氣測錄井技術(shù)在庫車坳陷的研究與應(yīng)用

王 俊 李曉祥 趙 騰 葛月紅 生明月 張 帆 吳 婧

(①中國石油渤海鉆探第一錄井公司；②中國石油大港油田公司勘探事業(yè)部；③中國石油大港油田公司新項目事業(yè)部)

0 引 言

庫車坳陷位于塔里木盆地北部，北與南天山斷裂褶皺帶以逆沖斷層相接，南為塔北隆起，東起陽霞凹陷，西至烏什凹陷，以中、新生代沉積為主。坳陷中部自北向南劃分為“兩帶一凹”，即克拉蘇沖斷帶、拜城凹陷、秋里塔格沖斷帶。克拉蘇沖斷帶是南天山南麓第一排沖斷構(gòu)造，該沖斷帶由北部單斜帶、克拉蘇構(gòu)造帶兩個次級構(gòu)造單元組成。

克拉蘇構(gòu)造帶自西向東可劃分為四段：阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段。由北向南發(fā)育四條一級大斷裂，并以此劃分博孜-克拉斷裂構(gòu)造帶、克深斷裂構(gòu)造帶、拜城斷裂構(gòu)造帶、拜城南斷裂構(gòu)造帶。克深斷裂構(gòu)造帶受北部博孜-克拉斷裂和南部的克深斷裂控制，斷裂之間發(fā)育多條次級逆沖斷裂?？死K構(gòu)造帶克深段構(gòu)造活動開始于燕山晚期，定型于喜山晚期，庫車組沉積中、晚期構(gòu)造活動最強烈，形成了克深區(qū)帶現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

庫車前陸盆地石油地質(zhì)條件優(yōu)越，富含天然氣，目前已在克拉蘇構(gòu)造帶、秋里塔格構(gòu)造帶取得了油氣勘探的重大突破，發(fā)現(xiàn)并探明多個千億方儲量的大型天然氣田[1-2]。

庫車坳陷屬于中生代以來的前陸盆地，早印支運動后沉積了巨厚的碎屑巖地層，其中中生界、三疊系和侏羅系煤系地層是良好的烴源巖層，白堊系巴什基奇克組是巨厚的連片分布的三角洲砂體儲集層系，古近系庫姆格列木群膏鹽巖層是優(yōu)質(zhì)的區(qū)域蓋層，良好的生儲蓋組合和特有的前陸構(gòu)造格局為深盆氣的形成奠定了良好的基礎(chǔ)[3]。庫車坳陷氣藏、凝析氣藏油水界面劃分是解釋評價難點。

本文從氣測顯示曲線形態(tài)、氣測烴組分參數(shù)變化特征分析入手，通過庫車坳陷幾口井氣測顯示曲線形態(tài)及組分參數(shù)研究分析，總結(jié)了以反映地層流體性質(zhì)變化的氣測曲線形態(tài)特征及區(qū)分氣水特征的派生參數(shù)濕度比(WH)與烴斜率(GH)、三角大小(TR)與峰基比(YS)關(guān)系，建立了該區(qū)白堊系氣測參數(shù)解釋標準，提高了解釋符合率，準確判斷了氣水界面的變化，為試油提供了可靠的依據(jù)。

1 庫車坳陷氣測錄井技術(shù)特征

1.1 庫車坳陷生、儲、蓋特征

庫車坳陷西部先后發(fā)現(xiàn)了大北氣藏、玉東2凝析氣田、卻勒1油藏、神木1油藏、博孜1凝析氣藏、阿瓦3氣藏等。根據(jù)油氣源對比，侏羅系恰克馬克組、三疊系黃山街組湖相泥巖生油為主，侏羅系煤系烴源巖生氣為主。烴源巖主要分布在庫車坳陷中西部，烴源巖中心在拜城凹陷附近及克拉蘇構(gòu)造帶西部。侏羅系烴源巖鏡質(zhì)體反射率Ro值為1.2%～1.6%，三疊系烴源巖鏡質(zhì)體反射率Ro值為1.8%～2.0%，說明侏羅系-三疊系烴源巖處于成熟-高成熟階段。儲層為白堊系巴什基奇克組，縱向上分為第一、第二和第三巖性段，第一巖性段從東西向逐漸遭受剝蝕，地層厚度存在差異，該套儲層在區(qū)域上廣泛分布，是該區(qū)主力儲層，第一、第二段屬辮狀河三角洲前緣亞相沉積，第三段屬于扇三角洲前緣亞相沉積。

古近系庫姆格列木群泥巖、膏鹽巖、膏質(zhì)泥巖是克拉蘇氣田優(yōu)質(zhì)區(qū)域性蓋層，這套蓋層發(fā)育有純鹽層和純膏層，泥巖中普遍含有膏質(zhì)、鹽質(zhì)，因此其封蓋能力相當可觀。

