基于FLAIR資料的渤海太古界潛山儲層流體評價方法研究

張振波，郭明宇，袁勝斌，姬建飛，楊 毅，黃小剛

（1.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300457；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

近年來，隨著渤海油田勘探思路的轉(zhuǎn)變和地質(zhì)認(rèn)識的不斷創(chuàng)新，中深層探井越來越多，并在渤中凹陷的深層太古界潛山儲層取得了重大勘探成果［1］。隨著深層勘探力度不斷加強，所揭示的儲層流體分布也日趨復(fù)雜，對現(xiàn)場錄井技術(shù)手段也提出了更高的要求。FLAIR（Fluids Logging＆Analysis In Realtime）流體錄井是在常規(guī)氣測錄井技術(shù)上發(fā)展起來的新技術(shù)，不僅可測量常規(guī)氣測設(shè)備檢測的C1-nC5等組分，還可以測量nC6、nC7、nC8、C6H6、C7H8、C7H14等其他非烴組分，新增加的氣體組分和原來檢測到的氣體組分組合在一起，可以更加準(zhǔn)確地反映出儲層內(nèi)流體特征［2-7］。隨著渤海油田深層潛山勘探開發(fā)的深入，相應(yīng)的FLAIR資料逐漸增多，利用FLAIR資料可獲取更為豐富的儲層烴類組分信息，進(jìn)而對烴組分信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定儲層流體性質(zhì)解釋的關(guān)鍵參數(shù)，從而建立一系列儲層流體性質(zhì)識別方法，并在實際應(yīng)用過程中取得了較好的應(yīng)用效果。

1 FLAIR資料的技術(shù)優(yōu)勢

FLAIR是由法國地質(zhì)服務(wù)公司推出的最新一代的氣測資料錄取系統(tǒng)。有出口和入口兩套流體萃取系統(tǒng)對泥漿進(jìn)行加熱并脫氣，脫出的氣體通過真空氣管線負(fù)壓輸送到色譜分析儀，分離出不同的氣體組分，最后輸送到質(zhì)譜分析儀進(jìn)行分析，可在90 s的周期內(nèi)同時檢測C1-C8等多種烴類氣體，并且自帶一套質(zhì)量控制體系，分別包括鉆前的設(shè)備調(diào)校實驗、泥漿背景氣分析、脫氣效率試驗、氣體完整試驗、設(shè)備密閉性試驗，以及鉆進(jìn)過程中的脫氣效率試驗等［8-9］，整套的質(zhì)量控制試驗保證了FLAIR流體錄井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在不同區(qū)域、不同井段之間具備較強的可比性，為現(xiàn)場地質(zhì)作業(yè)及后期資料研究提供了更具說服力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。FLAIR資料的技術(shù)優(yōu)勢主要是脫氣過程中定量、恒溫、恒壓，從而保證脫氣條件一致性；FLAIR技術(shù)測量精度高，所獲得的烴類組分多，特有的質(zhì)譜技術(shù)分析檢測精度大大提高，并且測得組分不限于傳統(tǒng)檢測儀檢測的C1-C5，還包括正己烷（nC6）、正庚烷（nC7）、正辛烷（nC8）、苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、甲基環(huán)己烷（C7H14）；同時還可以根據(jù)客戶需求選測一些非烴類氣體，如二氧化碳（CO2）和硫化氫（H2S）等［7-12］；FLAIR數(shù)據(jù)質(zhì)量受到嚴(yán)格控制，F(xiàn)LAIR流體錄井在作業(yè)前，對設(shè)備進(jìn)行多種試驗來確保數(shù)據(jù)的錄取質(zhì)量，如氣體設(shè)備調(diào)校、氣路漏失性試驗、設(shè)備分析穩(wěn)定性試驗、出入口脫氣平衡性對比試驗、泥漿背景氣分析試驗等，并且在資料錄取過程中由系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件對實時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。

2 潛山流體評價方法

渤海潛山儲層受復(fù)雜的地質(zhì)因素與鉆井工程因素影響，時常會出現(xiàn)常規(guī)氣測組分不能真實地反映地層流體特征，給錄井綜合解釋評價帶來挑戰(zhàn)。而FLAIR錄井技術(shù)正是在常規(guī)氣測錄井Reserval技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，靠自身嚴(yán)格的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，消除再循環(huán)氣等因素影響，校正后的數(shù)據(jù)基本上接近地層的真實含氣量，可直接反映儲層流體真實性質(zhì)。通過對渤中凹陷11口探井潛山地層以FLAIR系統(tǒng)為載體測量的烴類組分信息特征進(jìn)行分析，確定了反映儲層流體性質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，建立起的烴類組分比值圖版法、FLAIR流體指數(shù)法、星型圖-條狀圖組分快速分析法等潛山流體評價方法，在實際作業(yè)生產(chǎn)中，具有較強的適用性。

