摘 要：江漢盆地新溝油田新下段2油組主要為自生自儲(chǔ)型致密油藏，通過(guò)對(duì)氣測(cè)、巖石熱解、核磁共振錄井和定量熒光等錄井資料的精細(xì)分析認(rèn)為，2油組主要為中等-差烴源巖，說(shuō)明生烴能力有限；有機(jī)質(zhì)類型主要以混合型母質(zhì)為主，有早期生排烴的特點(diǎn)。通過(guò)各種錄井技術(shù)在新溝致密油氣層的應(yīng)用分析可以看出：錄井技術(shù)能夠較好地評(píng)價(jià)致密油烴源巖和儲(chǔ)集巖。目前主要是利用常規(guī)儲(chǔ)層的判識(shí)模板來(lái)識(shí)別致密油儲(chǔ)層，導(dǎo)致有些解釋結(jié)果與實(shí)際有矛盾，建議研究適合江漢油田新溝地區(qū)致密油藏有效儲(chǔ)層的現(xiàn)場(chǎng)快速判識(shí)、評(píng)價(jià)體系及標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：致密油；氣測(cè)錄井；巖石熱解錄井；定量熒光；核磁共振；X射線衍射；錄井評(píng)價(jià)

引言

致密油是繼頁(yè)巖氣之后全球勘探開(kāi)發(fā)的又一熱點(diǎn)，被石油工業(yè)界譽(yù)為“黑金”。2006年Williston盆地ElmCoulee油田Bakken組致密油突破7950m3/d，極大提振了致密油勘探開(kāi)發(fā)的信心。2012-2013年江漢油田在新溝油田鉆探完成了11口井，巖心分析資料表明，新溝油田新下段2油組為中低孔特低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層巖性主要為泥晶白云巖、泥質(zhì)白云巖、泥晶云質(zhì)灰?guī)r，屬于致密油藏。通過(guò)大型地層壓裂改造有7口井獲得工業(yè)油流，證實(shí)了新溝油田致密油具有一定的勘探開(kāi)發(fā)潛力。文章對(duì)新溝致密油錄井技術(shù)及其解釋評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究探討，希望對(duì)江漢油田致密油藏勘探開(kāi)發(fā)起到一定作用。

1 地質(zhì)概況

新溝油田位于江漢油田潛江凹陷西南丫角～新溝低凸起，總體上為斷層復(fù)雜化的斷塊、斷鼻構(gòu)造。主要含油層系為下第三系新溝嘴組下段的1、2、3油組。1、3油組是滲透性砂巖儲(chǔ)層，2油組以致密碳酸鹽儲(chǔ)層為主。2油組為三角洲前緣及半深湖、湖泊相過(guò)渡帶沉積。新溝油田位于主力烴源巖分布范圍內(nèi)，主力烴源巖主要分布于下3油組頂部—2油組，烴源巖總厚度70-100米，且呈現(xiàn)由南往東北逐漸變好的趨勢(shì)。有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2-Ⅲ型為主，成熟度為未成熟-低成熟。油氣顯示厚度薄，為薄互層，連續(xù)厚度小，主要表現(xiàn)為源儲(chǔ)互層。這種源儲(chǔ)互層的成藏過(guò)程屬于自生自儲(chǔ)型，是初次運(yùn)移的結(jié)果。

2 致密油錄井解釋評(píng)價(jià)

新溝致密油評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)共部署11口井，其中4口井對(duì)2油組全井段采取巖心錄井。針對(duì)致密油氣層特征，本著解決油氣顯示發(fā)現(xiàn)、含油豐度及儲(chǔ)集層物性評(píng)價(jià)等需要，在常規(guī)錄井基礎(chǔ)上，開(kāi)展了氣測(cè)錄井、定量熒光、X射線衍射、核磁共振和巖石熱解錄井技術(shù)，對(duì)巖性、含油豐度、油質(zhì)類型、物性等進(jìn)行了有效評(píng)價(jià)，取得了良好的應(yīng)用效果。從分析結(jié)果看， 這幾項(xiàng)錄井技術(shù)的結(jié)合能夠基本滿足致密油氣解釋評(píng)價(jià)的需要。

