多種錄井技術(shù)在水平井射孔井段優(yōu)選中的綜合應(yīng)用

彭業(yè)雄 黃治梁 李仕芳 賈 浩 方鐵園 劉芳芳

(①中國石油長慶油田分公司第十采油廠；②盤錦中錄油氣技術(shù)服務(wù)有限公司)

0 引 言

特色錄井技術(shù)(紅外光譜、巖石熱解、輕烴、元素、核磁)主要用于解決探井油氣儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別的難題，在儲(chǔ)層含油氣性評價(jià)、含水性識(shí)別、流體可動(dòng)性評價(jià)、儲(chǔ)層物性判識(shí)等方面均發(fā)揮了重要的作用，為新層系、新領(lǐng)域儲(chǔ)層的精準(zhǔn)解釋提供了可靠的技術(shù)保障，并取得了長足的發(fā)展[1]。隨著特色錄井技術(shù)優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，為了提高油氣鉆采率，長慶油田在水平井有針對性地開展了紅外光譜、巖石熱解、輕烴、元素四種錄井技術(shù)的應(yīng)用，在水平井錄井過程中，確保錄井采集質(zhì)量的同時(shí)，開展了水平井錄井資料響應(yīng)特征及致密油甜點(diǎn)識(shí)別等研究，利用紅外光譜錄井全烴值Tg[2]、巖石熱解地化錄井Pg值[3]、輕烴錄井總峰面積(C1-C9峰面積和)[4]等參數(shù)側(cè)重對儲(chǔ)層的含油性進(jìn)行綜合評價(jià)，利用元素錄井脆性指數(shù)[5]側(cè)重對儲(chǔ)層可壓裂性進(jìn)行評價(jià)，同時(shí)優(yōu)選了可動(dòng)性指標(biāo)S1(巖石熱解)、氣油比(輕烴)兩個(gè)敏感參數(shù)對儲(chǔ)層流體可動(dòng)性進(jìn)行評價(jià)。在生產(chǎn)應(yīng)用中筆者考慮單項(xiàng)技術(shù)可能存在數(shù)據(jù)采集差異性，為避免利用單項(xiàng)技術(shù)對流體性質(zhì)認(rèn)識(shí)不足，實(shí)現(xiàn)技術(shù)互補(bǔ)性，將多參數(shù)擬合成一個(gè)綜合評價(jià)指標(biāo)(甜點(diǎn)指數(shù))，且可通過隨鉆錄井綜合圖甜點(diǎn)指數(shù)的變化趨勢表征出來。依據(jù)甜點(diǎn)指數(shù)對水平井儲(chǔ)層進(jìn)行解釋評價(jià)在長慶油田已經(jīng)應(yīng)用14口井次，并選擇具有代表性的LY 1井等5口井不同流體性質(zhì)儲(chǔ)層建立了甜點(diǎn)指數(shù)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，使解釋符合率由78.32%提高到83.19%，提高了水平井勘探的整體效益，表明該方法具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 區(qū)域地質(zhì)概況及勘探難題

華慶油田B 452研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡帶西南部，該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜， B 452區(qū)塊目的層為長6段厚油層，截止目前，B 452區(qū)塊在水源區(qū)內(nèi)及周邊鉆遇長63段探評井和骨架井21口，平均鉆遇油層23.5 m；試油井9口，試油日產(chǎn)油7.8～15.0 t，平均日產(chǎn)油10.6 t；試采直井產(chǎn)量低，開發(fā)效益低。從巖心資料分析，長6段主要巖性為細(xì)粒-極細(xì)粒長石巖屑砂巖及長石砂巖，碎屑成分以長石為主，石英次之，屬低孔、特低滲儲(chǔ)層。由于鉆遇水平段儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、裂縫發(fā)育的影響，主要勘探層系部分見水或產(chǎn)量低成為制約華慶油田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的難題[6-8]。

2 水平井致密層綜合評價(jià)指標(biāo)——甜點(diǎn)指數(shù)

