曾焱李濤葉素娟

1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院 2.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院

川西須家河組二段超致密儲(chǔ)層有效性測(cè)井綜合評(píng)價(jià)

曾焱1,2李濤2葉素娟2

1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院 2.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院

曾焱等.川西須家河組二段超致密儲(chǔ)層有效性測(cè)井綜合評(píng)價(jià).天然氣工業(yè),2010,30(6):35-38.

四川盆地西部上三疊統(tǒng)須家河組二段低孔低滲儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng),傳統(tǒng)的儲(chǔ)層有效性測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)方法的適用性受到制約,尋找一套切實(shí)有效的測(cè)井解釋評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)解決該區(qū)面臨的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)、天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)等問題有著重要的意義。為此,采用了常規(guī)與特殊測(cè)井資料相結(jié)合,以宏觀與微觀地質(zhì)特征研究成果為切入點(diǎn),尋找測(cè)井信息能描述二者具有統(tǒng)一關(guān)系的解釋模式,建立了一套儲(chǔ)層參數(shù)確定、流體性質(zhì)判別、裂縫識(shí)別等表征儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征的定性分析與定量計(jì)算的評(píng)價(jià)方法,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合鉆井、錄井信息,對(duì)單井儲(chǔ)層進(jìn)行綜合解釋,從而達(dá)到準(zhǔn)確識(shí)別儲(chǔ)層有效的目的。采用該方法,對(duì)川西新場(chǎng)地區(qū)須二段儲(chǔ)層進(jìn)行了單井測(cè)井精細(xì)解釋評(píng)價(jià),符合率大大提高,地質(zhì)效果明顯。驗(yàn)證了該方法的適用性和有效性。

四川盆地 西 晚三疊世 低滲透儲(chǔ)集層 孔隙度 地質(zhì)特征 測(cè)井 識(shí)別 評(píng)價(jià)

1 地質(zhì)特征

1.1 巖石及物性特征

川西新場(chǎng)須家河組二段發(fā)育辮狀河三角洲平原和前緣河道以及前緣河口沉積,砂體發(fā)育、厚度較大,儲(chǔ)層巖性為淺灰色中粒巖屑石英砂巖,儲(chǔ)集空間主要為粒內(nèi)溶孔、粒間孔和粒間溶孔,次為微孔和沿顆粒分布的一些微裂縫,儲(chǔ)集空間類型為裂縫—孔隙型;儲(chǔ)層物性差巖心分析儲(chǔ)層孔隙度最大為12.28%、最小為0.34%、平均為3.36%;滲透率最大為526.488mD、最小為0.00019mD、平均0.064mD,屬于特低孔致密儲(chǔ)層。

1.2 滲流特征

由須二段儲(chǔ)層孔隙度與滲透率的關(guān)系圖(圖1)可見,隨著孔隙度的增大滲透率有變好的趨勢(shì),但孔滲相關(guān)性較差,這說明須二段儲(chǔ)層基質(zhì)孔滲相關(guān)性較好,同時(shí)儲(chǔ)層存在一些與孔隙空間關(guān)系較小的額外滲濾通道,這些滲濾通道使得須二段滲透率值的增加對(duì)孔隙度增加的依賴很小。由薄片鑒定可推斷新場(chǎng)須二段儲(chǔ)層的額外滲濾通道為裂縫(圖2)。工業(yè)氣流的產(chǎn)出對(duì)裂縫的依賴程度很高[1-3]。

圖1 須二段儲(chǔ)層孔隙度與滲透率關(guān)系圖

2 儲(chǔ)層參數(shù)預(yù)測(cè)

新場(chǎng)須二段目前的勘探開發(fā)結(jié)果表明:這些相對(duì)優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層段有著較為復(fù)雜的氣水分布規(guī)律,準(zhǔn)確計(jì)算地層的地球物理參數(shù)是對(duì)儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)的首要工作。以往的研究是在假定儲(chǔ)層參數(shù)所對(duì)應(yīng)測(cè)井特征具唯一性的前提下進(jìn)行的,由此得到的參數(shù)值在精度上存在誤差的較大,究其原因有:①由于每種測(cè)井方法在理論上只是表征巖石物理性質(zhì)的某一主要方面,但其影響因素又是多方面的;②由于此類超致密、高溫、高壓、非均質(zhì)復(fù)雜地層,盡管取心樣品在不斷增多,但具代表性的取心井段甚少,對(duì)模型的修正與完善也只是停留在原技術(shù)方法基礎(chǔ)上,并不具普遍適用性;③對(duì)于這類超致密裂縫—孔隙型儲(chǔ)層其飽和度和滲透率的計(jì)算本身也屬于世界級(jí)的難題,加之本研究區(qū)沒有做密閉取心工作,對(duì)計(jì)算的結(jié)果也就無法進(jìn)行檢驗(yàn)與校正。鑒于此狀況,應(yīng)加強(qiáng)研究、總結(jié)。