2.1 氣測(cè)錄井評(píng)價(jià)

氣測(cè)錄井是直接分析泥漿中油氣含量的一種方法。全烴曲線幅度的高低、形態(tài)變化，均富含儲(chǔ)集層油氣水、地層壓力及地層物性等信息。全烴值高低在一定程度上定量評(píng)價(jià)含油氣飽和度，曲線形態(tài)特征可以定性評(píng)價(jià)地層能量高低。傳統(tǒng)的圖版法已無(wú)法評(píng)價(jià)致密油儲(chǔ)集層的含油氣性，目前主要只能利用全烴值大小和曲線形態(tài)來(lái)定性評(píng)價(jià)含油氣飽和度和豐度。

2.1.1 全烴值大小評(píng)價(jià)含油氣飽和度

在相近鉆井液體系及鉆井條件下，氣測(cè)值大小反映了儲(chǔ)集層含油氣豐度及地層能量的高低。氣測(cè)值越高，表明儲(chǔ)集層含油氣豐度越高，更可能獲得工業(yè)油氣流。如X521井和X391井層位同樣是新溝嘴下段2油組5砂體，在鉆井液密度相同、粘度相近條件下，X391井井段1457.0-1479.0m（全烴一般0.27%-0.39%，最大值0.48%）比X521井井段1040-1054m（全烴一般0.02%-0.03%，最大值0.05%）氣測(cè)全烴值高13倍左右（圖1）。試油結(jié)果X391獲日產(chǎn)1.28m3的低產(chǎn)工業(yè)油流，而X521井為水層。

2.1.2 全烴曲線形態(tài)評(píng)價(jià)含油氣豐度

氣測(cè)全烴高低能反映儲(chǔ)集層烴的含量多少，且氣測(cè)全烴曲線的變化可反映儲(chǔ)集層油氣水方面的信息。通過(guò)形態(tài)與儲(chǔ)集層物性的分析，可以定性評(píng)價(jià)含油氣豐度以及輔助進(jìn)行流體性質(zhì)識(shí)別。

（1）全烴曲線呈“箱狀” 全烴曲線形態(tài)上升幅度較大，迅速到達(dá)最大值后出現(xiàn)一段較平直段，后下降到某一值上，峰形跨度較大，形如“箱體”。該曲線形態(tài)飽滿，峰值高，表明儲(chǔ)集層物性縱向均勻，含油氣均勻，含油氣性好，飽和度高，一般具這種形態(tài)特征的儲(chǔ)集層可判斷為“油層”。如X1-1HF井1526.0-1623.0m氣層異常顯示段，試油為油層，產(chǎn)油12.4m3/d（圖2）。

（2）全烴曲線呈“指狀”、“齒化箱狀”或“尖峰狀”全烴曲線形態(tài)忽高忽低，但顯示段內(nèi)全烴低值高于上下層段基值，呈“箱狀”背景上的尖峰狀、指狀、齒狀或同一層內(nèi)出現(xiàn)若干尖形峰，形如手指狀。該種曲線形態(tài)不飽滿，表明儲(chǔ)集層物性不均勻，物性好的層段含油豐度高，物性差的層段含油氣豐度低，一般具這種形態(tài)特征的儲(chǔ)集層判斷為“差油層”。如X1-5HF井1586.0-1643.0m氣層異常顯示段，試油為差油層，產(chǎn)油1.2m3/d（圖3）。

2.2 巖石熱解錄井評(píng)價(jià)

