涪陵二期某區(qū)塊頁巖氣井氣測(cè)校正方法

王蔭良 (中國(guó)石化江漢石油工程有限公司測(cè)錄井公司，湖北 潛江 433123)

1 氣測(cè)特征異常現(xiàn)象

涪陵頁巖氣田已開發(fā)多年，目前已積累了數(shù)百口氣測(cè)錄井資料[1～3]。通過大量的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在涪陵一期主體箱狀背斜構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)內(nèi)所鉆井大多為高產(chǎn)井，巖心實(shí)驗(yàn)室分析和測(cè)錄井測(cè)試等資料解釋均呈現(xiàn)出高壓、高產(chǎn)、高孔隙的良好頁巖氣儲(chǔ)層特征[4～12]，目的層水平段氣測(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)φ(TG)平均值普遍達(dá)15%左右，氣測(cè)顯示的分異性不明顯。而在二期產(chǎn)建區(qū)域，受頁巖儲(chǔ)層自身品質(zhì)及保存條件差異較大的客觀因素影響，高、中、低產(chǎn)井均較為常見，氣測(cè)錄井資料顯示主力目的層段平均氣測(cè)φ(TG)從5%～18%，區(qū)間跨度較大，分異性明顯。理論上由于氣測(cè)錄井是連續(xù)監(jiān)測(cè)的，且被鉆頭破碎的頁巖會(huì)釋放出幾乎所有的游離氣和部分吸附氣，在單井鉆探過程中，在其他因素不變的情況下，縱向上具備較好的可對(duì)比性，對(duì)于識(shí)別有利頁巖層段有較強(qiáng)的指示作用。但精細(xì)對(duì)比研究后發(fā)現(xiàn)，普遍存在氣測(cè)顯示與儲(chǔ)層品質(zhì)不匹配現(xiàn)象。例如涪陵二期某區(qū)塊焦頁184平臺(tái)某井3743～3929m井段測(cè)井解釋含氣飽和度為64.2%、孔隙度為4.7%、總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(TOC)為4.5%，綜合評(píng)定為Ⅰ類的頁巖氣儲(chǔ)層井段，氣測(cè)顯示φ(TG)為9.6%；而含氣飽和度為56.2%、孔隙度為4.0%、w(TOC)為3.3%，綜合評(píng)定為Ⅱ類的頁巖氣儲(chǔ)層井段，氣測(cè)顯示φ(TG)為10.8%；高于上述Ⅰ類頁巖氣儲(chǔ)層井段，即表現(xiàn)出高氣測(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)差品質(zhì)、低氣測(cè)φ(TG)好品質(zhì)的倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)，通過該區(qū)塊不同井目的層段氣測(cè)φ(TG)平均值與各測(cè)試產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)性(見表1)看，存在部分氣測(cè)顯示相似的井，測(cè)試產(chǎn)量卻相差極大，甚至出現(xiàn)測(cè)試產(chǎn)量明顯增加，氣測(cè)φ(TG)卻降低的逆向變化。

表1 單井氣測(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)與產(chǎn)量對(duì)比

2 氣測(cè)影響因素分析

根據(jù)氣測(cè)錄井原理，對(duì)氣測(cè)顯示值造成影響的因素較多[13～15],如鉆頭尺寸、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、鉆壓、鉆井液密度及黏度、儀器脫氣效率等均會(huì)影響氣測(cè)φ(TG)的大小。分析認(rèn)為，上述因素的共同作用使涪陵二期某區(qū)塊氣測(cè)φ(TG)無法真實(shí)體現(xiàn)地質(zhì)體本身的品質(zhì)差異，造成單井連續(xù)剖面可對(duì)比性差。

筆者對(duì)該區(qū)塊氣測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了大量統(tǒng)計(jì)，以鉆頭尺寸相同、目的層位一致的井作為研究對(duì)象，同時(shí)規(guī)避異常工況、異常設(shè)備所記錄的氣測(cè)φ(TG)，選取了鉆壓、泵速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、鉆井液密度及鉆井液黏度等可量化的十余項(xiàng)影響因素，開展了單因素回歸，分析得出鉆時(shí)(t)、鉆井液排量(Q)、鉆井液密度(ρ)和鉆井液漏斗黏度(μ)4項(xiàng)因素與氣測(cè)φ(TG)具有相對(duì)較強(qiáng)的相關(guān)性(見圖1)，因此在建立上述4項(xiàng)因素基準(zhǔn)值的前提下明確其偏差量，再通過建立校正公式求取氣測(cè)φ(TG)。