1.2 氣測顯示曲線形態(tài)特征

氣測錄井是應(yīng)用氣測儀直接檢測鉆井液中與石油密切相關(guān)的輕烴參數(shù)，發(fā)現(xiàn)油氣層并判斷油氣性質(zhì)，估算油氣產(chǎn)能的有效方法。通常情況下可根據(jù)氣測全烴峰值大小、全烴曲線形態(tài)來確定油氣層生產(chǎn)能力，再根據(jù)組分數(shù)據(jù)確定地層流體性質(zhì)[4]。氣測錄井技術(shù)是發(fā)現(xiàn)儲層含油氣情況的有效方法，氣測錄井資料是解釋評價儲層含油氣性的有效依據(jù)[5]。通過對庫車坳陷多口井的統(tǒng)計分析，在鉆井液密度相當?shù)那闆r下，單根峰及后效氣對氣測值的影響較小，當氣測全烴持續(xù)高值，試油為氣層或凝析氣層，氣測全烴持續(xù)高值后開始呈下降變化趨勢，分析認為地層含水或非產(chǎn)層，根據(jù)流體性質(zhì)變化，試油避開水層。

如K 1井在目的層鉆井液密度穩(wěn)定無變化，6 530～6 600 m井段，氣測異?；钴S，全烴顯示值相對較高，6 600 m以下井段全烴顯示值降低，6 614 m以下井段全烴基本無異常。分析認為6 600 m以上為氣層;下部井段6 600～6 614 m顯示變差，但組分參數(shù)無明顯變化，分析為差氣層;6 614 m以下，氣測基本無異常，分析為水層。該井完鉆后，進行了MDT測試，測試結(jié)果為：井深6 556.78 m 泵抽180 min，取得流體35.0 L，PVT取樣分析為100%氣；井深6 639.90 m泵抽390 min，取得流體170.0 L，PVT常規(guī)取樣分析為90%水。該井完井后，進行了試油，試油結(jié)果為：6 472.5～6 535.5 m，5 mm油嘴放噴排液,油壓48.735 MPa上升至49.864 MPa,套壓21.263 MPa上升至22.472 MPa,井口溫度33.79～34.05℃,日產(chǎn)氣193 301 m3。MDT測試結(jié)果與試油結(jié)果都與該井解釋評價情況一致。

如Z 1井目的層鉆井液密度穩(wěn)定無變化，6 075～6 229 m井段，持續(xù)鉆進氣測異?；钴S；全烴值最高50.74%，平均值20.68%，分析6 229 m以上為凝析氣層；6 229～6 284 m全烴顯示值降低，全烴最高值22.8%，平均值7.15%，分析6 229～6 284 m為氣水同層；6 284 m以下，氣測全烴基本為基值，分析6 284 m以下為水層。經(jīng)試油6 073～6 182 m井段日產(chǎn)油21.4 m3，日產(chǎn)氣334 356 m3，為避開水層未對下部井段進行試油，試油結(jié)果與評價結(jié)果一致(圖1)。

圖1 Z 1井錄井綜合圖

已鉆探的其他井也有相同氣測顯示曲線形態(tài)特征，目的層鉆井液密度基本穩(wěn)定，底部含水層或非產(chǎn)層全烴顯示值呈下降到幾乎無顯示的變化趨勢。

又如K 2、D 1、K 3井進入目的層白堊系后，氣測顯示呈相同變化特征，目的層段中上部地層氣測顯示活躍，全烴顯示值高，氣測顯示活躍段地層經(jīng)試油驗證為氣層，下部地層氣測顯示呈下降的變化趨勢，氣測顯示值降低段為地層含水或非產(chǎn)層(圖2)。

圖2 K 2井-K 3井白堊系地層對比

根據(jù)該區(qū)已鉆探的15口井顯示特征總結(jié)規(guī)律，在庫車坳陷白堊系巴什基奇克組碎屑巖地層，在鉆井液密度穩(wěn)定的情況下，排除氣測后效的影響因素，若氣測異常連續(xù)高值段后明顯下降至無顯示變化趨勢，則下部地層含水或非產(chǎn)層。

1.3 氣測組分參數(shù)變化特征

根據(jù)該區(qū)的鉆探情況，不僅氣測異常曲線形態(tài)有明顯變化特征，氣測組分參數(shù)也有規(guī)律性變化。如T 1井下部含水層段氣測異常幅度較低，組分派生參數(shù)三角值變小，濕度比值增大；K 1井和K 3井在下部水層或非產(chǎn)層段氣測組分派生參數(shù)均發(fā)生變化，特征為三角值變小，濕度比增大(圖3)。

