楊洪偉 呂洪志 崔云江 李興麗 許賽男 汪瑞宏

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)

JZ-S油田變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)新方法及其應(yīng)用

楊洪偉 呂洪志 崔云江 李興麗 許賽男 汪瑞宏

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)

在JZ-S油田變質(zhì)巖潛山勘探階段測(cè)井評(píng)價(jià)方法研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)該油田在開(kāi)發(fā)階段所面臨的測(cè)井評(píng)價(jià)難點(diǎn)，探索出了新的潛山測(cè)井評(píng)價(jià)方法。提出了利用等效裂縫密度進(jìn)行裂縫定量描述以及利用裂縫儲(chǔ)層系數(shù)與測(cè)井曲線形態(tài)相結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)能估算的新思路，進(jìn)一步完善了潛山測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)系列，并在該油田開(kāi)發(fā)階段測(cè)井評(píng)價(jià)工作中發(fā)揮了重要的技術(shù)支持作用。

變質(zhì)巖潛山測(cè)井評(píng)價(jià)等效裂縫密度裂縫儲(chǔ)層系數(shù)JZ-S油田

JZ-S油田是渤海海域一個(gè)大型太古宇變質(zhì)巖潛山裂縫型油藏［1］，具有巖性多變、儲(chǔ)集空間復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，油田開(kāi)發(fā)難度較大。在勘探評(píng)價(jià)階段采用常規(guī)電纜測(cè)井、陣列聲波、微電阻率掃描成像、生產(chǎn)測(cè)井等多項(xiàng)測(cè)井系列，形成了一套包括巖性識(shí)別、裂縫評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層參數(shù)及有效厚度確定在內(nèi)的測(cè)井評(píng)價(jià)方法［2］。為了更好地適應(yīng)海上油田開(kāi)發(fā)階段更為精細(xì)的測(cè)井評(píng)價(jià)要求，本文結(jié)合新增測(cè)試及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料，進(jìn)一步深化了常規(guī)測(cè)井、井壁成像、陣列聲波測(cè)井技術(shù)的研究和應(yīng)用，提出了利用等效裂縫密度進(jìn)行裂縫定量描述，以及利用裂縫儲(chǔ)層系數(shù)與測(cè)井曲線形態(tài)結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)能估算的新思路，進(jìn)一步完善了潛山測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)系列，有力支持了JZ-S裂縫性潛山油藏的高效開(kāi)發(fā)。

1利用等效裂縫密度進(jìn)行裂縫定量描述

微電阻率掃描成像測(cè)井是進(jìn)行裂縫評(píng)價(jià)的最直觀方法，利用成像測(cè)井資料可以有效識(shí)別裂縫，確定裂縫的類型、產(chǎn)狀及分布，定量計(jì)算裂縫的孔隙度、密度、長(zhǎng)度、寬度等參數(shù)，進(jìn)而對(duì)裂縫儲(chǔ)層進(jìn)行深入分析。其中，裂縫密度是描述裂縫儲(chǔ)層有效性的關(guān)鍵參數(shù)。

當(dāng)?shù)貙与娮杪首兓瘯r(shí)，測(cè)井儀器的相對(duì)電流也發(fā)生變化。如果地層中發(fā)育有高導(dǎo)的裂縫，則會(huì)產(chǎn)生高導(dǎo)異常。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同的裂縫寬度將導(dǎo)致不同的電導(dǎo)率異常面積，通過(guò)圖1的示意及公式(1)，利用高導(dǎo)異常面積與地層電阻率和泥漿電阻率的關(guān)系可以進(jìn)行裂縫寬度的估算，即

W=c×A×Rbm×R1－bxo(1)

式(1)中:W為裂縫寬度;A為由裂縫造成的電導(dǎo)異常的面積;Rxo為地層電阻率(一般情況下是沖洗帶電阻率);Rm為泥漿電阻率;c、b為與儀器有關(guān)的常數(shù)，通常情況下b接近為0。其中，A、Rxo是基于標(biāo)定到淺側(cè)向電阻率后的圖像計(jì)算的。