有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度兩項(xiàng)參數(shù)決定致密油生烴條件。通常有機(jī)質(zhì)豐度是代表巖石中有機(jī)質(zhì)的相對(duì)含量，衡量和評(píng)價(jià)巖石生烴潛力，我們選用總有機(jī)碳含量（TOC）來(lái)衡量烴源巖的好差，一般要求TOC大于1%。北美致密油區(qū)的烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，TOC一般為4%～10%。有機(jī)質(zhì)成熟度則是判斷烴源巖不同演化階段產(chǎn)物特征的關(guān)鍵因素。巖石中烴類物質(zhì)相態(tài)與有機(jī)質(zhì)成熟度具有較大的相關(guān)性，隨著有機(jī)質(zhì)成熟度升高，巖石中的有機(jī)質(zhì)開(kāi)始生成液態(tài)烴，成熟度升高到一定溫度時(shí)，巖石的液態(tài)烴開(kāi)始熱裂解出現(xiàn)部分氣態(tài)烴。

表1 新溝油田X391井、X461井和X521井2油組地化評(píng)價(jià)參數(shù)表

（1）通過(guò)X391、X461和X521三口井巖石熱解錄井?dāng)?shù)據(jù)（表1），依據(jù)表2-表4烴源巖有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本區(qū)2油組烴源巖PG值多在0.43-5.08mg/g之間，個(gè)別為12.26mg/g，主要為中等-差烴源巖級(jí)別，表明本區(qū)烴源巖生烴能力有限。

（2）從圖4可以看出，絕大多數(shù)樣品Tmax低于435℃，主要為未成熟烴源巖，少量低成熟，有早期生排烴的特點(diǎn)。有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ、Ⅱ2型，少量Ⅱ1型和Ⅰ型，說(shuō)明本區(qū)烴源巖類型主要為混合型母質(zhì)。

（3）從圖5可以看出，烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度橫向上以X391井和X461井較好，X521井較差。X391井和X461井試油獲低產(chǎn)工業(yè)油流，X521井未建產(chǎn)，表明本區(qū)2油組原油與本地發(fā)育未成熟烴源巖有良好的相關(guān)性，油氣具有自生自儲(chǔ)的特征。

表2烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)表 表3 烴源巖有機(jī)質(zhì)類型評(píng)價(jià)

2.3 定量熒光錄井評(píng)價(jià)

2.3.1 含油氣豐度評(píng)價(jià)

含油氣飽和度是評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層含油性的關(guān)鍵參數(shù)，由于巖屑從井底上返過(guò)程的油氣損失，錄井還不能準(zhǔn)確測(cè)定出地層含油氣飽和度，但單位質(zhì)量巖石中殘留油氣量可以間接反映地層含油豐度的變化。通過(guò)對(duì)新溝地區(qū)11口井致密油層的定量熒光分析，并與目前獲得工業(yè)產(chǎn)能的儲(chǔ)層綜合分析得知：定量熒光分析數(shù)據(jù)中相當(dāng)油含量可以比較準(zhǔn)確定量反映含油氣豐度。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行鄰井油氣層含油豐度對(duì)比時(shí)，要考慮儲(chǔ)集層物性與油質(zhì)的差異，不能憑相當(dāng)油含量高低簡(jiǎn)單判斷儲(chǔ)集層含油氣性好壞。但在物性、油質(zhì)相似的情況下，相當(dāng)油含量大小可以定量地反映儲(chǔ)集層含油氣豐度。根據(jù)新溝油田致密油藏各井試油資料統(tǒng)計(jì)表（表5），致密油產(chǎn)量與含油豐度有一定的相關(guān)性，X461井產(chǎn)量最高，熒光強(qiáng)度平均值達(dá)到626.3mg/L，有產(chǎn)能的油氣層含油豐度一般在200mg/L以上。

2.3.2 油質(zhì)評(píng)價(jià)

致密油層油質(zhì)評(píng)價(jià)我們主要采用三維定量熒光指紋圖判斷。從三維熒光的指紋圖可以判斷油質(zhì)的輕重，油質(zhì)越輕，最佳激發(fā)波長(zhǎng)EX、最佳發(fā)射波長(zhǎng)EM越短，隨著油質(zhì)的變重，輕質(zhì)峰的EX、EM將變大。如圖6X461井井深1386.1m樣品EX為333nm，EM為374nm，根據(jù)三維定量熒光原油性質(zhì)判別標(biāo)準(zhǔn)（表6），判斷X461井該儲(chǔ)層原油為中質(zhì)油。試油數(shù)據(jù)表明X461井為輕-中質(zhì)油，原油密度0.9078g/cm3，現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)論與試油結(jié)果相符。

