新疆瑪湖凹陷區(qū)氣測解釋方法研究

王 超 周偉軍 張方貴 彭立才 賀 震

(①中國石油新疆油田分公司采油二廠；②清華大學(xué)航天航空學(xué)院；③安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院)

0 引 言

近年來，二疊系砂礫巖儲層是新疆油田勘探評價的重點(diǎn)目標(biāo)[1-2]，其中包括瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組儲層[3-4]。隨著油田勘探工作的深入及開發(fā)節(jié)奏的加快[5-7]，為快速評價油氣層，并為下一步的開發(fā)部署提供建設(shè)性意見，氣測錄井資料的重要性更為突出[8-9]。目前，瑪湖凹陷區(qū)所采用的傳統(tǒng)氣測解釋圖板主要有輕烴比值法、雙對數(shù)比值法、氣體評價法等圖板[10]。利用研究區(qū)試油層氣測錄井?dāng)?shù)據(jù)建立的傳統(tǒng)氣測圖板，解釋評價效果較差，符合率較低。經(jīng)研究分析，主要原因在于傳統(tǒng)的氣測解釋圖板是利用烴組分間的比值關(guān)系構(gòu)建的，并且只應(yīng)用了氣測異常顯示層段的資料，忽略了氣測基值和氣測前后關(guān)系變化的影響[11]。為此，對研究區(qū)儲層的評價需要探索一個將各個因素考慮在內(nèi)的綜合性參數(shù)[12]，進(jìn)而建立完全適用于該區(qū)的氣測錄井解釋圖板。

1 新氣測解釋方法及圖板建立

瑪湖凹陷區(qū)內(nèi)夏子街組、下烏爾禾組具有氣測數(shù)據(jù)的井共23口，有試油結(jié)果的井共15口。表征油、氣、水層的錄井參數(shù)較多，主要有全烴、組分等氣測原始數(shù)據(jù)，同時還有由原始數(shù)據(jù)通過計算產(chǎn)生的一些相關(guān)派生參數(shù)，不同的研究者從不同的角度或因儲層差異，得到的派生參數(shù)不同。本文利用有試油結(jié)果的14口井的氣測錄井?dāng)?shù)據(jù)，通過氣測敏感參數(shù)挖掘，提取表征研究區(qū)含油性的氣測錄井參數(shù)，并將多參數(shù)融合構(gòu)建氣測含油性指數(shù)[13]，據(jù)此建立氣測解釋新圖板。

1.1 氣測含油性指數(shù)

通過深入分析研究區(qū)的氣測錄井資料，挖掘多個表征油氣顯示敏感參數(shù)，將多參數(shù)融合構(gòu)建氣測含油性指數(shù)，相關(guān)表征油氣顯示敏感參數(shù)含義如下。

1.1.1 填充系數(shù)(Tc)

氣測全烴曲線形態(tài)特征研究表明，當(dāng)?shù)貙雍托圆煌瑫r，反映在氣測全烴曲線圖上的曲線形態(tài)不同。油層對應(yīng)氣測全烴曲線形態(tài)為箱狀；油水同層對應(yīng)氣測全烴曲線形態(tài)為半箱狀；而含油水層對應(yīng)氣測全烴曲線形態(tài)為相對于箱狀低幅度的波狀或三角狀。全烴曲線形態(tài)實(shí)際反映的是快鉆時段的全烴顯示厚度的差異和變化(圖1)。為表征氣測全烴曲線形態(tài)與快鉆時段和全烴顯示厚度的關(guān)系，本文引入了“填充系數(shù)”，也有研究者稱之為“烴相系數(shù)”[14]。

圖1 瑪湖凹陷區(qū)二疊系快鉆時段全烴顯示厚度的差異和變化

式中：Tc為填充系數(shù)(烴相系數(shù))，無量綱；Hq為快鉆時段所對應(yīng)的氣測異常層段顯示厚度，以半幅點(diǎn)為界，m；Ht為氣測異常顯示段對應(yīng)的快鉆時層段厚度，以半幅點(diǎn)為界，m。

1.1.2 烴組分分布形態(tài)系數(shù)(b、k)

