新安邊地區(qū)長7主力油藏辨識

陳德照，陳 磊，張曉明，張衛(wèi)剛，郭龍飛，韓 禹，韓 明，李 強

（中國石油長慶油田分公司 第八采油廠，陜西 西安 710000）

致密油在北美地區(qū)得到了商業(yè)性的開發(fā)，給世界油氣勘探開發(fā)帶來了重大變革，正逐漸影響著世界能源供需的格局，也為鄂爾多斯盆地致密油的開發(fā)提供了可靠的借鑒。隨著三維地震、油藏精細描述、水平井開發(fā)、體積壓裂與監(jiān)測、“工廠化”作業(yè)等關鍵技術的進步，特別是體積壓裂工藝的突破，國內外致密油氣單井產量大幅攀升[1-4]。一個油藏的成功開發(fā)，不僅要考慮初期單井產量，同時要兼顧持續(xù)穩(wěn)產能力，提高最終采收率。鄂爾多斯盆地非常規(guī)油氣資源豐富，其中中生界三疊系延長組長7段烴源巖層系內發(fā)育頁巖油資源，保守評估其資源量可達百億噸以上。對其中液態(tài)游離烴，按目前水平井體積壓裂開發(fā)技術2%～8%的采收率估算，產出的石油資源量將非?？捎^。鄂爾多斯盆地長7段頁巖油的有效勘探與開發(fā)，對保障國家能源安全和油田的持續(xù)發(fā)展均具有長遠的戰(zhàn)略意義。新安邊地區(qū)位于鄂爾多斯盆地一級構造單元陜北斜坡中部，前期的勘探開發(fā)成果顯示，該區(qū)主力含油層系為三疊系延長組長7油藏。受沉積特征控制，該區(qū)長7儲層多期砂體橫向遷移疊置，導致儲層縱向非均質性強，砂泥互層，橫向連續(xù)性差，測井解釋大套厚油層中往往存在致密夾層[5-11]。由于油層橫向存在未知變化，水平井實施難度較大。本文通過建立長7致密油主力貢獻層段識別標準，為水平井軌跡優(yōu)化、確保油層鉆遇率提供地質依據。

1 新安邊地區(qū)長7儲層特征

前人研究表明，新安邊長7主要發(fā)育一套三角洲前緣沉積體系，水下分流河道砂體是主要儲集體。長7儲層以細粒、極細—細粒巖屑長石砂巖為主，填隙物以鐵方解石、水云母、綠泥石膜為主。儲層物性整體較差，孔隙度6%～12%，平均9.8%；滲透率0.1×10-3～0.4×10-3μm2，平均滲透率為0.19×10-3μm2。儲層孔隙主要以粒間孔和長石溶孔為主，平均面孔率僅為2.4%。儲層排驅壓力為1.8 MPa，中值壓力為9.3 MPa，中值半徑0.08 μm，最大進汞飽和度為61.5%，退汞效率為28.0%。排驅壓力和中值壓力高，中值半徑小，孔隙結構屬于小孔微細喉型。

2 主力貢獻層識別

受沉積特征控制，儲層縱向隔夾層分布較多，甚至單砂體內部物性、含油性亦表現(xiàn)出差異性特征。因此，主力貢獻層識別需要遵循小層—單砂體—主力貢獻層的研究思路。

2.1 數(shù)理統(tǒng)計方法

數(shù)理統(tǒng)計方法可以很好地識別小層中含油單砂體儲層特征。該方法是通過選取儲層中孔隙度、滲透率、聲波時差等參數(shù)進行相關性分析，依據各參數(shù)正態(tài)分布曲線進行分類從而確定主力貢獻層參數(shù)標準。應用式（1）進行計算：

（1）

式中，f（x）為相應的概率，即自變量為x時的概率；μ為均數(shù)，描述正態(tài)分布的集中趨勢位置，正態(tài)分布以X=μ為對稱軸，左右完全對稱；σ為標準差，σ越大，數(shù)據分布越分散，曲線越扁平，σ越小，數(shù)據分布越集中，曲線越瘦高（圖1）。

圖1 正態(tài)頻率分布曲線分區(qū)示意Fig.1 Partition diagram of normal frequency distribution curve

計算結果表明：①縱向上孔隙度與滲透率、聲波時差為近線性關系（圖2）；②主力貢獻層孔隙度>10%，滲透率>0.15×10-3μm2。

圖2 新安邊地區(qū)長7油藏孔隙度—滲透率、孔隙度—聲波時差交匯Fig.2 Intersection diagram of porosity permeability and porosity acoustic time difference of Chang 7 reservoir in Xin′anbian area

該方法可以識別出多個含油小層中含油單砂體，但對于單砂體內部油層縱向變化還需要進一步進行識別，從而確定最優(yōu)的主力貢獻層特征。

2.2 巖心觀察+常規(guī)測井+核磁測井識別法

巖心觀察是獲取油層含油性認識最直觀可信的方法。在巖心含油性觀察過程中，發(fā)現(xiàn)測井解釋厚度大的油層往往巖心觀察含油層厚度較??；含油層（主力貢獻層）厚度為測井解釋油層厚度的30%～40%，且縱向分布不連續(xù)。對于這類儲層，可以通過綜合利用巖心觀察、常規(guī)測井、核磁測井等資料來識別主力貢獻層。

