碳酸鹽巖儲層測井解釋結(jié)果的方法與應(yīng)用分析

韓東春

中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部 新疆庫爾勒 841000

1 某氣田勘探概況

某氣藏儲集巖大部分為臺緣顆?；?guī)r，局部為白云巖儲集層，其中顆?；?guī)r儲集層主要是粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔，同時還存在鑄模7L、晶同孔、晶間溶孔等，且顆粒灰?guī)r的孔隙度主要在1.0%～4.0%區(qū)間，滲透率大部分在1.0×10-3μm2以下；而白云巖儲層具有較好的物性，主要是晶間孔，孔隙度最大值為9.6%，同時滲透率為11.3×10-3μm2。總體來說，該儲層屬于低孔低滲型儲層。該儲層所屬氣田經(jīng)多年勘探開發(fā)，雖然積累大量測井資料，不過由于測井系列相對陳舊，很多老測井系列項目缺乏完整性，并且測井儀器整體性能不穩(wěn)，導(dǎo)致測井資料不具備較好品質(zhì)。所以，本文基于新測井資料，并從老測井資料中挖掘有價值信息，以對該氣藏巖性、物性以及含氣性的解釋方法做出分析，以期更精準(zhǔn)進(jìn)行儲層識別以及氣層判別，促進(jìn)此氣田不斷增儲增產(chǎn)。

2 測井資料解釋方法

2.1 巖性識別

本研究中的氣藏儲集巖以灰?guī)r、白云巖為主，而對于非儲集層，則以泥巖、致密碳酸鹽巖層為主，在巖性不同情況下，測井曲線也會有著不同的響應(yīng)特征。結(jié)合巖芯、測試以及錄井等相關(guān)資料信息，證明泥巖層的自然伽馬比較高，同時電阻率比較低，而密碳酸鹽巖層其自然伽馬比較低，電阻率較高，還有低聲波時差特征。通過分析碳酸鹽巖剖面，發(fā)現(xiàn)地層主要表現(xiàn)出高電阻率，而儲層電阻率相對偏低，自然伽馬以及電阻率都比較低，聲波時差相對較高。

為對該儲層巖性實現(xiàn)定量識別，基于巖芯資料，重點選擇巖性敏感度高的光電吸收截面指數(shù)(即PEF)、中子測井(即CNL)曲線以及總自然伽馬(SGR)，根據(jù)相關(guān)測井值進(jìn)行巖性識別交會圖的制作，在此基礎(chǔ)上獲得儲層巖性識別標(biāo)準(zhǔn)，也就是對于白云巖和灰?guī)r，其總自然伽馬分別是：20～85API、＜20API；光電吸收截面指數(shù)分別是：＜4、≥4；中子分別是＞4.5%、≤4.5%。結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)補(bǔ)償中子、總自然伽馬以及光電吸收截面指數(shù)相應(yīng)曲線，即可從整體層面判斷該儲集層巖性。

2.2 測井解釋模型

2.2.1 儲層孔隙度

為避免測井信息受到非地質(zhì)因素影響，使測井結(jié)果解釋更精準(zhǔn)，特選擇底層分布穩(wěn)定且均勻的致密灰?guī)r視作聲渡時差標(biāo)準(zhǔn)層，同時三側(cè)向電阻率的標(biāo)準(zhǔn)層確定為頂部高阻灰?guī)r，由此標(biāo)準(zhǔn)化對測井資料展開研究，基于此構(gòu)建碳酸鹽巖孔隙度相關(guān)解釋模型。

（1）對于灰?guī)r孔隙度解釋模型，經(jīng)分析巖電四性關(guān)系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前測井系列內(nèi)的聲波時差以及巖芯分析孔隙度兩者保持較好相關(guān)性，之后選擇某取心井35 層巖芯孔隙度和進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理之后的聲波時差兩者建立一定關(guān)系，最后發(fā)現(xiàn)兩者保持較好相關(guān)性。所以，可據(jù)此得出孔隙度方程（式1）。