錄井技術(shù)具有隨鉆采集、分析快速的優(yōu)點(diǎn)，可以及時(shí)獲取地層第一手資料、信息，是油田勘探開發(fā)不可或缺的重要技術(shù)手段。近年來，隨著華慶油田水平井實(shí)施的紅外光譜、巖石熱解、輕烴、元素等多種錄井技術(shù)的應(yīng)用，開展了油氣層綜合解釋評價(jià)方法研究，以“巖性、物性、含油氣性、流體可動(dòng)性、脆性”五性為水平井含油氣性評價(jià)基礎(chǔ)，從多種角度不斷深化對儲(chǔ)層綜合認(rèn)識(shí)，建立了水平井致密儲(chǔ)層甜點(diǎn)指數(shù)，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)層進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià)。

2.1 錄井響應(yīng)特征及評價(jià)參數(shù)的優(yōu)選

如圖1所示，水平井在油層中穿梭，紅外光譜氣體錄井、巖石熱解錄井、輕烴錄井、元素錄井等參數(shù)在含油性識(shí)別方面均有不同的響應(yīng)特征，有時(shí)單純依賴某項(xiàng)錄井信息很難對地層的產(chǎn)液性質(zhì)作出比較準(zhǔn)確的評價(jià)。因此，必須對各種錄井信息綜合分析，辨析各項(xiàng)信息之間的相關(guān)關(guān)系，把反映儲(chǔ)層內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)以及流體性質(zhì)的地質(zhì)參數(shù)聯(lián)系起來，對地層作出實(shí)際的解釋，排除油層多解性。

紅外光譜氣體錄井具有油氣層快速發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢(圖1a)，其主要評價(jià)參數(shù)包括光譜全烴(Tg，為C1到C5的和)、重?zé)N(Hg)、基值、峰值等，在水平井有效儲(chǔ)層段光譜全烴(Tg)異常明顯，且具有高異常值連續(xù)性特征，為此根據(jù)光譜全烴(Tg)值的高低可以初步判斷儲(chǔ)層含油氣性的好壞。

巖石熱解錄井(圖1b)直接分析巖樣，不受鉆井液的污染影響，能夠更真實(shí)反映地層的微觀信息，主要檢測參數(shù)包括Pg(S0+S1+S2)、S0(氣態(tài)烴)、S1(液態(tài)烴)、S2(固態(tài)烴)等。利用巖石熱解參數(shù)Pg值能夠定性識(shí)別儲(chǔ)層的含油性，Pg值越大含油性越好，根據(jù)Pg值曲線變化可以判斷水平段油層的非均質(zhì)性變化；由于巖石熱解參數(shù)S1代表液態(tài)烴，可以作為可動(dòng)性指標(biāo)對原油的流動(dòng)性進(jìn)行評價(jià)，S1值越大，原油的流動(dòng)性越好。

輕烴錄井技術(shù)(圖1c)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在對儲(chǔ)層含油性識(shí)別及含水性識(shí)別，分析參數(shù)主要包括C1-C9之間的所有正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等，依據(jù)輕烴總峰面積(AZF)可以對儲(chǔ)層的含油性進(jìn)行判識(shí)，總峰面積值越大，儲(chǔ)層含油性越好；同時(shí)，利用輕烴派生參數(shù)氣油比(GOR)之間細(xì)微變化可以判斷原油的流動(dòng)性，GOR=(C1-C5)/(C6-C7)，GOR值越大代表儲(chǔ)層原油的流動(dòng)性越好，越有利于油氣的開采。

在水平井中應(yīng)用元素錄井技術(shù)(圖1d)，一方面是解決由于巖屑代表性差，巖性定名不準(zhǔn)確的難題，另一方面可通過測定巖屑樣品中的礦物、元素含量計(jì)算地層中的脆性物質(zhì)含量。一般黏土礦物含量低于30%，脆性礦物含量超過40%，顯示儲(chǔ)層具有較好的開采價(jià)值。通過脆性評價(jià)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)層的可壓裂性評價(jià)，巖石脆性的定量鑒別采用計(jì)算公式為：