2.1 烴類組分比值圖版法

烴類組分比值圖版法是根據(jù)FLAIR技術(shù)錄取的數(shù)據(jù)資料特征，以渤中凹陷潛山已鉆井的FLAIR資料為基礎(chǔ)，所建立起的渤海潛山儲層流體評價圖版。為提高該評價圖板的準(zhǔn)確率和適用性，數(shù)據(jù)樣點選取研究區(qū)內(nèi)通過測試或者取樣，已證實流體類型的儲層，按照不同儲層及流體性質(zhì)對FLAIR氣測數(shù)據(jù)的反映特征進(jìn)行分類，確保評價圖版樣本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性［13-14］。以重?zé)N組分比值10（nC6+nC7+nC8+C7H14）／（C1+C2）為橫坐標(biāo)，輕烴組分比值（C1+C2）／C3為縱坐標(biāo)，縱橫坐標(biāo)采用對數(shù)格式，構(gòu)成烴類組分比值圖版。在隨鉆的解釋評價過程中，可根據(jù)烴類組分比值數(shù)據(jù)的投點區(qū)域，快速識別儲層流體性質(zhì)（圖1）。

圖1 烴類組分比值圖版

2.2 流體指數(shù)法

FLAIR流體指數(shù)的定義，是根據(jù)FLAIR流體錄井對不同儲層內(nèi)流體反映的特征，選擇對不同流體反映敏感的參數(shù)進(jìn)行分類組合，重新定義這些參數(shù)，使這些參數(shù)對油氣水特征有一個更為直觀的反映。當(dāng)組分重新組合后，以油指數(shù)、氣指數(shù)、水指數(shù)三個衍生參數(shù)的形式用圖形來分析，通過對比解釋層與上部地層的變化趨勢及其他錄井顯示特征來判斷儲層流體性質(zhì)［15-16］。

油指數(shù)（Io）：常溫狀態(tài)下，C5以后的組分為液態(tài)，所以這些組分反映儲層內(nèi)的含油信息，C5+占?xì)怏w組分的比重越大，儲層內(nèi)含油越豐富。選擇測量組分中對指示含油信息比較敏感的參數(shù)（nC5，nC6，nC7，nC8，C7H14）與輕組分（C1，C2，C3）的比值作為反映儲層含油情況的指數(shù)，見式（1）。

氣指數(shù)（Ig）：一般情況下，天然氣中氣體組分以甲烷為主，乙烷和丙烷常見，丁烷之后的組分較少。因此選取C1占所有測量氣體組分的百分比作為反映含氣情況的指數(shù)，見式（2）。

水指數(shù)（Iw）：苯、甲苯、正己烷、正庚烷等這些特殊的氣體組分在水中的溶解度不同，其比值可以作為反映儲層內(nèi)部含水情況的指數(shù)，見式（3）。

式中：a為區(qū)域經(jīng)驗校正系數(shù)，參考鄰井測試數(shù)據(jù)資料，渤中凹陷太古界潛山儲層a值為0.35。

根據(jù)氣指數(shù)（Ig）、油指數(shù)（Io）和水指數(shù)（Iw）三個衍生參數(shù)在渤中凹陷潛山儲層中的使用情況，結(jié)合測試結(jié)論及取樣數(shù)據(jù)，建立渤中凹陷潛山儲層流體指數(shù)的初步解釋標(biāo)準(zhǔn)（表1）。在使用過程中，通過需要根據(jù)參數(shù)的形態(tài)和層間對比變化趨勢，并結(jié)合其他錄井特征進(jìn)行儲層流體性質(zhì)的識別。

表1 太古界潛山儲層流體指數(shù)解釋標(biāo)準(zhǔn)

2.3 星型圖-條狀圖組分快速分析法

星型圖法，即基于不同流體相的組分特征差異明顯原理，將各組分參數(shù)及派生參數(shù)利用星型圖的形式來刻畫儲層的流體性質(zhì)，如果儲層內(nèi)流體特征的星型圖形狀相同或相近，即反映流體組分特征相同或相近［17-18］。條狀圖法，即將FLAIR測量的所有氣測組分按照相對百分比含量以條狀圖形式展現(xiàn)出來，可進(jìn)行不同層位深度對比，方便不同井之間進(jìn)行層間或者單井縱向上對比分析。將兩種分析方法組合在一起對比使用，以不同形態(tài)刻畫出流體組分特征的差異性，可以快速識別儲層流體特征（圖2）。

