李金奉，鐘淑敏 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

大慶長(zhǎng)垣CC地區(qū)扶余油層油藏類(lèi)型主要以巖性油藏為主，儲(chǔ)層以殘余原生粒間孔為主，喉道狹窄，物性較差，有效孔隙度8%～16%，空氣滲透率0.1～5mD，屬于低孔、低滲儲(chǔ)層。由于儲(chǔ)層具有非均質(zhì)性強(qiáng)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、斷層活動(dòng)多期性等特點(diǎn)，導(dǎo)致流體測(cè)井響應(yīng)復(fù)雜，流體識(shí)別難，應(yīng)用常規(guī)方法油水層解釋精度低。

國(guó)內(nèi)外油水層識(shí)別的方法主要是在開(kāi)展儲(chǔ)層 “四性”關(guān)系研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行導(dǎo)電機(jī)理分析，優(yōu)選儲(chǔ)層參數(shù)進(jìn)行油水層識(shí)別［1－4］，通常采用交會(huì)圖法、電阻率重疊法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。經(jīng)大量研究分析，認(rèn)為孔隙結(jié)構(gòu)是控制低孔低滲油氣藏流體分布的重要因素，因此有必要對(duì)低孔低滲儲(chǔ)層按巖石物理性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，使每一類(lèi)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)基本一致，以提高低孔滲儲(chǔ)層的測(cè)井解釋精度［5］。

1 儲(chǔ)層分類(lèi)研究

通常儲(chǔ)層分類(lèi)主要依據(jù)孔隙度、滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)等參數(shù)?？紫抖确从硟?chǔ)層的儲(chǔ)集空間大小，而滲透率則反映儲(chǔ)層孔隙空間的連通性和巖石的滲流能力；孔隙結(jié)構(gòu)是比宏觀(guān)物性更能反映儲(chǔ)層的本質(zhì)特征的微觀(guān)參數(shù)。對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)的研究通常采用試驗(yàn)方法，存在成本高、難以大量采樣等缺點(diǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)少數(shù)巖心壓汞資料進(jìn)行分析，獲得孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)，通過(guò)對(duì)大量的宏觀(guān)物性參數(shù)計(jì)算，得到儲(chǔ)層分類(lèi)參數(shù)，并進(jìn)行有效劃分。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用巖心刻度測(cè)井的方法建立一套應(yīng)用測(cè)井資料進(jìn)行儲(chǔ)層分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 巖心資料儲(chǔ)層分類(lèi)

毛細(xì)管壓力曲線(xiàn)的形態(tài)特征能比較全面真實(shí)地反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征，是直觀(guān)進(jìn)行儲(chǔ)層分類(lèi)的有效方法［6－7］。筆者通過(guò)重疊法對(duì)研究區(qū)67塊壓汞樣品試驗(yàn)所獲得的毛細(xì)管壓力曲線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)其形態(tài)特征的不同將其分為3類(lèi) （見(jiàn)圖1）。

圖1 毛細(xì)管壓力曲線(xiàn)圖

1）Ⅰ類(lèi) （好）儲(chǔ)層 物性最好，巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，壓汞曲線(xiàn)為Ⅰ類(lèi)曲線(xiàn)，孔喉半徑大、分選好、粗歪度，儲(chǔ)層類(lèi)型主要為中孔、細(xì)喉、特低滲和低孔、微細(xì)喉特、低滲，評(píng)價(jià)為好儲(chǔ)層。

2）Ⅱ類(lèi) （較好－較差）儲(chǔ)層 物性中等，巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，但粒度比Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層稍細(xì)，壓汞曲線(xiàn)類(lèi)型以Ⅱ類(lèi)曲線(xiàn)為主，孔喉分選較好、歪度稍偏細(xì)，儲(chǔ)層類(lèi)型以低孔、微細(xì)喉、超低滲為主，部分為特低孔、微細(xì)喉、超低滲，評(píng)價(jià)為中等儲(chǔ)層，是該區(qū)扶余油層產(chǎn)能貢獻(xiàn)的主體儲(chǔ)層。

3）Ⅲ類(lèi) （差）儲(chǔ)層 物性最差，巖性以粉砂巖為主，粒度較細(xì)，壓汞曲線(xiàn)類(lèi)型為Ⅲ類(lèi)曲線(xiàn)，孔喉半徑小、分選差、細(xì)歪度，儲(chǔ)層類(lèi)型以特低孔、微細(xì)喉、非滲為主，部分為低孔、微細(xì)喉、非滲和超低孔、微細(xì)喉、非滲，評(píng)價(jià)為差儲(chǔ)層。

