基于FLAIR實時流體錄井資料的油層產(chǎn)能預(yù)測方法
——以珠江口盆地珠一坳陷為例

豐 帆 袁勝斌 張振波 熊 亭 汪 芯 劉 暢

（①中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司；②中海石油（中國）有限公司深圳分公司）

0 引言

近年來，珠江口盆地珠一坳陷的勘探成功，使該區(qū)域成為重要的勘探目標(biāo)。在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中，油層產(chǎn)能預(yù)測正確與否起著至關(guān)重要的作用。油層產(chǎn)能預(yù)測的傳統(tǒng)方法主要包括公式法、統(tǒng)計分析法及智能算法等[1-9]，但是針對珠一坳陷的油層產(chǎn)能預(yù)測方法少且定量化程度低，其主要的研究方法有：（1）珠江口盆地惠州凹陷儲層測井產(chǎn)能分級與識別方法，是在儲層類別劃分基礎(chǔ)上將儲層分類和產(chǎn)能分級相結(jié)合的產(chǎn)能評價方法[1]；（2）恩平凹陷M油藏層內(nèi)縱向強非均質(zhì)性低滲油藏產(chǎn)能評價方法，采用分段產(chǎn)能評價方法進(jìn)行精細(xì)產(chǎn)能評價，有效提高該類油藏產(chǎn)能預(yù)測精度[2]。由于上述兩種方法主要以定性評價為主，無法為勘探提供重要的技術(shù)支持。

為滿足珠一坳陷勘探開發(fā)的需求，探究出一種油層產(chǎn)能定量化評價的方法，成為當(dāng)前珠一坳陷油層產(chǎn)能預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)難題。FLAIR（Fluid Logging &Analysis In Real Time）實時流體錄井技術(shù)是法國地質(zhì)服務(wù)公司研究和開發(fā)的一種現(xiàn)場油氣實時監(jiān)測和識別技術(shù)，其優(yōu)勢非常突出，主要表現(xiàn)為：（1）獨特的C6+檢測技術(shù)，可以檢測nC6、nC7、nC8、nC7H4等具有指示油作用的重組分，而且各組分具有精度高的特點；（2）定量、恒溫脫氣及雙氣路檢測，具有高數(shù)據(jù)質(zhì)量，可提高資料縱向上和橫向上的可比性，消除再循環(huán)氣的影響，得到儲層真實的含氣量；（3）鉆前嚴(yán)格的質(zhì)量控制試驗，保證氣體數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠[10-14]。因此，本文以FLAIR 實時流體錄井為研究對象，通過對FLAIR 錄井、測井資料的深入研究，建立了新方法油層產(chǎn)能預(yù)測模型，最終達(dá)到了油層產(chǎn)能預(yù)測定量化評價的目的，為珠一坳陷油藏的勘探與開發(fā)提供了重要依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

珠一坳陷是珠江口盆地油氣聚集與分布最為豐富的地區(qū)，位于南海珠江口盆地北部淺水區(qū)，是珠江口盆地北部坳陷帶的一個負(fù)向構(gòu)造單元，水深主要為50～150 m，面積約為4×104km2。該坳陷呈北東走向，南北分別被番禺低隆起-東沙隆起帶和北部隆起帶所夾持，平面上自西向東依次分布陽江、恩平、西江、惠州、陸豐及韓江凹陷，主要生油層為文昌組湖相泥巖，恩平組湖沼相泥巖也有一定生油能力，韓江組、珠江組及珠海組是主要的油氣產(chǎn)層，總地質(zhì)資源量高[15-18]。

2 傳統(tǒng)油層產(chǎn)能預(yù)測模型

通過大量的測試、巖壁心及測井?dāng)?shù)據(jù)分析來看，影響油層產(chǎn)能高低的4個關(guān)鍵因素是：

（1）滲透率，是流體在壓力差下通過多孔巖石有效孔隙能力的一種量值和影響儲層產(chǎn)能的最重要參數(shù)，其數(shù)值越大表明儲層導(dǎo)油能力越大[3-4]。

（2）有效孔隙度，是巖石中相互連通的孔隙占巖石體積的百分比，儲層孔隙度是儲層物性的綜合反映，其數(shù)值越大表明儲層含油能力越大[3-4]。

（3）含油飽和度，在儲層孔隙度和滲透率相同條件下，含油飽和度越高，儲層含油和產(chǎn)油越多[3-4]。

（4）有效厚度，在油井產(chǎn)能計算中，油層的有效厚度越大，其產(chǎn)能越高[3-4]。

為了最大限度地排除外在因素和油氣性能的影響，使油層自身的性質(zhì)對儲層的產(chǎn)能起到?jīng)Q定性的影響[3-7]，本文以珠一坳陷A 1 井-A 15 井測試的油層產(chǎn)能數(shù)據(jù)為樣本，將基于測試段油層的四參數(shù)（滲透率、有效孔隙度、含油飽和度、有效厚度）作為研究對象，分別建立這些參數(shù)與油層產(chǎn)能的預(yù)測模型，對儲層進(jìn)行評價（圖1）。