圖1 裂縫寬度計(jì)算示意圖

在實(shí)際的裂縫儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)反?，F(xiàn)象，即致密層段成像測(cè)井拾取的裂縫密度往往會(huì)大于破碎帶的裂縫密度(圖2)，這給研究人員帶來(lái)了困擾。分析認(rèn)為，由于破碎帶裂縫過(guò)于發(fā)育，在成像測(cè)井資料上顯示為連續(xù)的低阻帶，無(wú)法準(zhǔn)確拾取裂縫;相反，在相對(duì)致密層段上形成的裂縫卻清晰可見(jiàn)。

圖2 JZ-S-A井潛山成像測(cè)井圖

為解決這一問(wèn)題，考慮到電阻率和孔隙度在一定程度上反映了裂縫發(fā)育程度，提出了“等效裂縫密度”的概念，即選擇某一口井(如JZ-S-1井)為關(guān)鍵井，建立起潛山致密段的成像測(cè)井裂縫密度與常規(guī)測(cè)井電阻率或孔隙度之間的關(guān)系，再根據(jù)潛山其他井段的電阻率或孔隙度值反演得到相應(yīng)的等效裂縫密度，用來(lái)進(jìn)行裂縫儲(chǔ)層有效性的評(píng)價(jià)(圖3)。

圖3 JZ-S-1井等效裂縫密度計(jì)算結(jié)果對(duì)比

式(2)中:FVDC_Por為基于孔隙度的等效裂縫密度，條/m;FVDC_tight為致密段裂縫密度，條/m; Por_tight為致密段測(cè)井解釋孔隙度，%;Por為測(cè)井解釋孔隙度，%。

基于電阻率的等效裂縫密度計(jì)算方法為

基于孔隙度的等效裂縫密度計(jì)算方法為

式(3)中:FVDC_Rt為基于電阻率的等效裂縫密度，條/m;FVDC_tight為致密段裂縫密度，條/m;Rt_tight為致密段電阻率，Ω·m;Rt為深電阻率測(cè)井值，Ω·m。

圖3表明這2種方法計(jì)算的結(jié)果較為相近，而且在致密段處與成像測(cè)井解釋裂縫密度基本吻合。

成像測(cè)井拾取的裂縫密度通常表示為每米內(nèi)裂縫的條數(shù)。當(dāng)不同井段的裂縫條數(shù)相同而裂縫寬度及延伸長(zhǎng)度不同時(shí)，滲流能力或有效性會(huì)有很大差異。因此，等效裂縫密度超越了通常意義上的裂縫密度的概念，其實(shí)際意義可視為綜合了裂縫條數(shù)、裂縫寬度等因素為一體，直接反映了裂縫儲(chǔ)層的有效性，從而為裂縫儲(chǔ)層研究提供了直接手段。

2利用裂縫儲(chǔ)層系數(shù)與測(cè)井曲線形態(tài)相結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)能估算

裂縫儲(chǔ)層產(chǎn)能的物質(zhì)基礎(chǔ)包括宏觀縫、微裂縫、溶孔、溶洞在內(nèi)的儲(chǔ)集空間，以及有效裂縫、連通孔隙所形成的滲流通道。產(chǎn)能的影響因素十分復(fù)雜，包括儲(chǔ)集空間發(fā)育程度、裂縫滲流能力、儲(chǔ)集空間的連通情況及分布范圍、生產(chǎn)壓差等。由于開(kāi)發(fā)井以常規(guī)隨鉆測(cè)井為主，成像、陣列聲波等資料相對(duì)缺乏，因此利用常規(guī)測(cè)井進(jìn)行開(kāi)發(fā)井產(chǎn)能評(píng)價(jià)存在一定的不確定性。

生產(chǎn)測(cè)井是識(shí)別流體性質(zhì)、評(píng)價(jià)裂縫儲(chǔ)層產(chǎn)出能力的直接和有效的測(cè)井方法。當(dāng)生產(chǎn)測(cè)井資料與常規(guī)測(cè)井建立了相關(guān)關(guān)系后，即可推廣到整個(gè)開(kāi)發(fā)階段的開(kāi)發(fā)井裂縫儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中。生產(chǎn)測(cè)井得到的比采指數(shù)與儲(chǔ)層滲透性、流體粘度、表皮系數(shù)等因素有關(guān)，考慮到潛山各部位流體粘度相對(duì)穩(wěn)定，因此比采指數(shù)與儲(chǔ)層滲透性的關(guān)系最為密切(排除地層污染的因素)。