通過(guò)分析67塊壓汞樣品資料，得到了不同類(lèi)型儲(chǔ)層微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)界限值 （見(jiàn)表1）。

毛細(xì)管壓力曲線(xiàn)典型形態(tài)特征反映了儲(chǔ)層的微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)特征，據(jù)此，可以對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行很好地分類(lèi)評(píng)價(jià)，但由于實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行壓汞試驗(yàn)分析的樣品少且造價(jià)高，一定程度上限制了應(yīng)用范圍。低滲透率儲(chǔ)層微觀(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同孔隙結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)層在物性上的宏觀(guān)表現(xiàn)就是孔隙度、滲透率關(guān)系的變化。因此，以孔隙度、滲透率關(guān)系的變化反映孔隙結(jié)構(gòu)的變化為理論基礎(chǔ)，建立宏觀(guān)物性參數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的方法，即儲(chǔ)層品質(zhì)指數(shù)法（RQI）：

表1 CC地區(qū)扶余油層不同類(lèi)型儲(chǔ)層微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)界限值

式中，RQI為儲(chǔ)層品質(zhì)指數(shù)，μm；K為空氣滲透率，mD；φ為有效孔隙度。

統(tǒng)計(jì)67塊壓汞樣品的RQI值，在應(yīng)用毛管壓力曲線(xiàn)進(jìn)行儲(chǔ)層分類(lèi)的基礎(chǔ)上建立了與壓汞法對(duì)應(yīng)的RQI儲(chǔ)層分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) （見(jiàn)表2）。

表2 CC地區(qū)扶余油層儲(chǔ)層品質(zhì)指數(shù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 測(cè)井資料儲(chǔ)層分類(lèi)

巖心分析方法評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)雖然直接，但具有成本高、難以大量采樣等缺點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中往往不能滿(mǎn)足儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需要，而測(cè)井資料剛好能夠彌補(bǔ)這一不足。應(yīng)用測(cè)井資料進(jìn)行儲(chǔ)層分類(lèi)是儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究成果的最終體現(xiàn)。在應(yīng)用巖心資料進(jìn)行儲(chǔ)層分類(lèi)基礎(chǔ)上，采用巖心刻度測(cè)井的方法建立測(cè)井資料儲(chǔ)層分類(lèi)方法［8］。優(yōu)選與RQI相關(guān)性好的聲波時(shí)差、巖性密度、中子孔隙度、自然伽馬等測(cè)井參數(shù)，建立了RQI測(cè)井解釋模型。

式中，DT為聲波時(shí)差，μs／ft；GR為自然伽馬，API；DEN為巖性密度，g／cm3；CNL為中子孔隙度。

應(yīng)用公式 （2）對(duì)研究區(qū)10口取心井20層進(jìn)行儲(chǔ)層分類(lèi)，分類(lèi)結(jié)果與巖心資料建立的公式 （1）解釋結(jié)果對(duì)比，解釋符合率88%，滿(mǎn)足低滲透儲(chǔ)層分類(lèi)的要求。應(yīng)用測(cè)井資料建立的儲(chǔ)層分類(lèi)模型，對(duì)研究去單井進(jìn)行解釋?zhuān)?dāng)RQI＞3.8時(shí)，解釋為Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層；當(dāng)1.8≤RQI≤3.8時(shí)，解釋為Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層；當(dāng)RQI＜1.8時(shí)，解釋為Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層。

2 油水層識(shí)別方法研究

經(jīng)過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)，Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層主要以干層為主，因此筆者主要針對(duì)Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層進(jìn)行油水層識(shí)別方法研究。

2.1 各類(lèi)儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征

Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層一般厚度較大、物性較好。對(duì)于油層，2.5m電阻率較高，自然電位負(fù)異常較小 （見(jiàn)圖2）；對(duì)于水層，2.5m電阻率相對(duì)低，自然電位負(fù)異常較大 （見(jiàn)圖3）。

Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層薄層發(fā)育、物性較差。對(duì)于油層，感應(yīng)和側(cè)向電阻率較高，自然電位負(fù)異常較小 （見(jiàn)圖4）；對(duì)于水層，感應(yīng)和側(cè)向電阻率相對(duì)低，自然電位負(fù)異常較大 （見(jiàn)圖5）。

圖2 CC地區(qū)扶余油層X(jué)70－1井Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層油層測(cè)井響應(yīng)特征

圖3 CC地區(qū)扶余油層X(jué)2－2井Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層水層測(cè)井響應(yīng)特征