圖2 須二段儲(chǔ)集空間圖版

2.1 孔隙度計(jì)算

從微觀地質(zhì)特征入手,薄片鑒定、掃描電鏡和X—衍射的結(jié)果發(fā)現(xiàn),須二段砂體內(nèi)的泥質(zhì)含量極低,黏土礦物以伊利石為主,其次為綠泥石,其中伊利石以片狀、毛針狀、束狀或集合體狀充填于孔隙或圍繞顆粒邊緣的形式存在,綠泥石以孔隙襯里和孔隙充填形式存在,對(duì)儲(chǔ)層有建設(shè)性作用。為此,在體積模型的基礎(chǔ)上,將泥質(zhì)賦存方式分為結(jié)構(gòu)泥、分散泥和層狀泥3類,各自在宏觀物理量的貢獻(xiàn)分別為:結(jié)構(gòu)泥質(zhì)作為骨架存在,不影響孔隙度大小;分散泥質(zhì)占據(jù)孔隙的一部分;而層狀泥可視為另一骨架巖性。將這3種類型與測(cè)井信息結(jié)合,分別建立不同的計(jì)算模型(表1),再與實(shí)際巖心刻度,就可較準(zhǔn)確地計(jì)算孔隙度參數(shù)。

表1 須家河組儲(chǔ)層孔隙度參數(shù)計(jì)算模型表

2.2 滲透率估算

眾所周知,滲透率的大小主要取決于孔隙度的大小和孔隙的幾何形狀,通過對(duì)須二段大量的鑄體薄片觀察分類后,建立了與微裂縫發(fā)育程度有關(guān)的孔隙度與平均滲透率之間的關(guān)系(圖3),其中滲透性最好的是由黑色曲線代表,綠色曲線表示最為致密,橙紅色曲線表示在顯微鏡下可見孔隙連通性較差,未見或有極少微裂縫,喉道發(fā)育差;藍(lán)色曲線則代表有少許喉道或微裂縫連通,將測(cè)井曲線與之進(jìn)行綜合標(biāo)定后,可計(jì)算得到不同孔隙結(jié)構(gòu)及裂縫發(fā)育程度下的地層滲透率。

圖3 須二段孔隙度—滲透率關(guān)系圖

2.3 含水飽和度計(jì)算

根據(jù)物性及孔隙結(jié)構(gòu)條件分析,須二段屬于含少量(或不含)泥,超低孔隙以裂縫—孔隙型為主的儲(chǔ)集層,因而選用阿爾奇公式:。本次研究共送巖電實(shí)驗(yàn)樣品31個(gè),受取心段和巖心物性變化梯度的限制,沒有再將其細(xì)分為各小層砂組?？紤]以往常溫常壓條件下的樣品結(jié)果不符合真實(shí)地層條件、結(jié)果數(shù)據(jù)可塑性大等因素,此次研究采用了模擬地層的實(shí)驗(yàn)條件來確定阿爾奇公式中的m、n、a、b值[4]。

3 流體識(shí)別

3.1 孔隙度—含水飽和度交會(huì)法

根據(jù)阿爾奇的經(jīng)典公式可以知道:如果儲(chǔ)層只含束縛水,在φ—Sw交會(huì)圖中的交會(huì)點(diǎn)呈近雙曲線分布規(guī)律,說明儲(chǔ)層只含束縛水,不含可動(dòng)水,儲(chǔ)層為氣層(圖4);如交會(huì)點(diǎn)不呈近雙曲線分布規(guī)律,說明儲(chǔ)層不僅含束縛水,還含可動(dòng)水,儲(chǔ)層為水層或氣水同層(圖5)。

圖4 川X8井氣層φ—Sw交會(huì)圖

3.2 等量剛孔隙度重疊法

其原理是基于在相同的滲儲(chǔ)條件下,孔隙度測(cè)井對(duì)水層與對(duì)氣層的響應(yīng)變化有一定差異基礎(chǔ)上。當(dāng)井壁周圍地層孔隙空間中含有殘余天然氣時(shí),補(bǔ)償中子測(cè)井所測(cè)得的孔隙度遠(yuǎn)低于純地層孔隙度(即地層含純凈水時(shí)的孔隙度),殘余氣飽和度越高其中子測(cè)井孔隙度比純地層孔隙度下降越多,其兩者等量剛的差異即能體現(xiàn)流體性質(zhì)。由于研究區(qū)密度受井眼影響較大,所以將標(biāo)準(zhǔn)化后的聲波、中子重疊作為識(shí)別天然氣信息的主要指標(biāo)。

4 裂縫評(píng)價(jià)

4.1 成像測(cè)井裂縫識(shí)別

按聲電成像測(cè)圖像顏色的深淺,可以直觀、清晰地拾取裂縫發(fā)育的條數(shù)和裂縫的傾角,這是最有力的裂縫識(shí)別手段。通常成像測(cè)井分辨裂縫的類型有:高角度縫、低角度縫、網(wǎng)狀縫3大類,同時(shí)可以直觀顯示其有效性,圖6是X856井產(chǎn)層段裂縫成像測(cè)井圖,清楚地展示了裂縫的各類型。

圖6 X856井網(wǎng)狀縫影像特征圖

4.2 裂縫參數(shù)估算

從成像資料可以定量計(jì)算裂縫孔隙度、張開度、裂縫密度、裂縫產(chǎn)狀等參數(shù),其原理是在成像測(cè)井圖上識(shí)別裂縫,然后針對(duì) FMI成像儀器由數(shù)值模擬得來的[5],具體公式為:

式中:W為裂縫張開度;c為系數(shù),完全取決于FMS成像測(cè)井儀器的具體結(jié)構(gòu),μm-1;b為系數(shù),完全取決于FMS成像測(cè)井儀器的具體結(jié)構(gòu),無量綱;A為由裂縫造成的電導(dǎo)異常面積;Rxo為裂縫巖石骨架電阻率,Ω ·m;Rm為裂縫中流體電阻率,Ω·m。

5 儲(chǔ)層有效性綜合評(píng)價(jià)

將上述方法得到的定性、定量結(jié)果進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià),并結(jié)合測(cè)試結(jié)果,可對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行有效性識(shí)別。圖7是川5井綜合評(píng)價(jià)圖。該井顯示須二段上部?jī)?chǔ)層物性、天然氣、裂縫匹配關(guān)系較好,而含水夾層對(duì)應(yīng)裂縫不發(fā)育段,故解釋該層為氣層,原始狀態(tài)不產(chǎn)水;中上部?jī)?chǔ)層段有含水夾層且對(duì)應(yīng)裂縫發(fā)育,綜合解釋該層為含水氣層;中下部含氣性差,以含水夾層為主,裂縫發(fā)育,綜合解釋該層為含氣水層;下部以含水層為主,綜合解釋為含水層;底部砂層有一定的裂縫發(fā)育,流體局部含氣,綜合儲(chǔ)層參數(shù)綜合解釋為差氣層。測(cè)試時(shí)對(duì)該井進(jìn)行了兩次射孔測(cè)試,第一次對(duì)5157～5180m進(jìn)行測(cè)試,獲天然氣產(chǎn)量8.58×104m3/d;第二次對(duì)4925～5045m和5063～5092m進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果產(chǎn)水量72.4m3/d,后經(jīng)生產(chǎn)測(cè)井證實(shí)主產(chǎn)水層為5033～5044m和5073～5091.7m。該井的精細(xì)評(píng)價(jià)結(jié)果得到了很好的地質(zhì)印證[6-7]。

圖7 川5井精細(xì)評(píng)價(jià)解釋成果圖(注:1ft=30.48cm)

6 結(jié)論

1)宏觀與微觀地質(zhì)認(rèn)識(shí)的統(tǒng)一性,是測(cè)井儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)研究的核心方法。

2)儲(chǔ)層參數(shù)的精細(xì)研究為提高非均質(zhì)復(fù)雜油氣藏的識(shí)別提供了更合理的地球物理數(shù)據(jù)信息。

3)對(duì)儲(chǔ)層參數(shù)、流體、裂縫的正確認(rèn)識(shí)評(píng)價(jià)是對(duì)此類低孔滲儲(chǔ)層是否具有效性判斷的3個(gè)重要條件,缺一不可。

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(修改回稿日期 2010-04-22 編輯 韓曉渝)

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.009

Zeng Yan,senior engineer,born in1973,is engaged in research of hydrocarbon accumulation and oil and gas field development.

Add:No.116,North Sec.4,First Ring Rd.,Chengdu,Sichuan610083,P.R.China

Tel:+86-28-83355259 E-mail:litao503@126.com

Comprehensive logging evaluation of effectiveness of super-tight reservoirs in the second member of the Xujiahe Formation,western Sichuan Basin

Zeng Yan1,2,Li Tao2,Ye Sujuan2
(1.School ofEnergy Resources,Chengdu University ofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;2.Ex ploration&Development Research Institute,Sinopec Southwest B ranch Company,Chengdu,Sichuan610051,China)

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE6,pp.35-38,6/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)

Reservoirs in the second member of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the western Sichuan Basin are featured by lowporosity,low permeability and strong heterogeneity,constraining the conventional logging evaluation of reservoir effectiveness. Therefore,developing a set of practical logging evaluation techniques is of great significance for comprehensive reservoir evaluation as well as gas reserve growth and production increase.By integrating conventional and special logging data,we define a log interpretation mode that can describe the relationship between macroscopic and microscopic geological features.A set of appraisal methods are presented for quantitative and qualitative description of a reservoir such as defining reservoir parameters,identifying fluid properties, and recognizing fractures.The description result,in combination with drilling and logging data,is used to perform an integrated interpretation of reservoirs in a single well.This method is applied to fine logging evaluation of reservoirs in the second member of the Xujiahe Formation in a single well in the Xinchang area,western Sichuan Basin.The coincidence rate of interpretation results is significantly improved,indicating that this method is effective in logging evaluation of super-tight reservoirs.

Sichuan Basin,west,Late Triassic,low permeability reservoir,porosity,geological feature,logging,identification,evaluation

book=35,ebook=196

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.009

曾焱,1973年生,高級(jí)工程師,碩士;從事油氣藏成藏與油氣田開發(fā)研究工作。地址:(610083)四川省成都市一環(huán)路北四段116號(hào)中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院。電話:(028)83355259。E-mail:litao503@126.com