前期研究表明，儲層中不同流體性質(zhì)氣測組分遞減趨勢不同[14-15]。將氣測組分與組分值進(jìn)行擬合，可得到擬合曲線及與之對應(yīng)的擬合公式y(tǒng)=be-kx，該式中的系數(shù)b和k，本文稱之為烴組分分布形態(tài)系數(shù)，也可分別將b和k定義為油氣豐度系數(shù)和烴組分遞減率[14-15]。以瑪湖凹陷區(qū)二疊系T 85106井油層段為例，擬合結(jié)果及公式如圖2所示，其中b和k值分別為0.876和0.672。

圖2 T 85106井油層段烴組分?jǐn)M合曲線

1.1.3 烴組分系數(shù)(Tz)

該系數(shù)定義為氣測組分出峰個數(shù)與總氣測組分個數(shù)7的比值。

式中：Tz為烴組分系數(shù)；n為氣測組分出峰個數(shù)。

試油結(jié)果表明其一定程度上反映研究區(qū)儲層的產(chǎn)油氣能力(圖3)，n越大表明產(chǎn)油能力越強(qiáng)。圖3a為T 81034井試油結(jié)論為干層的氣測錄井圖，其全烴出峰個數(shù)僅為3個；圖3b為JW 51井試油結(jié)論為油水同層的氣測錄井圖，其全烴出峰個數(shù)為6個。

圖3 瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組不同儲層出峰個數(shù)對比

1.1.4 氣測全烴峰基比(Fj)

該參數(shù)是指氣測全烴高峰值與氣測基值的比，是識別地層流體性質(zhì)的重要參數(shù)，它直接反映了儲層相對含烴量。峰基比是一個相對量，它既可以反映與背景值相比全烴的異常情況，也可以反映儲層與上覆蓋層全烴含量的相對變化。對于前者全烴異常幅度越大，說明含油可能性越高；對于后者全烴含量的相對變化越大，說明蓋層封蓋性越好。

式中：Fj為峰基比，無量綱；Tg(峰)為氣測異常段全烴最高峰值，%；Tg(原)為氣測顯示段之前的氣測基值， 一般取全烴異常上方5 m井段的平均背景值，%。

1.1.5 鉆時比(ROPx)

鉆時是指每鉆進(jìn)一定厚度地層所需要的時間(min/m)，在鉆井參數(shù)不變的情況下，鉆速的大小取決于地下巖石的可鉆性，因此鉆時是一個反映地下巖石可鉆性的參數(shù)。鉆時比即圍巖鉆時與儲層鉆時的比值，間接反映了儲層物性特征，可以更加精確地表達(dá)儲層的可鉆性。

式中:ROPx為鉆時比，無量綱；T圍巖為異常段上方巖層鉆時的平均值，一般取鉆時異常曲線上方10 m井段的鉆時平均值，min/m；T儲層為快鉆時段對應(yīng)儲層的鉆時平均值，min/m。

將上述儲層含油性敏感參數(shù)進(jìn)行多參數(shù)融合，構(gòu)建氣測含油性指數(shù)Qs(無量綱)：

Qs=[Ht×Tc×Tz×ln(1+b)×Fj×ROPx]/k/100

1.2 新氣測解釋圖板的建立

根據(jù)上述公式，計算出瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組14口井試油層的含油性敏感參數(shù)和含油性指數(shù)Qs(表1)。利用Tc和Qs交會建立瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組多參數(shù)錄井氣測圖板(圖4)[13]。

圖4 多參數(shù)氣測解釋圖板

表1 瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組多參數(shù)氣測圖板數(shù)據(jù)

由圖板可見，Tc和Qs兩參數(shù)區(qū)分價值層與非價值層界限比較清晰，價值層位于圖板右上角，包括油層和油水同層。依據(jù)Tc和Qs兩參數(shù)交會建立的氣測敏感參數(shù)解釋圖板，根據(jù)錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋計算的落點(diǎn)位置，可以將其劃分為價值層(包括油層和油水同層)、非價值層。價值層、非價值層氣測敏感參數(shù)解釋判別標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 氣測敏感參數(shù)解釋標(biāo)準(zhǔn)