圖4 CC地區(qū)扶余油層X(jué)70－4井Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層油層測(cè)井響應(yīng)特征

圖5 CC地區(qū)扶余油層X(jué)8－4井Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層油水同層測(cè)井響應(yīng)特征

2.2 油水層識(shí)別圖版建立

通過(guò)上述Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層典型油水層測(cè)井響應(yīng)特征分析，發(fā)現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ類(lèi)測(cè)井響應(yīng)有一定差異。因此，應(yīng)選擇不同的測(cè)井參數(shù)應(yīng)用交會(huì)圖法建立各類(lèi)儲(chǔ)層的油水層識(shí)別圖版。

1）Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層油水層識(shí)別圖版 Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層厚度均在2m以上，選擇探測(cè)較深且對(duì)油水層反映敏感的2.5m梯度電阻率（R2.5）、深側(cè)向電阻率（RLLD）和自然電位（SP）曲線(xiàn)，采用逐步判別法建立Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層油水層識(shí)別圖版，即：①識(shí)別油層：應(yīng)用有效孔隙度和R2.5／SP參數(shù)作交會(huì)圖 （見(jiàn)圖6），可以較好的識(shí)別油層。由圖6可見(jiàn)，當(dāng)φ≥14%和φ≥－3.669ln（R2.5／SP）＋16.16時(shí)，為油層。②識(shí)別同層和水層：應(yīng)用深側(cè)向電阻率和自然電位參數(shù)建立了同層和水層識(shí)別圖版 （見(jiàn)圖7）。由圖7可見(jiàn)，當(dāng)RLLD≥17Ω·m且RLLD≥0.6779e0.111SP時(shí)，為同層，否則為水層。

圖6 CC地區(qū)扶余油層油層識(shí)別圖版（Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層）

圖7 CC地區(qū)扶余油層同層與水層識(shí)別圖版 （Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層）

2）Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層油水層識(shí)別圖版 由于Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層發(fā)育較多薄層，在考慮層厚影響的基礎(chǔ)上，分薄、厚層分別建立油水層識(shí)別圖版。①厚度≥1.5m儲(chǔ)層：感應(yīng)測(cè)井曲線(xiàn)可以較好的反映油水特征，因此采用深感應(yīng)電阻率／自然電位、有效孔隙度為縱坐標(biāo)，建立了油水層識(shí)別圖版 （見(jiàn)圖8）。對(duì)于油層，φ≥－13.20ln（RLLD／SP）＋31.5且φ ≥9.0；對(duì)于油水同層，－13.20ln（RLLD／SP）＋18.91≤φ ＜－13.20ln（RLLD／SP）＋31.5且φ≥9.0；對(duì)于水層，φ ＜－13.20ln（RLLD／SP）＋18.91。②厚度＜1.5m儲(chǔ)層：由于深側(cè)向電阻率測(cè)井分辨率較高，采用深側(cè)向電阻率／自然電位、有效孔隙度為縱坐標(biāo)，建立了油水層識(shí)別圖版 （見(jiàn)圖9）。對(duì)于油層：φ≥－9.301ln（RLLD／SP）＋22.46且φ≥9.0；對(duì)于油水同層：φ＜－9.301ln（RLLD／SP）＋22.46且φ≥9.0。

圖8 CC地區(qū)扶余油層水層識(shí)別圖版（Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層厚度≤1.5m）

圖9 CC地區(qū)扶余油層油層與同層識(shí)別圖版 （Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層厚度＜1.5m）

3 應(yīng)用效果

應(yīng)用Ⅰ、Ⅱ類(lèi)流體識(shí)別方法，對(duì)完鉆的33口井125層進(jìn)行了油水層解釋?zhuān)囉?17層，符合108層，解釋符合率92.3% （見(jiàn)表3），達(dá)到了較好的應(yīng)用效果。

表3 CC地區(qū)扶余油層新井測(cè)井解釋結(jié)果與試油結(jié)果對(duì)比

4 結(jié)論

1）孔隙結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致油水層測(cè)井響應(yīng)復(fù)雜的主要原因之一，引入反應(yīng)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)RQI確定了儲(chǔ)層分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，并建立了儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法。

2）基于不同儲(chǔ)層類(lèi)型應(yīng)用交會(huì)圖法建立不同儲(chǔ)層類(lèi)型流體識(shí)別方法，其中，應(yīng)用逐步判別法建立了Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層的油水層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)；考慮層厚影響，分層厚建立了Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層油水層解釋標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用取得了較好的效果。

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