圖3 T 1井-K 3井白堊系地層對比

K區(qū)塊根據(jù)試油結(jié)果應(yīng)用42口井的氣測數(shù)據(jù)，D區(qū)塊根據(jù)試油結(jié)果應(yīng)用21口井的氣測數(shù)據(jù)，K 1區(qū)塊根據(jù)試油結(jié)果應(yīng)用9口井的氣測數(shù)據(jù)，建立了K區(qū)塊、K 1區(qū)塊氣測參數(shù)濕度比與烴斜率交會圖板，D區(qū)塊三角大小與峰基比交會圖板，不同流體呈現(xiàn)較有規(guī)律的變化，分區(qū)明顯(圖4)。三個區(qū)塊近兩年所鉆探的井依據(jù)圖板都取得了較好的應(yīng)用效果。

圖4 K、D、K 1區(qū)塊白堊系氣測參數(shù)交會圖板

2 應(yīng)用效果

根據(jù)對該區(qū)氣測顯示曲線形態(tài)特征規(guī)律的總結(jié)認識，氣測參數(shù)變化情況研究分析，所總結(jié)的規(guī)律和建立的標準，在新鉆井的應(yīng)用中取得了較好的效果。

B 1井是位于塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶克深區(qū)帶博孜段南部B 1號構(gòu)造東高點附近的一口預(yù)探井。該區(qū)地表主要為礫石戈壁區(qū)，地勢表現(xiàn)為北高南低，地面海拔在1 400～2 000 m之間。根據(jù)地震資料、鄰井鉆探情況，預(yù)測B 1井鉆遇地層從上至下依次為第四系西域組，新近系庫車組、康村組、吉迪克組，古近系蘇維依組、庫姆格列木群，白堊系巴什基奇克組。

B 1井從氣測錄井曲線形態(tài)看(圖5)，井深7 786 m以下，氣測顯示曲線形態(tài)由塊狀到尖峰狀，單根峰不明顯，氣測顯示值呈趨勢性降低；從氣測組分參數(shù)的變化看，7 786 m以下濕度比呈增大的變化趨勢，三角值呈減小的變化趨勢，烴斜率呈減小的變化趨勢，B 1井氣測顯示變化特征與分析研究的幾口井顯示規(guī)律相同。根據(jù)B 1井氣測顯示曲線形態(tài)及組分參數(shù)變化情況分析，B 1井氣水界面在7 786 m，7 786 m以上為凝析氣層，7 786～7 810 m為氣水同層，7 810 m以下氣測顯示值更低至基本無顯示，判斷7 810 m以下地層為水層。B 1井完鉆后進行MDT測試，結(jié)果表明：7 791 m(錄井井深7 783 m)MDT氣占40%，其余液體，高電阻率，結(jié)論氣層；7 833 m(錄井井深7 825 m)MDT 3.5 h抽出15.5 L地層流體，水占80%，結(jié)論水層。

圖5 B 1井錄井綜合圖

測試結(jié)果與評價結(jié)果一致，且驗證了下部評價為水層地層流體情況。鑒于該區(qū)多數(shù)井試油為避開水層，對下部評價為水層地層未進行試油，通過B 1井與K 1井進行MDT測試，將下部地層含水情況進行了驗證，證實該區(qū)根據(jù)氣測錄井顯示曲線形態(tài)及組分參數(shù)變化特征對地層流體性質(zhì)評價的準確性。氣測錄井技術(shù)規(guī)律的總結(jié)和所建立標準在該區(qū)的應(yīng)用取得了較好的效果。

3 結(jié)束語

經(jīng)歷多年的發(fā)展，氣測錄井技術(shù)廣泛應(yīng)用，但同時也面臨不斷的挑戰(zhàn)。庫車坳陷由于所鉆井為超深井，鉆井周期長，所采用的鉆井工藝及鉆井液添加劑對氣測錄井影響較大；庫車坳陷水層的識別為錄井評價的難點。通過該區(qū)氣測錄井技術(shù)研究分析，多口井氣測顯示曲線形態(tài)特征和組分參數(shù)的變化規(guī)律，很好地反映了該區(qū)地層流體的變化情況，從而正確地指導(dǎo)生產(chǎn)，為試油提供可靠的依據(jù)。該區(qū)塊2019年所鉆探的三口井的應(yīng)用取得了較好的效果。

氣測錄井在不同地區(qū)有著不同的特征和規(guī)律，通過深入的研究和分析，可以發(fā)現(xiàn)和總結(jié)其特征、規(guī)律，建立相應(yīng)的解釋標準，為生產(chǎn)提供依據(jù)。