2 氣測解釋圖板驗證及應(yīng)用

2.1 氣測解釋圖板驗證

利用B 863井先期試油段錄井氣測數(shù)據(jù)對新氣測圖板進(jìn)行驗證。如圖5所示，地層P2x，井段3 110.00～3 122.00 m，厚度為12.00 m,巖性綠灰色熒光砂礫巖；氣測顯示活躍，全烴從0.487%上升到1.785%，組分出至nC5；鉆時4.38～8.00 min/m，平均值為6.42 min/m。計算氣測含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板進(jìn)行解釋驗證，數(shù)據(jù)落點(diǎn)在價值區(qū)內(nèi)油層區(qū)(圖4，B 863井驗證)，驗證結(jié)論與油層試油結(jié)果一致。

圖5 B 863井試油段錄測綜合圖

2.2 氣測解釋圖板應(yīng)用

將新氣測圖板應(yīng)用于瑪湖凹陷區(qū)新部署的評價井B 863井3個未試油井段的解釋(圖6)，其最終解釋結(jié)果如下：

圖6 B 863井二疊系油氣顯示段錄測綜合圖

(1)井段2 872～2 902 m，地層為下烏爾禾組P2w，厚度為30 m，巖性為綠灰色熒光砂礫巖，干照熒光1%，淡黃色，弱發(fā)光，系列對比6級。氣測顯示活躍，全烴從0.056 7%上升到0.641 2%，組分出至nC5。鉆井液密度1.38 g/cm3，粘度54～57 s，電導(dǎo)率92.72～94.61 mS/cm。計算氣測含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板解釋落點(diǎn)在非價值區(qū)(圖4，B 863井①)。

(2)井段2 904～2 930 m，地層為下烏爾禾組P2w，厚度為26 m，巖性為綠灰色熒光砂礫巖，干照熒光2%，淡黃色，中發(fā)光，系列對比8級。氣測顯示活躍，全烴從0.053%上升到1.369%，組分出至nC5。鉆井液密度1.38 g/cm3，粘度54 s，電導(dǎo)率93.21～94.52 mS/cm。計算氣測含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板解釋落點(diǎn)在價值區(qū)內(nèi)油層區(qū)(圖4，B 863井②)。

(3)井段3 036～3 078 m，地層為夏子街組P2x，厚度為42.00 m，巖性為綠灰色熒光砂礫巖，干照熒光3%，淡黃色，中發(fā)光，系列對比8級。氣測顯示活躍，全烴從0.403 2%上升到2.685 3%，組分出至nC5。鉆井液密度1.31 g/cm3，粘度53 s，電導(dǎo)率68.51～70.64 mS/cm。計算氣測含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板進(jìn)行解釋，落點(diǎn)在價值區(qū)內(nèi)油水同層區(qū)(圖4，B 863井③)。

表3 瑪湖凹陷區(qū)B 863井新氣測圖板驗證及應(yīng)用數(shù)據(jù)

利用電阻率(RT)與聲波時差(AC)數(shù)據(jù)對上述B 863井3個井段進(jìn)行測井解釋(表4)，其結(jié)果與多參數(shù)氣測解釋結(jié)果一致，證明了多參數(shù)氣測圖板落點(diǎn)解釋的合理性。同時，結(jié)合鄰井資料看，多參數(shù)氣測解釋結(jié)果與鄰井對比結(jié)果一致，也證明了新圖板落點(diǎn)解釋的合理性。

3 結(jié)論及認(rèn)識

(1)本文通過深入分析瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組試油層氣測錄井?dāng)?shù)據(jù)，挖掘氣測敏感參數(shù)，將多參數(shù)融合構(gòu)建氣測含油性指數(shù)。

(2)建立了填充系數(shù)和氣測含油性敏感參數(shù)氣測解釋圖板，并確立了氣測敏感參數(shù)解釋標(biāo)準(zhǔn)。

(3)通過在研究區(qū)新完鉆井中的驗證和應(yīng)用，解釋效果較好，說明新圖板能在一定程度上解決該地區(qū)流體性質(zhì)難以判別的問題。

(4)研究區(qū)利用氣測錄井多參數(shù)融合后的綜合性指標(biāo)解釋評價復(fù)雜儲層是一種新的嘗試。由于井的數(shù)量、儲層的性質(zhì)及儲層中流體的差異，研究區(qū)解釋圖板和解釋標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)一步研究和完善。