2.4 核磁共振錄井評(píng)價(jià)

核磁錄井可對(duì)儲(chǔ)集巖的孔、滲性和含油氣性等方面進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。但針對(duì)新溝油田致密油儲(chǔ)層主要為泥云巖，利用核磁錄井技術(shù)泡錳水來(lái)檢測(cè)含油飽和度會(huì)因?yàn)槟噘|(zhì)白云巖過(guò)長(zhǎng)時(shí)間（>24h）的水浸泡致使泥質(zhì)膨脹，孔喉堵塞，導(dǎo)致含油飽和度明顯偏大，因此無(wú)法利用核磁錄井來(lái)進(jìn)行致密泥云巖的含油飽和度評(píng)價(jià)；而利用核磁錄井技術(shù)用混合鹽水對(duì)巖心樣品進(jìn)行真空飽和檢測(cè)儲(chǔ)層的孔滲性能所浸泡的最長(zhǎng)時(shí)間只需要8h，對(duì)孔隙度、滲透率的影響較小，所有可以利用核磁錄井對(duì)新溝儲(chǔ)集層的孔滲性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表7 X391井、X461井和X521井2油組儲(chǔ)集層

孔隙度、滲透率統(tǒng)計(jì)表

從表7可以看出，新溝油田新下段2油組各井儲(chǔ)層平均孔隙度在8.0-9.38%之間，滲透率在0.07-0.89mD之間，屬典型的中低孔特低滲儲(chǔ)層。從圖7看出，儲(chǔ)層孔隙度主要分布在5-10%，其次為10-15%。

2.5 X射線衍射錄井評(píng)價(jià)

便攜式X射線衍射全巖分析（XRD）能準(zhǔn)確獲得礦物種類及含量，為PDC鉆頭、空氣鉆井以及泡沫鉆井等新技術(shù)下粉末巖屑的巖性識(shí)別增添了新的手段，也使巖屑錄井從定性跨越到定量。XRD檢測(cè)較迅速，能基本滿足隨鉆需要。目前在江漢新溝致密油的評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)中已多井次運(yùn)用了該技術(shù)。

2.5.1 巖性識(shí)別

從圖8可以看出，X391井井段1425.46-1429.97，1434.3-1436.27m較鄰層明顯白云石異常，與巖心定名泥質(zhì)白云巖一致；井段1437.13-1439.24m，石英和斜長(zhǎng)石較鄰層明顯抬高，砂質(zhì)占主要成分，綜合定名為粉砂巖。

2.5.2 脆性物質(zhì)評(píng)價(jià)

致密油儲(chǔ)層基質(zhì)滲透率很低，需要裂縫才能形成工業(yè)產(chǎn)能。除本身的天然裂縫外，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中還應(yīng)考慮儲(chǔ)層在加砂壓裂改造時(shí)，是否易于被改造，脆性越大，越易被改造。研究表明：石英和、方解石和白云石則對(duì)脆性有重要貢獻(xiàn)，隨石英、方解石和白云石含量的增加，儲(chǔ)層脆性提高，易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂隙，有利于油氣的解吸和滲流。X391井計(jì)算的脆性物質(zhì)包括石英、斜長(zhǎng)石、方解石和白云石。從圖9可以看出，X391井井段1457-1469m，脆性物質(zhì)含量明顯較上面井段豐富。

3 錄井綜合評(píng)價(jià)

新溝地區(qū)新下2油組致密油是江漢近年來(lái)非常規(guī)致密油氣探勘的一個(gè)重要區(qū)域，其儲(chǔ)集層的綜合評(píng)價(jià)對(duì)前期勘探和后期開(kāi)發(fā)具有直接指導(dǎo)作用。本區(qū)通過(guò)對(duì)所鉆井錄井資料的分析化驗(yàn)，初步形成一套評(píng)價(jià)新溝致密油的錄井方法。充分運(yùn)用氣測(cè)、TOC、脆性礦物和物性參數(shù)等錄井參數(shù)，指導(dǎo)致密油優(yōu)選有利儲(chǔ)集層和壓裂井段。如圖9所示，各項(xiàng)錄井參數(shù)分析顯示X391井井段1457.0-1469.0m為該井壓裂試油的最好井段。