圖1 四參數(shù)與油層產(chǎn)能關(guān)系的傳統(tǒng)預(yù)測模型

因為測井資料是據(jù)0.1 m 遞加的數(shù)據(jù)，無法直接獲得測試段油層的滲透率、有效孔隙度及含油飽和度數(shù)據(jù)，所以選取該測試段測井資料計算出來的油層平均滲透率、平均有效孔隙度、平均含油飽和度和有效厚度作為研究對象，將四參數(shù)分別與油層產(chǎn)能進(jìn)行回歸擬合，得到四參數(shù)與油層產(chǎn)能關(guān)系的傳統(tǒng)預(yù)測模型（圖1），但擬合結(jié)果表明相關(guān)性r2只有0.154 6～0.5097，回歸擬合效果不理想，無法滿足油層產(chǎn)能預(yù)測的需求。因此，需要在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行新方法的研究。

3 新方法油層產(chǎn)能預(yù)測模型

為了滿足油層產(chǎn)能預(yù)測的需求，提高油層產(chǎn)能預(yù)測模型的擬合效果，引入FLAIR 實時流體錄井技術(shù)，該技術(shù)具有高精度、高質(zhì)量、高可靠性及可檢測到指示油中nC6、nC7、nC8、C7H14等重?zé)N組分的優(yōu)勢。

3.1 FLAIR 油指數(shù)F

根據(jù)FLAIR 氣體各組分的意義，建立衍生參數(shù)FLAIR 油指數(shù)F，用來表示重?zé)N組分的占比情況，其數(shù)值大小反映油層含油飽和度的高低，可以間接代替含油飽和度，計算公式如下：

式中：F為FLAIR 油指數(shù)，10-6；∑C總為FLAIR 氣體各組分體積分?jǐn)?shù)數(shù)值之和，10-6。

3.2 FLAIR 校正油指數(shù)F′

由于FLAIR 氣體各組分易受井眼尺寸、脫氣效率和鉆井參數(shù)等因素的影響，為了提高同井縱向上和不同井橫向上氣測值的可比性，還需要對其各組分進(jìn)行單位體積巖石校正[19-20]，參考校正公式如下：

式中：VOLC1為單位體積巖石甲烷含量，即甲烷校正值，L/L；k1為與脫氣器單位時間所脫鉆井液量、色譜分析儀單位時間進(jìn)樣量以及單位換算相關(guān)的常量，無量綱；k2為不同鉆井液體系中甲烷脫氣效率的倒數(shù)，無量綱；t為鉆時，min/m；Q為鉆井液排量，L/min；G為實測甲烷值，10-6；D為井眼或鉆頭尺寸，mm。

對FLAIR 氣體各組分進(jìn)行單位體積巖石校正后，得到FLAIR校正油指數(shù)F'，計算公式如下：

式中：F'為FLAIR 校正油指數(shù)，L/L；VOL∑C總為FLAIR 氣體各組分單位巖石體積校正數(shù)值之和，L/L。

同樣因為錄井資料是1 m 遞加數(shù)據(jù)，無法直接獲取測試段油層的FLAIR 校正油指數(shù)F′，所以選取該測試段錄井資料計算的平均FLAIR 校正油指數(shù)Fa′作為研究對象，若測試段深度為非整數(shù)（存在小數(shù)的情況），需要對測試段深度四舍五入求整后，才能根據(jù)錄井資料計算出平均FLAIR 校正油指數(shù)Fa′，將其與油層產(chǎn)能進(jìn)行回歸擬合，得到平均FLAIR 校正油指數(shù)Fa′與油層產(chǎn)能關(guān)系預(yù)測模型（圖2），其r2為0.6759，高于傳統(tǒng)方法的平均含油飽和度與油層產(chǎn)能的0.4753，在油層產(chǎn)能預(yù)測中代替平均含油飽和度效果更佳，但仍未達(dá)到理想的擬合效果。

圖2 平均FLAIR校正油指數(shù)Fa′與油層產(chǎn)能關(guān)系預(yù)測模型

3.3 油層產(chǎn)能指數(shù)W

通過建立測試段油層的平均滲透率Ka、平均有效孔隙度?a、平均FLAIR 校正油指數(shù)Fa′及有效厚度z的函數(shù)關(guān)系，來提高擬合效果，即建立油層產(chǎn)能指數(shù)W，計算公式如下：