3 氣測(cè)校正模型

根據(jù)涪陵二期某區(qū)塊現(xiàn)有的20余口井的鉆探資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到目的層平均鉆時(shí)為8min/m，平均鉆井液密度為1.7g/cm3，平均鉆井液漏斗黏度為76s，平均鉆井液排量為25L/s，以上述4項(xiàng)因素的平均值為基準(zhǔn)值，同時(shí)為明確各因素對(duì)氣測(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)的影響程度，開展多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析(見圖2)，其中自變量X1為鉆時(shí)，X2為鉆井液密度，X3為鉆井液漏斗黏度，X4為鉆井液排量，因變量Y為氣測(cè)φ(TG)。從分析結(jié)果來看，相關(guān)系數(shù)為0.677，表明自變量與因變量具有一定程度的相關(guān)性，F(xiàn)顯著性統(tǒng)計(jì)量P值為0.073，說明該回歸方程回歸效果較為顯著，各因變量t統(tǒng)計(jì)量的P值從X1到X4依次升高，且X1和X2的P值分別為0.065和0.070，均小于0.1，說明其顯著性水平較高，即φ(TG)與鉆時(shí)和鉆井液密度相關(guān)性較高，與鉆井液漏斗黏度其次，與鉆井液排量相關(guān)性最差。由于鉆時(shí)和鉆井液密度的P值均小于0.1，鉆井液漏斗黏度的P值為0.197(大于0.1小于0.2)，鉆井液排量的P值為0.331(大于0.2小于0.4)，表現(xiàn)出明顯的極差現(xiàn)象。因此，以鉆時(shí)和鉆井液密度作為影響氣測(cè)φ(TG)的Ⅰ級(jí)主控因素，鉆井液漏斗黏度作為Ⅱ級(jí)主控因素，鉆井液排量作為Ⅲ級(jí)主控因素，建立氣測(cè)φ(TG)校正模型：

(1)

式中：φ(TG)c、φ(TG)0分別為校正氣測(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)及原始?xì)鉁y(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)，%。

4 模型檢驗(yàn)

以式(1)建立的校正模型為基礎(chǔ)，隨機(jī)選取該區(qū)塊數(shù)口井開展氣測(cè)φ(TG)校正，并與氣測(cè)φ(TG) 進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖3所示。

可以看出，φ(TG)c整體與測(cè)試產(chǎn)量關(guān)系更為一致，測(cè)試產(chǎn)量相差大的井，φ(TG)c相差也較大，區(qū)分度較為明顯。如188-cHF井、182-fHF井、184-bHF井的φ(TG)0差距不大而測(cè)試產(chǎn)量相差較大，說明這幾口井的原始?xì)鉁y(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)受外部因素影響較大，無法真實(shí)反映地層屬性；191-aHF井、191-bHF井校正前、后氣測(cè)φ(TG)變化不大，反映出其氣測(cè)φ(TG)低并非是外部工程因素造成，而是其本身地質(zhì)品質(zhì)或保存條件較差導(dǎo)致。

5 應(yīng)用

通過對(duì)目前搜集的涪陵二期某區(qū)塊已鉆井的氣測(cè)φ(TG)進(jìn)行校正，建立了該區(qū)的氣測(cè)顯示分布圖(見圖4)，可以看出，整個(gè)氣測(cè)高值區(qū)沿背斜脊線富集，向兩翼變差，其原因主要是該區(qū)為一個(gè)典型的狹長(zhǎng)斷背斜，背斜構(gòu)造高部位更易于頁巖氣儲(chǔ)層的內(nèi)部運(yùn)移成藏，且沿脊線裂縫較為發(fā)育，更易于釋放產(chǎn)能，同時(shí)遠(yuǎn)離區(qū)域性斷層，保存條件也更佳；氣測(cè)φ(TG)在核部高部位向兩翼變差速率明顯快于低部位。

現(xiàn)階段已測(cè)試井產(chǎn)量呈現(xiàn)出沿背斜中軸線整體較高，兩側(cè)整體較低的現(xiàn)象，尤其是190、191平臺(tái)井區(qū)多為低產(chǎn)井，產(chǎn)量規(guī)律分布表現(xiàn)與圖4的分布規(guī)律極為接近，說明校正后的氣測(cè)φ(TG)在一定程度上可以較好地揭示所鉆目的層的品質(zhì)，對(duì)全區(qū)優(yōu)質(zhì)目的層的平面分布位置也有較好的指示作用，同時(shí)對(duì)測(cè)試產(chǎn)能也起到了一定程度的預(yù)估作用。

6 結(jié)論

1)涪陵頁巖氣田普遍存在氣測(cè)φ(TG)無法真實(shí)反映儲(chǔ)層品質(zhì)的現(xiàn)象，尤其涪陵二期產(chǎn)建區(qū)地質(zhì)品質(zhì)差異及產(chǎn)能差異相對(duì)較大，使得上述現(xiàn)象更為明顯。

2)通過多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，明確了影響研究區(qū)氣測(cè)φ(TG)的4項(xiàng)主控因素分別為鉆時(shí)、鉆井液密度、鉆井液黏度和鉆井液排量，建立了該區(qū)的氣測(cè)φ(TG)校正模型。

3)經(jīng)校正后的氣測(cè)φ(TG)分布規(guī)律，與產(chǎn)能測(cè)試結(jié)果較為一致，較好地揭示了該區(qū)頁巖氣富集特征及鉆探目的層的儲(chǔ)層品質(zhì)。