首先，在平面內選定有取心資料的探評井作為基準井，主力貢獻層砂巖巖性純、含油性好，通過與測井解釋對比，確定主力貢獻層段測井曲線響應特征；然后利用相同層位相同測井曲線特征進行橫向對比，從而確定主力貢獻層段平面展布規(guī)律。該方法具有直觀易識別、資料豐富、可精細到單砂體以內級別的特點。

2.2.1 巖心觀察

新安邊地區(qū)長72主要發(fā)育一套厚層塊狀中細砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖和泥質粉砂巖，油層縱向含油性差異較大。砂巖中主力貢獻層段巖性主要為灰褐色油斑細砂巖，縱向上不連續(xù)分布，單層厚度2～3 m，與上下含油性差的層段區(qū)別明顯。

2.2.2 常規(guī)測井

通過將同深度巖心觀察特征與測井曲線相對應，XP27-21井2 276～2 278 m為主力貢獻層段，對應測井曲線特征為中高電阻率（40～50 Ω·m）、低密度（2.52～2.55 g/cm3）、低自然伽馬（60～70 API）；滴水后呈串珠狀分布，表明含油性好。與油層中的鈣質夾層段2 284～2 285 m對比，鈣質夾層特征為灰白色鈣質粉砂巖，測井的曲線特征為高電阻率（70～100 Ω·m）、低聲波時差（180～200 μs/m），滴酸后冒泡明顯（圖3）。

2.2.3 核磁測井

通過對新安邊地區(qū)XP27-21井長7地層核磁測井測試資料分析，在2 276.0～2 278.0 m砂層段，核磁計算總孔隙度為8.41%，有效孔隙度為5.20%，毛管束縛水體積為1.36%，可動流體體積為3.84%，含油飽和度為54.72%，測井解釋為差油層，綜合分析該段應解釋為油層，是該井長72的主力貢獻層段。

位于同一砂體的2 285.0～2 287.0 m砂層段，核磁計算總孔隙度為7.81%，有效孔隙度為5.84%，毛管束縛水體積為2.79%，可動流體體積為3.05%，含油飽和度為47.64%，該層測井解釋為油層；考慮該層物性差，綜合分析解釋為差油層，屬非主力含油層段。

圖3 XP27-21井長72儲層巖心與測井曲線對比Fig.3 Comparison between core and logging curve of Chang 72 reservoir of well XP27-21

通過數(shù)理統(tǒng)計和巖心觀察結合常規(guī)測井、核磁測井建立了新安邊長72儲層主力貢獻層識別標準：巖心觀察為灰褐色細砂巖；孔隙度>10%；滲透率>0.15×10-3μm2；常規(guī)測井電阻率40～50 Ω·m，聲波時差>215 μs/m，自然伽馬60～70 API，密度2.52～2.55 g/cm3，解釋結果為油層；核磁測井有效孔隙度>5%，含油飽和度>50%，中值半徑>0.3 μm。

2.3 主力貢獻層段縱向特征

在上述研究的基礎上，對長7儲層進行井間主力貢獻層連井剖面對比可以看出，新安邊地區(qū)長72主力貢獻層厚度僅占測井解釋油層厚度30%～40%，平均厚度4～6 m。

3 水平井軌跡優(yōu)化

以往的水平井軌跡設計主要沿油層頂部1/3處實施，若儲層為均質厚油層，可實現(xiàn)儲層縱向的充分動用。若儲層縱向非均質性強、橫向變化快則往往鉆遇油層效果不理想。針對新安邊地區(qū)長7儲層特征，水平井軌跡設計沿主力貢獻層實施，可有效提高油層鉆遇率及儲層改造效果。 新安邊地區(qū)XP27-21和XP28-21井相鄰，依據主力貢獻層縱向變化特征，XP27-21和XP28-21均設計目的層長72上段，油層鉆遇率分別達到93.8%和94.1%，在儲層變化較快的區(qū)域可實現(xiàn)儲量充分動用（圖4、圖5）。

圖4 新安邊XP27-21水平井油藏剖面Fig.4 Reservoir profile of XP27-21 horizontal well in Xin′anbian area

圖5 新安邊XP28-21水平井油藏剖面Fig.5 Reservoir profile of XP28-21 horizontal well in Xin′anbian area

通過對應用主力貢獻層的認識，2013年在新安邊北部試驗區(qū)完鉆水平井11口，井均油層鉆遇率91.6%；完試4口，井均日產油30.4 m3；投產4口，初期產量達到12.2 t/d，含水32.5%，實施效果好。

4 結論

（1）通過綜合應用數(shù)理統(tǒng)計法和巖心觀察、常規(guī)測井、核磁測井識別法，建立了新安邊長7主力貢獻層縱向識別標準。主力貢獻層段孔隙度>10%，滲透率>0.15×10-3μm2；對應測井曲線特征為中高電阻率（40～50 Ω·m）、低自然伽馬（60～70 API）、低密度（2.52～2.55 g/cm3）。

（2）應用主力貢獻層段研究取得的認識，對水平井鉆井軌跡進行優(yōu)化，2013年新安邊長7水平井試驗區(qū)取得了較好的應用效果。

（3）新安邊地區(qū)長7段頁巖油具有大面積規(guī)模成藏的重要特征，雖然砂泥巖儲層總體致密，但由于油藏含油飽和度較高、油質黏度輕、氣油比較高及埋藏較淺等有利因素，長7段頁巖油具備規(guī)?？碧介_發(fā)有利條件，是長慶油田石油持續(xù)上產穩(wěn)產的重要接替領域。