4 錄井技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

4.1 XRD錄井現(xiàn)階段僅僅是簡(jiǎn)單的將砂巖和云灰?guī)r全當(dāng)做脆性物質(zhì)來(lái)看待，但砂巖和云灰?guī)r兩種物質(zhì)的所具有的脆性一定是不同的，因此我們需要制定脆性指數(shù)來(lái)對(duì)這兩種物質(zhì)的脆性進(jìn)行界定。

4.2 由于新溝油田新下段2油組屬自生自儲(chǔ)型致密油藏，泥晶白云巖既是烴源巖又是儲(chǔ)集巖，巖石熱解錄井分析數(shù)據(jù)包括蘊(yùn)藏在泥晶縫隙中的油氣及吸附于有機(jī)質(zhì)和黏土礦物表面的油氣，巖石中有機(jī)質(zhì)不能真實(shí)地反映儲(chǔ)集的油氣量，而目前主要是利用常規(guī)儲(chǔ)層的判識(shí)模板來(lái)識(shí)別致密油儲(chǔ)層，導(dǎo)致有些解釋結(jié)果與實(shí)際有矛盾。

5 結(jié)束語(yǔ)

5.1 新溝油田新下段2油組主要為中等-差烴源巖，說(shuō)明本地生烴能力有限。烴源巖主要表現(xiàn)為未成熟-低成熟，有機(jī)質(zhì)類型主要以混合型母質(zhì)為主，有早期生排烴的特點(diǎn)。致密油主要為中低孔特低滲儲(chǔ)層，連續(xù)含油儲(chǔ)層厚度與北美致密油較小，主要為薄層互層。

5.2 通過(guò)對(duì)氣測(cè)、X射線衍射、核磁共振和定量熒光等錄井資料的精細(xì)分析認(rèn)為，氣測(cè)全烴曲線形態(tài)表現(xiàn)為“箱狀”，定量熒光錄井含油氣豐度在200mg/L以上的儲(chǔ)層為本區(qū)2油組最有利儲(chǔ)層。完井優(yōu)選壓裂井段時(shí)，還應(yīng)結(jié)合X射線衍射錄井和核磁共振錄井的分析結(jié)果，優(yōu)選脆性物性含量高，孔滲性能較好的井段進(jìn)行壓裂。

5.3 新溝油田前期評(píng)價(jià)階段，建議選擇常規(guī)地質(zhì)錄井、巖心錄井和以上介紹的5種錄井方法，應(yīng)用這些錄井方法能較好地評(píng)價(jià)致密油烴源巖和儲(chǔ)集巖；后期水平井開(kāi)發(fā)階段，建議選擇常規(guī)地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井、定量熒光和X射線衍射錄井，以滿足壓裂選層的需要。

5.4 國(guó)內(nèi)致密油氣的勘探開(kāi)發(fā)處于初始階段，需要進(jìn)行包括基礎(chǔ)理論、評(píng)價(jià)技術(shù)應(yīng)用等在內(nèi)研究。因此建議優(yōu)選儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率及含油飽和度等各種錄井參數(shù)，建立針對(duì)致密油儲(chǔ)層特征的錄井解釋圖板，研究適合江漢油田新溝地區(qū)致密油藏有效儲(chǔ)層的現(xiàn)場(chǎng)快速判識(shí)、評(píng)價(jià)體系及標(biāo)準(zhǔn)。

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作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)洪波（1980-），工程師，2005年畢業(yè)于桂林理工大學(xué)勘查技術(shù)與工程，先后從事過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄井、錄井油層解釋評(píng)價(jià)、錄井技術(shù)應(yīng)用研究工作，現(xiàn)在江漢測(cè)錄井公司錄井大隊(duì)科研技術(shù)部工作。