要成分為甲烷，其次為乙烷、丙烷和丁烷，除此之外還含有少量CO2、CO、H2S等。通常以甲烷的含量來表征儲(chǔ)層的含氣豐度，定義Ig計(jì)算公式為：

3)水指數(shù)(Iw)。儲(chǔ)集層內(nèi)含水分為儲(chǔ)集層為純水層和含油儲(chǔ)集層遭受徹底改造的水層2種情況。純水層成分單一，Io低，同時(shí)烴類組分苯類含量也較低，在油氣水指數(shù)模版上表現(xiàn)為Io曲線在儲(chǔ)集層內(nèi)相對(duì)于上部地層無明顯變化或者數(shù)值接近于0。改造后的水層，其孔隙中原有的油氣會(huì)被水洗置換，孔隙空間主要被水和少量烴類溶解氣充填。由于氣體組分中苯和甲苯比正己烷、正庚烷和甲基環(huán)己烷組分更具有親水性特征，因此，改造前后儲(chǔ)集層中的苯和甲苯所占?xì)怏w比例會(huì)出現(xiàn)明顯差異，該差異能較好地指示儲(chǔ)層的含水狀況。選用苯和甲苯占所有氣體組分的比值作為反映儲(chǔ)層含水情況的參數(shù)指標(biāo)，稱作水指數(shù)。在計(jì)算過程中，首先要對(duì)nC6進(jìn)行校正，以便于與nC7同級(jí)數(shù)比較。校正系數(shù)(a)受油源、油質(zhì)影響較大，因此需參考鄰井試油的FLAIR檢測(cè)資料，a計(jì)算公式為：

式中：m為針對(duì)某儲(chǔ)層的常數(shù)，取值為該儲(chǔ)層的有效厚度，無量綱。

將式(5)中求得的a代入Iw計(jì)算公式，即可得到Iw：

1.3.2建立模版

選擇Ig、Io、Iw共3個(gè)衍生參數(shù)，在一個(gè)圖形欄內(nèi)成圖。根據(jù)3條曲線的在剖面縱向上的變化趨勢(shì)和參數(shù)范圍，參考地質(zhì)錄井的巖性、含油性(熒光顯示)情況，在數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)試油及測(cè)試結(jié)論建立油氣水指數(shù)的流體識(shí)別模版(圖3)。根據(jù)3條曲線的特征及其變化趨勢(shì)可以判斷儲(chǔ)層的油氣水性質(zhì)：①氣層表現(xiàn)為Ig高值(一般Ig>95%)、φ(TG)高值、無熒光顯示、烴組分以甲烷為主，少量乙烷和丙烷；②油層熒光顯示好，Ig和Io兩者對(duì)頂形成交叉狀，同時(shí)Iw降低；③含油水層有熒光顯示，與油層相比較φ(TG)明顯降低，Ig降低的同時(shí)伴隨Io略微抬升，但兩者未形成交叉，且Iw小于2.0，Io大于20；④水層的Iw顯著抬升，Ig明顯比含油水層降低，Io變化不大，若同時(shí)伴隨出現(xiàn)nC6、nC7和C7H14等含量明顯降低，則表現(xiàn)為純水層。

圖3 流體指數(shù)解釋模版

2 應(yīng)用實(shí)例及效果

表2 K1井FLAIR氣體數(shù)據(jù)及烴比值表

圖4 K1井在改進(jìn)的皮克斯勒模版上的投點(diǎn)

在改進(jìn)的皮克斯勒模版(圖4)中標(biāo)記出2層(2113～2115m井段和2118～2122m井段)的5個(gè)烴比值，分層將5個(gè)點(diǎn)連成線，可以看出，2層均落在圖版的油層區(qū)域，圖版解釋為油層。該井投產(chǎn)前對(duì)以上2層合層試油，日產(chǎn)油46.6m3，日產(chǎn)氣733m3，試油結(jié)論為油層，圖版解釋與實(shí)際情況符合。

J3井位于LZ凹陷，在3125～3144m井段錄井見熒光顯示，巖性為細(xì)砂巖。FLAIR氣測(cè)數(shù)據(jù)顯示齊全(表3)。

表3 J3井FLAIR氣體組分特征

圖5 J3井在φ(TG)-FT模版投點(diǎn)

該層氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)反映烴類各組分仍以輕烴C1～C2為主，其次為C3，而C4～C5含量較少，C6及以上組分微量，此外還有少量C7H8及C7H14。該層計(jì)算φ(TG)較低，僅為2099×10-6，F(xiàn)T為1.06。模版上投影落入水(干)層區(qū)域(圖5)，該層試油無油流，圖版解釋與試油結(jié)論符合。

XX井在2150～2190m井段的FLAIR檢測(cè)烴類組分?jǐn)?shù)據(jù)如圖6所示，其中各烴組分體積分?jǐn)?shù)在解釋的1、2、3號(hào)層有明顯增高，在對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層位置表現(xiàn)為Ig下降，同時(shí)伴隨Io顯著抬升，且兩者對(duì)頂形成交叉；根據(jù)鄰井檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算該井a(chǎn)=0.35，從而得到Iw曲線，可以看出在2150m處Iw高達(dá)10，而在2156～2187m井段Iw呈現(xiàn)下降，反映出明顯的油層特征，因此1、2、3號(hào)層均判斷為油層。

后期該井3號(hào)層試油，油嘴放噴日產(chǎn)油398.9m3，并伴隨產(chǎn)出3972m3/d的氣量，證實(shí)該層為油層，圖版解釋與測(cè)試結(jié)果符合。

圖6 XX井流體指數(shù)解釋

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)FLAIR提供的實(shí)時(shí)曲線對(duì)于發(fā)現(xiàn)油氣顯示起到了重要作用，通過其組分信息計(jì)算衍生參數(shù)，直觀表征儲(chǔ)層流體類型，改進(jìn)模版，為現(xiàn)場(chǎng)快速準(zhǔn)確判斷油氣提供了可靠保障。

2)研究發(fā)現(xiàn)，不同凹陷、不同構(gòu)造的全烴-流體類型模版上，油氣水區(qū)域的界限位置存在一定差異。因此，應(yīng)分別對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及界限位置劃定，得出各自的解釋模型。

3)模版的制定以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的人為因素較強(qiáng)，存在數(shù)據(jù)是否全面、是否精準(zhǔn)、是否具有代表性等問題。因此，還需參考其他傳統(tǒng)錄井資料加以佐證。

4)隨著FLAIR資料的不斷豐富，應(yīng)實(shí)時(shí)各修正解釋方法的閾值范圍以及各解釋模版的參數(shù)界限，不斷提高油氣水層的解釋符合率。