巖石脆性指數(shù)(ICX)=(石英含量+碳酸鹽含量)/(石英含量+碳酸鹽含量+黏土含量)×100%

2.2 水平井甜點(diǎn)指數(shù)解釋方法

在水平井解釋評價(jià)中，每一項(xiàng)錄井技術(shù)都會(huì)有一定的影響因素，應(yīng)注意各種環(huán)境因素影響導(dǎo)致的錄井信息失真，例如：水平井巖屑顆粒細(xì)小、后期分析不及時(shí)等都可能對巖石熱解錄井、輕烴錄井造成影響，如果不通過紅外光譜錄井信息進(jìn)行認(rèn)真分析，就容易漏掉這部分很有意義的產(chǎn)層；反之，如果鉆井液粘度增加，又可能影響紅外光譜氣體錄井?dāng)?shù)據(jù)的采集，所以在含油性識(shí)別方面綜合應(yīng)用光譜全烴值Tg、熱解值Pg、輕烴總峰面積值A(chǔ)ZF，能夠有效避免單項(xiàng)技術(shù)失真問題。無論在儲(chǔ)層含油性識(shí)別方面還是在流體可動(dòng)性識(shí)別方面，其識(shí)別方法的建立均需對多項(xiàng)錄井技術(shù)的敏感參數(shù)進(jìn)行綜合分析。本文則把眾多錄井優(yōu)選參數(shù)擬合成一個(gè)綜合評價(jià)指標(biāo)：

甜點(diǎn)指數(shù)=Tg·Pg·S1·AZF·GOR·ICX/107

該公式利用6個(gè)參量相乘，只按照甜點(diǎn)指數(shù)的數(shù)值進(jìn)行定量解釋評價(jià)，曾嘗試運(yùn)用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化等處理方法，但規(guī)律性不明顯，故不考慮各量的標(biāo)準(zhǔn)單位。根據(jù)單項(xiàng)技術(shù)各參數(shù)所表征的地質(zhì)意義，形成了水平井隨鉆錄井綜合圖(圖2)。

在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)甜點(diǎn)指數(shù)的變化趨勢可以達(dá)到劃分油層、差油層、干層的目的，但利用甜點(diǎn)指數(shù)趨勢變化對儲(chǔ)層流體性質(zhì)判識(shí)存在人為因素的影響，導(dǎo)致解釋結(jié)果可能出現(xiàn)偏差。為此，筆者統(tǒng)計(jì)鄂爾多斯盆地5口水平井儲(chǔ)層共143層，分別利用油層、差油層、干層等甜點(diǎn)指數(shù)的差異性(圖3)，通過建立甜點(diǎn)指數(shù)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)(表1)，實(shí)現(xiàn)定量化解釋評價(jià)，提高了解釋評價(jià)精度。

從圖2中標(biāo)注的位置可以看出，甜點(diǎn)指數(shù)呈明顯降

圖1 水平井錄井技術(shù)系列

圖2 水平井甜點(diǎn)指數(shù)隨鉆錄井綜合圖

圖3 油層、差油層、干層甜點(diǎn)指數(shù)對比

表1 水平井甜點(diǎn)指數(shù)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

低的趨勢，甜點(diǎn)指數(shù)分析數(shù)值符合干層標(biāo)準(zhǔn)，綜合解釋為干層，不建議測試該類儲(chǔ)層。油層與差油層的劃分主要依據(jù)甜點(diǎn)指數(shù)變化的趨勢，依據(jù)甜點(diǎn)指數(shù)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到油層特征的儲(chǔ)層解釋為差油層，否則解釋為油層。該方法的建立提高了錄井綜合解釋評價(jià)的能力，為鄂爾多斯盆地長慶油田水平井油氣產(chǎn)量穩(wěn)步提升、規(guī)模儲(chǔ)量升級(jí)擴(kuò)大發(fā)揮了重要作用。