式中：Φ——巖心孔隙度，%；

△t——經(jīng)過校正的聲波時差，μs/ m。

此氣田儲層一部分井因缺乏聲波測井資料，不能通過聲波孔隙度圖版對孔隙度進(jìn)行計算。而三側(cè)向測井屬于聚焦測井類型，具有很強(qiáng)的縱向分辨力，基本上所反映出的電阻率就是相應(yīng)地層真實的電阻率，同時在特定地質(zhì)參數(shù)下，所得出電阻率高低能夠一定程度上對在很儲集層物性優(yōu)劣加以反映。所以，可將三側(cè)向電阻率以及巖心孔隙度兩者關(guān)系視作孔隙度輔助解釋圖版，而后基于某取心井31 層巖芯分析孔隙度，使其和三側(cè)向比值進(jìn)行關(guān)系確定，在此基礎(chǔ)上得出孔隙度方程（式2）。

式中：R113 比——三側(cè)向電阻率的比值（沒有量綱），即目標(biāo)層、標(biāo)準(zhǔn)層雙方三側(cè)向電阻率具體比值。

（2）針對白云巖孔隙度的解釋模型，此氣田儲層中的白云巖主要發(fā)育于南部高點，為透鏡狀，整體相對較薄，只有少量取芯資料?；趲r芯物性相關(guān)分析資料，進(jìn)行巖芯孔隙度、聲波時差差值兩者關(guān)系圖版，可發(fā)現(xiàn)孔隙度、聲波時差差值保持著較好的相關(guān)性，由此可對儲層白云巖孔隙度展開計算，相關(guān)公式見式（3）。

△t差——聲波時差差值，μs/ m，即目標(biāo)層和標(biāo)準(zhǔn)層兩者聲波時差之間的差值。

結(jié)合相關(guān)孔隙度的解釋模型，可通過電阻率以及聲波時差各項測井資料計算該氣田白云巖以及灰?guī)r相應(yīng)儲層的孔隙度。

2.2.2 儲層含氣飽和度

此氣田為特低孔特低滲儲層，整體泥質(zhì)含量非常低，同時泥漿濾液電阻率遠(yuǎn)高于地層電阻率，且有較小的裂縫孔隙度，所以在對儲層的含氣飽和度進(jìn)行計算期間，主要選擇阿爾奇公式（式4）。

式中：Sw——原始的地層含水飽和度，f；

Sg——原始的地層含氣飽和度，f；

Rw——地層水電阻率，Ω·m；

a——關(guān)于巖性的常數(shù)；

m——膠結(jié)指數(shù)，和孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)；

n——飽和度指數(shù)。

Rw 由儲層水分析資料所得，a、b、m、n 通過巖電實驗加以確定[1]。

2.3 氣層有效厚度標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 氣層孔隙度下限

所謂有效厚度其物性標(biāo)準(zhǔn)，指的是物性下限標(biāo)準(zhǔn)，也就是含氣飽和度、滲透率以及孔隙度相應(yīng)參數(shù)下限[2]。在此標(biāo)準(zhǔn)確定中，常用方法有很多，如孔滲關(guān)系法、束縛水飽和度法、最小孔喉半徑法、孔飽關(guān)系法等。研究中該氣田儲層相關(guān)資料比較有限，主要可通過最小孔喉半徑法來明確孔隙度下限。

經(jīng)分析氣層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)氣層其孔喉半徑超過相關(guān)數(shù)值的時候，才能使氣層具備一定產(chǎn)氣能力，而在對產(chǎn)氣層其孔喉半徑最小值進(jìn)行研究期間，主要基于毛管壓力曲線，并立足微觀層面的孔隙結(jié)構(gòu)清晰的明確氣層物性相應(yīng)下限標(biāo)準(zhǔn)，而后結(jié)合巖芯孔隙度、孔喉半徑兩者關(guān)系對具備產(chǎn)業(yè)能力相關(guān)巖芯孔隙度的下限值加以確定[3]。結(jié)合該氣藏特征，并參考周邊鄰近氣田的資料，可明確該氣藏氣層孔喉半徑最小值。之后結(jié)合樣品分析，確定巖芯孔隙度以及孔喉半徑均值兩者關(guān)系，發(fā)現(xiàn)雙方保持著良好相關(guān)系，且孔喉半徑在不斷增加過程中，巖芯孔隙度也表現(xiàn)出逐漸上升趨勢。后根據(jù)孔喉半徑均值及巖心孔隙度兩者回歸方程，可確定產(chǎn)氣層相應(yīng)孔隙度下限值。

