張 穎,楊麗麗,陳木銀,林忠霞,魏 嬌,李 平,梁梅

(1.中國石油集團測井有限公司長慶事業(yè)部,陜西 西安710201;2.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院,山東青島266555)

鎮(zhèn)北地區(qū)延安組油藏經歷次生改造時伴隨油藏的二次驅替過程,并受儲層非均質性影響,后期侵入的大氣淡水在油藏內部滲流的過程中具有明顯的選擇性,使這類油藏非均質現象更為嚴重,主要表現為層間地層水礦化度變化范圍大,地層水礦化度的復雜性導致油水層電阻率變化范圍大,特征十分復雜,電阻率高低準確反映油層的能力變弱,低阻油層和高阻水層同時存在,并且水層的電阻率都相對較高,導致油水層區(qū)分難度大。中油測井公司長慶事業(yè)部在環(huán)江油田測井解釋的大量實踐中,分別總結出電阻率與聲波時差交會圖法、自然電位與電阻率比值法、三孔隙度交會圖法、時間推移法等多種常規(guī)解釋方法[1],可不同程度地識別該地區(qū)的油水層。然而,由于各種方法均存在一定程度的應用條件限制,單獨使用某一方法對鎮(zhèn)北地區(qū)延安組高阻水層和低阻油層的識別效果較差,解釋成果與試油數據符合程度不高。針對這種情況,分析該地區(qū)儲層地質特性和不同解釋方法的特點,研究出相應的陣列感應侵入因子解釋方法,將該方法與聲波時差-電阻率交會圖法相結合,計算出鎮(zhèn)北地區(qū)延安組低阻油層解釋參數限定值,可有效識別油水層,提高了該地區(qū)低阻油層解釋符合率。本文主要介紹利用陣列感應侵入因子法與該地區(qū)聲波時差-電阻率交會圖法,建立鎮(zhèn)北地區(qū)延安組低阻油層解釋參數限定值的方法及其實際應用。

1 區(qū)域地質概況

鎮(zhèn)北地區(qū)北起馬嶺油田、南到鎮(zhèn)原油田,東始西峰油田、西至殷家城,其延安組是多成因機理形成的水下扇、三角洲復合體,具有近源、岸陡、巖性變化劇烈的特點[2]。物源來自西南方向的鎮(zhèn)北馬嶺河流-三角洲體系。由于這類沉積與深湖-半深湖相生油巖伴生,縱向上又具有泥巖層遮擋,因此,具備良好的生儲蓋條件,為重要的含油儲層。延安組細分為延4+5、6、7、8、9、10,該區(qū)主力油層為延6、延7、延8、延9、延10,存在大量的低電阻率油層。低電阻率油層解釋一直是測井解釋中的難點,就延安組主力油層而言,其出油電阻率值最低達5.5Ω·m,延安低阻油層電性特征見圖1。

圖1 延安低阻油層電性特征Fig.1 Electrical characteristics of low-resistivity reservoir of Yanan Formation

2 聲波時差-電阻率交會圖法

交會圖技術[3]是測井評價中最有效的油層定性-半定量識別技術之一,利用測井原始信息或計算信息兩兩組合[4]而形成交會圖,根據交會圖中數據點的分布規(guī)律來進行油、水層判別。

2.1 延3—延7油組深感應電阻率與聲波時差交會圖

研究發(fā)現本區(qū)儲層物性、地層水礦化度等是影響油水層解釋的主要因素,因此,流體識別時分層段建立孔隙度-電阻率交會圖,對油水層進行識別具有很好的效果。分層段利用大量的試油驗證資料讀取電性參數作聲波時差-電阻率交會圖,得到各個層段儲層的電性參數下限值。如圖2所示,延3—延7段儲層總體含油性較差,聲波時差值顯示儲層物性差,流體性質以油層、油水層和水層為主。油層中油水層和含油水層占的比例較大,說明油層含油飽和度整體不高,在地層水礦化度較低的背景下,再加上鉆井液侵入的影響,導致一些高阻水層的出現,容易造成解釋失誤,從而間接地忽略了一些低阻油層存在的可能性。例如,圖2中緊挨著水層的點為羅69井低阻油層,壓裂后產油10.63 t/d。因此根據試油資料確定的延3—延7油組儲層的聲波時差下限值為245 μs/m,油層區(qū)的深探測電阻率下限值為5.3 Ω·m,隨著孔隙結構變差,油層的電阻率下限值逐漸升高。

圖2 延3—延7油組深側向電阻率與聲波時差交會圖Fig.2 Deep lateral resistivity-interval transit time cross-plot of Yan 3-Yan 7 oil reservoirs

延3—延7油組電阻率-聲波時差識別油層標準

2.2 延8—延10油組深感應電阻率與聲波時差交會圖

如圖3所示,延8—延10儲層總體含油性較好,儲層物性比延7以上要好,流體性質以油層和水層為主,油層和油水層的電阻率稍高于水層的電阻率,當油層孔隙度比水層大時,由于孔隙度的影響,導致油層電阻率降低,使得油層與孔隙度較小的水層電阻率接近,將油層誤判為水層;當油層和水層的物性相近時,油層電阻率高于水層電阻率。根據試油資料確定延8—延10儲層流體識別標準如下:

圖3 延8—延10油組電阻率與聲波時差交會圖Fig.3 Deep lateral resistivity-interval transit time cross-plot of Yan 8-Yan 10 oil reservoirs

2.3 聲波時差與電阻率交會圖法的適用性分析

聲波時差-電阻率交會圖法具有快速、直接、操作簡單的特點,可以正確識別大多數儲層的流體性質,在延3—延10都可以快速應用,但是在與實際對比中也發(fā)現,該方法對高阻水層、低阻油層、油水層的識別準確度較低。

3 陣列感應侵入因子法

3.1 陣列感應測井數字處理

陣列感應測井在采用多種頻率陣列測量的同時,應用軟件數字聚焦、環(huán)境校正和反演技術,通過對資料的數字處理,可以大大提高其測量效果。常規(guī)數字處理流程主要有:趨膚影響校正[5-6]、井眼環(huán)境校正、傾斜影響校正、優(yōu)化合成處理、一維徑向電阻率反演[7]等。

3.2 陣列感應侵入因子法

油、水層在陣列感應電阻率測井徑向分布上具有明顯的區(qū)別,這種異常響應在低阻油層的識別上具有常規(guī)測井不具備的優(yōu)勢,是利用陣列感應測井進行油、水層識別的基礎。理論上儲層油水層的侵入特征如下:

水層侵入特征主要是↘形態(tài)特征(增阻侵入),沒有低阻環(huán)帶的油層主要是↗型特征(減阻侵入),低阻環(huán)帶主要是∨型特征[8],其中低阻環(huán)帶出現在0.762 m、1.524 m 2個探測深度。基于以上特征,本次研究充分利用不同流體性質的陣列感應電阻率測井徑向分布特征,并采取逐次累計異常以放大油氣層信息的方法來增強油層對水層的分辨能力。

鉆井液對油層、油水同層、水層的影響是有差別的,在對鉆井液侵入規(guī)律認識的基礎上,建立基于鉆井液侵入原理的油水層識別方法。定義侵入因子Qr和電阻率差值△Rt:

式中:AT20、AT30、AT60、AT90分別為陣列感應測井0.609 6 m(2 ft)分辨率時0.508 m(20 in)、0.762 m(30 in)、1.524 m(60 in)、2.286 m(90 in)探測深度曲線的電阻率值。鎮(zhèn)北地區(qū)儲層的巖性細、孔隙結構差,鉆井液侵入程度弱,而上段的延3—延7和下段的延8—延10儲層物性有差異,因此,分段用該方法對儲層的流體進行識別。

圖4是延3—延7油組侵入因子(Qr)與電阻率差值(△Rt)交會圖,從圖中可以看出油層、油水同層的侵入因子大于水層的侵入因子,△Rt在油層段和油水層段較大。因此,可以用二者交會來識別油水層。

圖4 延3-延7油組侵入因子(Qr)與電阻率差值(△Rt)關系Fig.4 Relationship between invasive factor and resistivity difference of Yan 3-Yan 7 oil reservoirs

圖5是延8—延10油組侵入因子(Qr)與電阻率差值△Rt交會圖。延8—延10油組儲層物性較差,聲波時差值集中在218～240 μs/m,因而鉆井液侵入儲層的程度較低,油層、油水同層的侵入因子小于2.2,水層一般在2.2以上,但是相對于延3—延7油組,延8—延10油組油、水層的侵入界限很清晰,許多油層的侵入因子集中在0.5～2.2,說明油層受侵入影響較小,因此,用該方法對延8—延10油組進行識別要比延3—延7油組效果更明顯。

圖5 延8-延10油組侵入因子(Rr)與電阻率差值(△Rt)關系Fig.5 Relationship between invasive factor and resistivity difference of Yan 8-Yan 10 oil reservoirs

圖6是鎮(zhèn)××井的綜合解釋成果圖,圖中8號層屬延9油組,測井解釋為油層,計算的侵入因子(Qr)在1.2～1.7,小于2.2,電阻率差值(△Rt)除了頂部巖性影響,基本在3.0～4.2 Ω·m之間變化,符合油層、油水層限定區(qū)間值,該層段爆壓試油日產油48 m3。10號層解釋為水層,計算的侵入因子(Qr)在2.4～2.7,大于2.2,電阻率差值(△Rt)平均值為5.6 Ω·m,符合水層限定區(qū)間值。

圖6 陣列感應法識別油層成果圖Fig.6 Integrated interpretation graph of oil reservoir identification by MIT

3.3 陣列感應侵入因子法評價油水層的適用性分析

陣列感應侵入因子法對物性特征好、侵入明顯的儲層具有較高的識別精度,能夠識別薄層和因鉆井液侵入而漏失的油水層,適應于鎮(zhèn)北地區(qū)延安組這類典型低阻油水層的識別。該方法在鉆井液侵入儲層程度較低時,存在不能有效區(qū)分油層、油水層(圖5),在泥漿電阻率低于0.5 Ω·m時,識別準確度較低的局限性。