常規(guī)測(cè)井得到的地層電阻率、總孔隙度在一定程度上反映了裂縫儲(chǔ)層的滲透性。因此，提出了“裂縫儲(chǔ)層系數(shù)”的概念，即

式(4)中:Fr為裂縫儲(chǔ)層系數(shù);Rt為地層電阻率，Ω·m;Φt為測(cè)井解釋總孔隙度，%。

裂縫儲(chǔ)層系數(shù)綜合體現(xiàn)了地層電阻率與測(cè)井解釋總孔隙度對(duì)裂縫有效性的指示。研究表明，將JZS潛山裂縫型油藏所有測(cè)試層的比采指數(shù)與裂縫儲(chǔ)層系數(shù)進(jìn)行交會(huì)時(shí)，并非所有層的關(guān)系都很好(圖4)。通過(guò)對(duì)該油藏生產(chǎn)測(cè)試資料的分析發(fā)現(xiàn)，所有測(cè)試層可分為3類:第1類位于風(fēng)化殼頂部，風(fēng)化填充作用明顯，滲流能力較差;第2類處于井筒中殘留的完井液以下，其產(chǎn)液能力受到影響;第3類位于風(fēng)化殼頂部以下、完井液面之上，儲(chǔ)集空間以宏觀縫為主，且風(fēng)化充填作用微弱，滲流能力最好，此類測(cè)試層的比采指數(shù)與裂縫儲(chǔ)層系數(shù)關(guān)系最好，根據(jù)回歸得到的公式即可由裂縫儲(chǔ)層系數(shù)求得相應(yīng)的比采指數(shù)(圖4)。由此可見(jiàn)，裂縫儲(chǔ)層系數(shù)可以直接反映以宏觀縫為主的裂縫儲(chǔ)層的產(chǎn)能情況。

圖4 JZ-S潛山裂縫型油藏生產(chǎn)測(cè)井比采指數(shù)與裂縫儲(chǔ)層系數(shù)關(guān)系圖

利用裂縫儲(chǔ)層系數(shù)估算產(chǎn)能的前提是通過(guò)測(cè)井手段將這3類地層進(jìn)行劃分。從測(cè)井曲線形態(tài)上分析，第1類所代表的風(fēng)化殼頂部地層多表現(xiàn)為電阻率、密度測(cè)井值較低，曲線形態(tài)較為平緩;第2類所代表的以宏觀縫為主的地層多表現(xiàn)為高阻背景上的相對(duì)低阻，以及高密度背景上的相對(duì)低密度，此時(shí)致密基巖對(duì)開(kāi)啟的裂縫起到了一定的支撐作用，保持了裂縫的有效滲流能力。因此，將裂縫儲(chǔ)層系數(shù)與測(cè)井曲線形態(tài)相結(jié)合，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)潛山裂縫性儲(chǔ)層有效性的定量評(píng)價(jià)。

3應(yīng)用實(shí)例

圖2中2 280～2 292 m井段為相對(duì)致密段，其電阻率較高，成像測(cè)井圖上顯示為亮色的高阻段，所拾取的裂縫密度最高達(dá)23條/m，平均為18條/m;而2 240～2 280 m井段為網(wǎng)狀縫發(fā)育帶和碎裂帶，其電阻率較低，成像測(cè)井圖上顯示為暗色的低阻帶，所拾取的裂縫密度平均為10條/m，低于致密段的裂縫密度。在此情況下，成像測(cè)井裂縫密度已不再適用于裂縫儲(chǔ)層的有效性評(píng)價(jià)。通過(guò)公式(2)、(3)計(jì)算得到的等效裂縫密度在該井致密段處與成像測(cè)井拾取的裂縫密度相近，而在裂縫發(fā)育段和碎裂帶處卻明顯高于成像測(cè)井拾取的裂縫密度，同時(shí)也高于致密段處的裂縫密度。這說(shuō)明，等效裂縫密度能夠正確地指示裂縫的發(fā)育程度，彌補(bǔ)了成像測(cè)井在拾取裂縫密度時(shí)的反?，F(xiàn)象。