2.3.2 氣層有效厚度測井解釋

一方面，可運用直觀判別法。在對水層、氣層以及致密層進(jìn)行定性區(qū)分過程中，可以井溫曲線、聲波時差以及三側(cè)向為基礎(chǔ)[4]。在對水層、氣層進(jìn)行判別期間，主要根據(jù)是氣層的三側(cè)向電阻率保持在300～1000Ω·m 區(qū)間，并且井溫屬于負(fù)值，而水層其三側(cè)向電阻率在300Ω·m 以下，且井溫?zé)o明顯改變。在對致密層以及氣層進(jìn)行判別期間，重點以三側(cè)向以及聲波時差曲線為依據(jù)，因為氣層其三側(cè)向電阻率在1000Ω·m 以下，且聲波時差超過160μs/ m，但是致密層其三側(cè)向電阻率超過1000Ω·m，同時聲波時差在160μs/ m 以下。

另一方面，可運用交會圖識別法。具體是選擇測試、三側(cè)向以及聲波測井相關(guān)資料比較完整的井，進(jìn)行三側(cè)向比值、聲波時差測井值兩者交會圖的制作，并分別針對氣層和干層、氣層和水層進(jìn)行解釋圖版的編制[5]。

在氣層和干層相應(yīng)解釋圖版當(dāng)中，兩層的聲波時差測井值以及三側(cè)向電阻率比值會顯出明顯界限，由此幫助便捷區(qū)分，并可根據(jù)相關(guān)信息面向氣層及干層制定測井解釋標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。

表1 某氣藏氣層和干層的測井解釋標(biāo)準(zhǔn)

而根據(jù)氣層和水層相應(yīng)解釋圖版，可發(fā)現(xiàn)在聲波時差差值不斷擴(kuò)大過程中，三側(cè)向電阻率比值會逐漸縮小，并且兩層之間有明顯的界限，由此可對氣層及水層進(jìn)行區(qū)分判斷。

結(jié)合相關(guān)判別分析的原理，可列出水層和氣層兩者判別方程（式5）。

式中：R113比——三側(cè)向電阻率的具體比值；

△t——聲波時差，μs/ m。

在判別過程中，如果F（R113比，△t）比R0 大，則判定其屬于氣層，若相反判定屬于水層。為更直觀判別，可列出相應(yīng)判別標(biāo)準(zhǔn)。詳見表2。

表2 某氣藏氣層和水層測井解釋標(biāo)準(zhǔn)

3 應(yīng)用結(jié)果分析

結(jié)合該氣藏的測井解釋孔隙度以及巖芯分析孔隙度等資料，此氣田當(dāng)中北部高點的灰?guī)r儲層孔隙度實測值保持在0.81%～1.79%區(qū)間，平均為1.18%；測井解釋孔隙度保持在2.4%～3.99%區(qū)間，平均是2.67%。而南部高點的灰?guī)r儲層其孔隙度實測值保持在0.73%～1.27%區(qū)間，平均是0.89%；測井解釋孔隙度保持在1.22%～2.49%，平均是1.58%。所以，就灰?guī)r儲層相應(yīng)孔隙度來說，北高點明顯超過南高點，所以其儲層物性和南高點相比也更優(yōu)[6]。不過，南高點的白云巖發(fā)育較高，且具有較高的孔隙度，屬于優(yōu)質(zhì)儲層。而南高點的一些井區(qū)其灰?guī)r有著較低的孔隙度，通過裂隙改造，能發(fā)展為有利儲層。

4 結(jié)語

根據(jù)某氣藏新測井資料和老測井資料，對該氣藏物性、巖性以及含氣性的解釋方法展開分析，相關(guān)方法可相對精準(zhǔn)識別氣層、水層、干層，相關(guān)解釋標(biāo)準(zhǔn)和新井測試結(jié)果高度吻合。通過準(zhǔn)確解釋，可使該儲藏開發(fā)效果進(jìn)一步提升，避免在開發(fā)過程中發(fā)生出水情況，或者延緩出水，并可節(jié)約后期測試成本。