4 陣列感應侵入因子法與聲波時差-電阻率交會圖結合方法的建立

從圖7、圖8可以發(fā)現,單獨利用侵入因子法或電阻率與聲波時差交會法能夠準確地識別水層,但都無法把油層和油水層有效區(qū)分開,而將2種方法相結合進行分析,可以看出延X-延Y油組儲層物性比較好,聲波時差值集中在234～253 μs/m之間,鉆井液侵入儲層的程度較高,油、水層的侵入界限很清晰,許多油層的侵入因子在2.2以下及2.5以上,2種方法結合能夠獲得延安組低阻油層解釋參數限定值[9],實現油水層的快速識別。解釋參數限定值獲取方法如下:

圖7 侵入因子(Rr)與電阻率差值(△Rt)交會圖Fig.7 Invasive factor-resistivity difference cross-plot

圖8 聲波時差(Ac)與2.286 m深探測電阻率(Rt)的交會圖Fig.8 Interval transit time-resistivity at 2.286 m cross-plot

由圖7可以得出

由圖8可以得出

綜合以上結論獲得該低阻油層解釋參數限定值見表1。

5 應用效果

陣列感應侵入因子法與聲波-電阻率交會圖相結合建立的鎮(zhèn)北地區(qū)延安組低阻油層解釋方法,經多口井解釋成果與試油結果驗證[10],該方法能夠克服單一解釋方法的局限性,有效解釋水層、油水層、油層,提高解釋符合率。

表1 延X-延Y低阻油層解釋參數限定值Tab.3 Interpretative parameter limits of Yan X-Yan Y low-resistivity oil reservoirs

5.1 延安組水層的判識

鎮(zhèn)××井延8段解釋結果見圖9,其原因為:12號層電阻率為4.88 Ω·m,聲波時差為237.21 μs/m,侵入因子Qr=2.4,電阻率差△Rt=4.67 Ω·m。將12號層的測井參數呈現在解釋圖版上,如圖10、圖11所示。從圖10的侵入因子與電阻率差值交會圖可以看出,12號層主要落在水層區(qū)域;從圖11可以看出,12號層落在水層區(qū)域。因此,根據解釋參數限定值判定該層為水層。從試油結果來看,該層段日產油0 t、水42.2 m3,試油結論為水層。解釋結論與試油結果相符。

5.2 延安組油水層的判識

木××井延9段解釋結果見圖12,其原因為:15號層,井段2 002.0～2 004.4 m,電阻率9.1 Ω·m,聲波時差250.4 μs/m,侵入因子Qr=1.7,電阻率差△Rt=5.82 Ω·m;16號層,井段2 020.5～2 025.7 m,電阻率7.7 Ω·m,聲波時差258.7 μs/m,侵入因子Qr=2.6,電阻率差△Rt=8.8 Ω·m。將15、16號層的測井參數呈現在解釋圖版上,如圖13、圖14所示。從圖13的侵入因子與電阻率差值交會圖可以看出,15號層落在油層區(qū)域,16號層落在油水層區(qū)域;從圖14聲波時差與電阻率交會圖可以看出,15、16號層落在油(油水)層區(qū)域。因此,根據解釋參數限定值判定15號層為油層,16號層為油水層。從試油結果來看,15號井段日產油3.5 t,水0 m3;16 號層井段日產油7.54 t,水3.1 m3。解釋結論與試油結果相符。

圖9 鎮(zhèn)××井延8段綜合解釋成果Fig.9 Integrated interpretation graph of Yan-8 member in well Zhen××

圖10 鎮(zhèn)××井延8段侵入因子法檢驗圖Fig.10 Verification of array induction invasive factor method of Yan-8 member in well Zhen××

圖11 鎮(zhèn)××井延8聲波-電阻率交會法檢驗圖Fig.11 Verification of interval transit time-resistivity cross-plot of Yan-8 member in well Zhen××

6 結論

(1)將陣列感應侵入因子法與聲波時差-電阻率交會圖法相結合,能夠克服各方法單獨應用的局限性,通過低阻油層解釋參數限定值得到的解釋成果與試油結果一致。

(2)使用陣列感應侵入因子法時,應根據儲層物性差異分段使用,可以提高對儲層流體識別的準確性。

(3)陣列感應侵入因子法與聲波時差-電阻率交會圖法相結合建立低阻油層解釋參數限定值時,應參考本地區(qū)各區(qū)塊解釋成果和試油結果,綜合考慮分析,提高參數的準確度。

圖12 木××井延9段綜合解釋成果Fig.12 Integrated interpretation graph of Yan-9 member in well Mu××

圖13 木××井延9侵入因子法檢驗圖Fig.13 Verification of array induction invasive factor method of Yan-9 member in well Mu××

圖14 木××井延9聲波-電阻率交會法檢驗圖Fig.14 Verification of interval transit time-resistivity cross-plot of Yan-9 member in well Mu××

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