圖5為JZ-S-A井潛山綜合測(cè)井圖，圖中Fr為由公式(4)計(jì)算得到的裂縫儲(chǔ)層系數(shù)。由于JZ-S-A井是一口常規(guī)定向井，而且測(cè)井曲線形態(tài)分析表明電阻率及密度值較高，說(shuō)明風(fēng)化殼不發(fā)育，因此全井段均可采用裂縫儲(chǔ)層系數(shù)法進(jìn)行產(chǎn)能估算。根據(jù)該井裂縫發(fā)育段的厚度以及裂縫儲(chǔ)層系數(shù)，并假設(shè)生產(chǎn)壓差為1 MPa，計(jì)算得到的預(yù)期產(chǎn)能為3 208 m3/d。該井實(shí)際投產(chǎn)后，初期以0.2 MPa的壓差生產(chǎn)，初期產(chǎn)能為629 m3/d。如果將計(jì)算的預(yù)期產(chǎn)能折算到生產(chǎn)壓差為0.2 MPa時(shí)，得到的產(chǎn)能為642 m3/d，與實(shí)際的產(chǎn)能相差不大。這說(shuō)明，將裂縫儲(chǔ)層系數(shù)與測(cè)井曲線形態(tài)相結(jié)合，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)潛山裂縫性儲(chǔ)層有效性的定量評(píng)價(jià)。

圖5 JZ-S-A井潛山綜合測(cè)井圖

4結(jié)束語(yǔ)

目前JZ-S變質(zhì)巖潛山裂縫型油藏開(kāi)發(fā)階段已鉆開(kāi)發(fā)井13口，有8口生產(chǎn)井和5口注水井，所有井均鉆遇裂縫發(fā)育段，開(kāi)發(fā)效果良好，單井初期產(chǎn)能最高達(dá)到1 596 m3/d，開(kāi)發(fā)階段的測(cè)井評(píng)價(jià)工作發(fā)揮了重要的技術(shù)支持作用。下一步將繼續(xù)跟蹤潛山勘探開(kāi)發(fā)部署，結(jié)合潛山儲(chǔ)層地質(zhì)研究與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的成果及時(shí)對(duì)所提出的新的潛山測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與提高，進(jìn)一步深化潛山測(cè)井評(píng)價(jià)的研究方法，從而為今后類似油田勘探開(kāi)發(fā)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

［1］周心懷，項(xiàng)華，于水，等．渤海錦州南變質(zhì)巖潛山油藏儲(chǔ)集層特征與發(fā)育控制因素［J］．石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32(6):17-20．

［2］崔云江，呂洪志．錦州25-1南油氣田裂縫性潛山儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)［J］．中國(guó)海上油氣，2008，20(2):92-95．

(編輯:周雯雯)

New techniques of logging evaluation and their application in the metamorphic buried-hill
reservoir，JZ-S oilfield

Yang Hongwei Lü Hongzhi Cui Yunjiang

Li Xingli Xu Sainan Wang Rihong
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

In terms of the difficulty of logging evaluation during developing the metamorphic buried-hill reservoir in JZ-S oilfield，a new method of logging evaluation has been developed for the reservoir based on the method during its exploration．In addition，the technique series of logging evaluation is improved further for the buried-hill reservoir，by implementing some new ideas，such as making a quantitative fracture description by equivalent fracture density(EFD)and estimating the reservoir productivity by a combination of fractured reservoir index(FRI)with the logging curve profile，which has provided an important support for the logging evaluation during developing this oilfield．

metamorphic rock;buried hill;logging evaluation;equivalent fracture density;fractured reservoir index;JZ-S oilfield

楊洪偉，男，高級(jí)工程師，1993年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院礦場(chǎng)地球物理(測(cè)井)專業(yè)，主要從事測(cè)井資料處理及解釋工作。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。E-mail:yanghw@cnooc．com．cn。

2012-07-17改回日期:2012-08-31