3 實(shí)例分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，本文所建立的水平井甜點(diǎn)指數(shù)解釋評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已在長慶油田7口井得到應(yīng)用，共計(jì)解釋儲(chǔ)層351層，經(jīng)試油或生產(chǎn)驗(yàn)證符合292層，解釋符合率為83.19%，較之前提高了4.87個(gè)百分點(diǎn)，取得了較好的應(yīng)用效果，顯著提高了水平井整體勘探效益?，F(xiàn)以鄂爾多斯盆地華慶油田B 452區(qū)塊的CP 17-10井為例詳細(xì)介紹應(yīng)用效果。

如圖4所示，CP 17-10井是該區(qū)塊設(shè)計(jì)的一口采油(水平)井，鉆探目的為動(dòng)用水源區(qū)儲(chǔ)量，提高單井產(chǎn)量和產(chǎn)建效益。該井鉆探目的層為延長組長63段，屬于超低滲透巖性油藏，利用水平井甜點(diǎn)指數(shù)進(jìn)行解釋評價(jià)，其中水平段長度為2 002 m，水平錄井井段為2 300.0～4 302.0 m，錄井綜合解釋47層，總厚度1 989.0 m，油層24層，厚度945.1 m，差油層15層，厚度436.8 m，干層8層，厚度607.1 m。

圖4 CP 17-10井2 900.0～3 800.0 m水平段隨鉆錄井綜合圖

為了闡述解釋評價(jià)應(yīng)用方法，主要截取部分層段(2 900.0～3 800.0 m)進(jìn)行詳細(xì)說明。2 900.0～3 022.3 m 井段巖性描述為灰褐色油斑細(xì)砂巖，綜合圖上分析甜點(diǎn)指數(shù)為變大趨勢，均值為131 473，符合油層解釋標(biāo)準(zhǔn)；3 022.3～3 065.0 m井段巖性由灰褐色油斑細(xì)砂巖變?yōu)闇\灰色油跡細(xì)砂巖，該段甜點(diǎn)指數(shù)有變小趨勢，均值為6 761.73，符合差油層級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)；3 065.0～3 349.1 m井段巖性為淺灰色細(xì)砂巖，甜點(diǎn)指數(shù)明顯呈降低趨勢，均值為2.83，綜合分析為干層特征，3 349.1～3 432.0 m巖性主要為灰褐色油斑細(xì)砂巖，甜點(diǎn)指數(shù)綜合圖上分析有變大趨勢，均值為576.74，達(dá)不到油層標(biāo)準(zhǔn)，解釋為差油層；3 432.0～3 597.0 m井段甜點(diǎn)指數(shù)趨勢呈現(xiàn)繼續(xù)變大趨勢，均值為10 142.01，解釋為油層。其他層段均按照此方法類推。

從全井段應(yīng)用效果看，錄井綜合解釋顯著提高了解釋評價(jià)精度，根據(jù)解釋油層段進(jìn)行射孔井段的優(yōu)選，最終優(yōu)選19段油層段進(jìn)行施工壓裂，并直接放噴投產(chǎn)，該井目前累計(jì)產(chǎn)油327.68 t，最高日產(chǎn)油10.02 t，取得了較好的開發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)了對儲(chǔ)層高效開發(fā)的目的，發(fā)揮了特色錄井技術(shù)綜合解釋評價(jià)優(yōu)勢。

4 結(jié) 論

基于紅外光譜、巖石熱解、輕烴、元素四種錄井技術(shù)在水平井中不同的響應(yīng)特征，充分利用各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢，以多參數(shù)擬合形成甜點(diǎn)指數(shù)，建立了一套水平井射孔井段優(yōu)選評價(jià)方法，根據(jù)生成的隨鉆錄井綜合圖，對儲(chǔ)層利用甜點(diǎn)指數(shù)變化趨勢結(jié)合解釋標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合解釋評價(jià)，顯著提高了流體解釋評價(jià)的精度，也為水平井射孔井段的優(yōu)選提出了新見解。在華慶油田B 452區(qū)塊利用特色錄井技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了水平井油田高效開發(fā)的目的，甜點(diǎn)指數(shù)解釋評價(jià)方法的建立對后期其他區(qū)塊生產(chǎn)應(yīng)用，同樣具有較好的借鑒意義。