式中：W為油層產(chǎn)能指數(shù)（若測試段油層為多層，則W為各個單層油層產(chǎn)能指數(shù)的累加，W量綱由方程中各參數(shù)的量綱所決定）；Ka為測試段油層的平均滲透率，mD；?a為測試段油層的平均有效孔隙度，%；Fa′為測試段油層的平均FLAIR 校正油指數(shù)，L/L；z為測試段油層的有效厚度（若在斜井中，則取垂向的有效厚度），m。

將油層產(chǎn)能指數(shù)W與油層產(chǎn)能進(jìn)行回歸擬合，得到油層產(chǎn)能預(yù)測模型（圖3），計算公式如下：

圖3 油層產(chǎn)能指數(shù)W與油層產(chǎn)能關(guān)系預(yù)測模型

式中：y為油層產(chǎn)能，m3/d；x為油層產(chǎn)能指數(shù)W。

綜合來看（表1），15 口測試井中只有3 口井的產(chǎn)能預(yù)測效果差，總體上相關(guān)性r2約為0.81，達(dá)到了理想的擬合效果。

表1 A 1井-A 15井各測試段計算參數(shù)統(tǒng)計

利用這種新方法建立的油層產(chǎn)能預(yù)測模型效果較好，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法，可以滿足油層產(chǎn)能預(yù)測的需求。

4 應(yīng)用效果

A 16井位于陸豐M構(gòu)造，在恩平組鉆遇多套厚層細(xì)砂巖儲層，熒光直照亮黃色，面積30%～40%，滴照呈乳白色，快速擴散，F(xiàn)LAIR 實時流體錄井資料指示油的重組分nC6、nC7、nC8及C7H14體積分?jǐn)?shù)最大值分別 為 87.76×10-6、39.67×10-6、34.11×10-6及93.53×10-6，異常幅度高（圖4），隨鉆電阻率最大值為18.85 Ω·m，錄井和測井資料均達(dá)到油層解釋標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 A 16井錄、測井解釋成果圖

應(yīng)用新方法在測試井段3 498.5～3 516.7 m 對本井進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測，測試段錄、測井共解釋2 層油層，將儲層劃分為單層1（3 498.5～3509.5 m 井段）和單層2（3 511.3～3 516.7 m 井段）。測井計算得到單層1 平均滲透率Ka、平均有效孔隙度?a及有效厚度（垂直）z分別為36.4 mD、16.7%及9.9 m；單層2 平均滲透率、平均有效孔隙度及有效厚度（垂直）分別為44.8 mD、17.5%及4.7 m。計算平均FLAIR 校正油指數(shù)Fa′需要對儲層段進(jìn)行四舍五入求整，單層1和單層2 求整后分別為3 498.0～3510.0 m 和3 511.0～3517.0 m，運用公式計算得到單層1 的Fa′值為0.0314 L/L，單層2的Fa′值為0.0178 L/L，根據(jù)油層產(chǎn)能指數(shù)公式得到單層1 油層產(chǎn)能指數(shù)W1為13.7465，單層2油層產(chǎn)能指數(shù)W2為8.0987（表2），所以測試井段的油層產(chǎn)能指數(shù)W為W1+W2＝21.8452。

表2 A 16井測試段計算參數(shù)統(tǒng)計

應(yīng)用新方法油層產(chǎn)能預(yù)測模型，預(yù)測油層產(chǎn)能為414.6 m3/d，最終本井產(chǎn)油487.3 m3/d，產(chǎn)少量氣，未見水，產(chǎn)能差值為-72.7 m3/d；應(yīng)用傳統(tǒng)油層能預(yù)測模型，預(yù)測產(chǎn)能為119.77 m3/d，其產(chǎn)能差值為-367.53 m3/d。如圖5 紅線所示，新方法建立的產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果與實際產(chǎn)能符合度更高，基于FLAIR 實時流體錄井資料的油層產(chǎn)能預(yù)測方法取得了較好的應(yīng)用效果，為勘探?jīng)Q策提供了重要的技術(shù)支持。

5 結(jié)論

（1）盡管影響油層產(chǎn)能的因素存在一些次要因素，比如地質(zhì)條件、鉆井條件和試油條件，但實踐證明，在珠江口盆地珠一坳陷使用新方法建立的油層產(chǎn)能預(yù)測模型，產(chǎn)能預(yù)測評價效果較好，具有良好的實用性和準(zhǔn)確性，在油層產(chǎn)能預(yù)測方面具有一定的推進(jìn)作用。

（2）基于FLAIR 實時流體錄井資料的油層產(chǎn)能預(yù)測方法，開拓了一種錄、測井資料預(yù)測油層產(chǎn)能的定量化評價新方法，具有重要的借鑒意義，提升了FLAIR錄井技術(shù)在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的影響力。