圖2 星型圖-條狀圖組分快速分析

3 應(yīng)用實例

3.1 太古界凝析氣層快速識別

X3井是渤中凹陷渤中X構(gòu)造上的一口預(yù)探井，其目的層是太古界潛山，鄰井X1井對太古界潛山地層4 382.37～4 702.00 m進(jìn)行測試，12.70 mm PC油嘴求產(chǎn)，平均日產(chǎn)油314.88 m3，日產(chǎn)氣148 672.00 m3，氣油比472，地面油密度0.812 0 g／cm3（20℃），測試結(jié)論為油層；X2井對太古界潛山地層4 624.50～5 367.00 m進(jìn)行測試，平均日產(chǎn)氣折合10 986.00 m3，地面油密度0.805 9 g／cm3（20℃），測試結(jié)論為凝析氣層。X3井太古界上部4 518.00～4 975.00 m井段，儲層巖性為花崗片麻巖，巖屑普遍見熒光，熒光面積5%；FLAIR氣體較為活躍且各組分異常幅度明顯，氣指數(shù)（Ig）計算值為76.12～83.56，整體較為穩(wěn)定；油指數(shù)（Io）計算值為2.19～9.58，局部井段油指數(shù)（Io）較高；水指數(shù)（Iw）計算值為0.02～2.36，整體較為平穩(wěn)（圖3）。根據(jù)該區(qū)域的FLAIR流體指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)，本井儲層流體類型呈氣層特征。選取X3井太古界兩段具有代表性的氣測異常明顯井段，運用星型圖-條狀圖組分快速分析圖版與X1井、X2井太古界測試井段進(jìn)行對比分析，結(jié)果顯示X3井FLAIR組分特征與X2井較為接近，主要表現(xiàn)為C1組分占比均為80%～82%（圖4）；運用烴類組分比值圖版進(jìn)行FLAIR參數(shù)投點，X3井太古界流體樣點均落入凝析氣區(qū)（圖5）。通過烴類組分比值圖版法、流體指數(shù)法、星型圖-條狀圖組分快速分析法三種方法綜合運用，判斷X3井太古界儲層流體類型為凝析氣。

圖3 X3井與鄰井X1井、X2井FLAIR流體指數(shù)對比

圖4 X3井與鄰井X1井、X2井星型圖-條狀圖組分快速分析對比

圖5 X3井太古界烴類組分比值圖版投點

鉆后對X3井太古界地層4 624.00～5 367.00m進(jìn)行測試，用9.53 mm AC油嘴求產(chǎn)，平均日產(chǎn)氣100 725.00 m3，平均日產(chǎn)油111.12 m3，氣油比929，地面油密度0.805 0 g／cm3（20℃），測試結(jié)論為凝析氣層，測試結(jié)論與FLAIR資料分析所得結(jié)論一致，進(jìn)一步證實基于FLAIR資料所建立的潛山儲層流體評價方法，能夠快速識別潛山儲層的流體性質(zhì)。

3.2 太古界潛山儲層含水性識別

X4井鉆遇太古界地層總厚度達(dá)672.00 m，潛山內(nèi)幕井段4 920.00～4 951.00 m巖性為淺灰色花崗片麻巖，成分主要為石英及長石，少量暗色礦物，部分暗色礦物綠泥石化，巖石致密且堅硬；熒光直照呈亮黃色，面積5%，D 級，A／C 反應(yīng)慢，乳白色。FLAIR測量值各組分比較齊全，流體指數(shù)參數(shù)油指數(shù)（Io）計算值為0.22～1.73，氣指數(shù)（Ig）計算值為83.20～91.14，水指數(shù)（Iw）計算值為1.92～15.43。本井段從FLAIR資料特征反映儲層含油氣性較差，水指數(shù)（Iw）平均值為5.80，明顯高于潛山上部氣層井段的水指數(shù)（Iw）平均值1.24（圖6），運用水指數(shù)曲線設(shè)置閾值充填顏色，更方便識別，水指數(shù)（Iw）絕對值和異常幅度較高，含水特征較為明顯，儲層出水風(fēng)險高，隨鉆解釋評價本段儲層為含氣水層。鉆后對X4井潛山內(nèi)幕段4 639.35～5 013.00 m進(jìn)行測試，采用連續(xù)油管氣舉最深至2 200.00 m，折算平均日產(chǎn)氣4 477.00 m3，產(chǎn)液中綜合含水率為100%，Cl-為3 905.59 mg／L，測試?yán)塾嫯a(chǎn)水24.35 m3，結(jié)論為含氣水層，與FLAIR錄井解釋結(jié)論一致，證實了FLAIR資料在潛山儲層含水性識別的準(zhǔn)確性。

圖6 X4井FLAIR錄井解釋成果圖

4 結(jié)論

（1）FLAIR資料以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，相對于常規(guī)氣測錄井，更能真實地反應(yīng)地層流體狀態(tài)，為渤海深層潛山儲層復(fù)雜油氣藏評價提供了更為高質(zhì)量的基礎(chǔ)資料，豐富了現(xiàn)場技術(shù)手段，為復(fù)雜儲層流體快速解釋評價提供了依據(jù)。

（2）通過對渤海潛山地層的應(yīng)用總結(jié)，以FLAIR資料為基礎(chǔ)建立的烴類組分比值圖版法、流體指數(shù)法、星型圖-條狀圖組分快速分析法三種方法，在潛山流體類型解釋評價中應(yīng)用，解釋結(jié)論與測試結(jié)論一致，取得了良好效果。

（3）針對潛山復(fù)雜儲層含水性識別在行業(yè)內(nèi)尚無較好的錄井評價方法的問題，運用FLAIR流體指數(shù)法在渤中凹陷太古界潛山隨鉆評價中應(yīng)用，取得了較好的效果，為有效解決這一行業(yè)難題提供了一種新的思路和方法。