林發(fā)武，周鳳鳴，劉得芳，陳晶瑩，殷秋麗

(中油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

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基于產(chǎn)能刻度測井碳酸鹽巖儲層品質(zhì)評價方法

林發(fā)武，周鳳鳴，劉得芳，陳晶瑩，殷秋麗

(中油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

碳酸鹽巖儲層發(fā)育裂縫、孔洞雙重儲集空間，一般具有孔隙度低、非均質(zhì)性強等特點，利用巖心刻度測井技術計算儲層滲透率，以此評價儲層品質(zhì)具有較大的局限性。采用產(chǎn)能刻度測井新思路，優(yōu)選儲層品質(zhì)敏感信息，構建源自測井的儲層品質(zhì)指數(shù)，直接建立測試產(chǎn)能與儲層品質(zhì)指數(shù)函數(shù)關系，形成碳酸鹽巖儲層品質(zhì)評價方法和標準，實現(xiàn)基于產(chǎn)能刻度測井的儲層品質(zhì)評價。該技術方法在南堡凹陷應用效果顯著。

碳酸鹽巖；儲層品質(zhì)評價；儲層品質(zhì)指數(shù)；產(chǎn)能刻度測井；南堡凹陷

引 言

碳酸鹽巖儲層受沉積、成巖、風化和構造運動等因素影響，其儲集空間由不同尺度的孔洞、裂縫構成[1-2]。由于不同儲集空間的組合關系復雜，儲層往往表現(xiàn)出極強的非均質(zhì)性。因此，客觀評價其儲層品質(zhì)十分必要。目前國內(nèi)外沒有更加成熟、適用的碳酸鹽巖儲層品質(zhì)評價方法，通常的做法是采用巖心刻度測井技術[3]，利用儲層滲透率參數(shù)來評價儲層。而對于孔洞、裂縫雙重儲集空間儲層，較完整的裂縫、溶蝕發(fā)育段巖心難以鉆取，且存在和測井資料深度匹配困難、無法代表遠端地層等問題，使得滲透率參數(shù)的計算和標定均十分困難，方法具有較大的局限性。為此，以南堡凹陷奧陶系碳酸鹽巖潛山儲層為研究對象，結合該區(qū)大井段籠統(tǒng)測試的實際情況，提出基于產(chǎn)能刻度測井評價的新思路，形成了碳酸鹽巖儲層品質(zhì)的評價方法和標準。

1 儲層產(chǎn)能表征參數(shù)

通常采用油井日產(chǎn)液量來表征儲層產(chǎn)液能力。鑒于碳酸鹽巖為雙重儲集空間儲層，不同生產(chǎn)制度其產(chǎn)量差別極大，用日產(chǎn)液量指標來表征儲層產(chǎn)液能力不夠準確。在油藏工程中，采油指數(shù)即單位生產(chǎn)壓差下的油井日產(chǎn)油量，是表征不同油井生產(chǎn)能力的重要參數(shù)[4-6]，引入米產(chǎn)液指數(shù)概念，用以表征儲層產(chǎn)液能力，以儲層產(chǎn)液能力作為評價儲層品質(zhì)的依據(jù)。

1.1 米產(chǎn)液指數(shù)定義

定義米產(chǎn)液指數(shù)為0.1 MPa生產(chǎn)壓差時單位厚度產(chǎn)層的日產(chǎn)液量，即：

(1)

式中：Ji為米產(chǎn)液指數(shù)，m3/(d·MPa·m)；Q為日產(chǎn)液量，m3/d；Δp為生產(chǎn)壓差，MPa；pr為泄油面積內(nèi)的平均油藏壓力(靜止油藏壓力)，MPa；pf為井底流壓，MPa；H為產(chǎn)層厚度，m。

1.2 樣本層米產(chǎn)液指數(shù)

南堡凹陷奧陶系潛山具有埋深大(4 000～5 500 m)、地層溫度高(170～200℃)、地層非均質(zhì)性強[7]的特點，目的層段采用裸眼完井和大井段籠統(tǒng)測試方式，使得對產(chǎn)能有貢獻的有效產(chǎn)層厚度的確定非常困難，同樣影響了樣本層米產(chǎn)液指數(shù)的確定。

針對奧陶系潛山工區(qū)裸眼大井段籠統(tǒng)測試的特點，在儲層品質(zhì)預評價的基礎上，確定儲層產(chǎn)能貢獻系數(shù)Ai，進一步提出等效產(chǎn)層厚度概念：

(2)

式中：He為測試段等效產(chǎn)層厚度，m；Hi為單層厚度，m；Ai為儲層產(chǎn)能貢獻系數(shù)；n為層數(shù)。

將式(2)代入式(1)，可準確確定樣本層米產(chǎn)液指數(shù)：

(3)

2 儲層品質(zhì)表征參數(shù)

隨著聲、電成像測井技術的不斷發(fā)展，描述碳酸鹽巖儲層裂縫、孔洞性質(zhì)的參數(shù)更加豐富全面。從分析儲層產(chǎn)液能力主控因素入手，優(yōu)選儲層品質(zhì)敏感參數(shù)，為儲層品質(zhì)表征提供參數(shù)基礎。

2.1 儲層品質(zhì)敏感參數(shù)

研究認為，孔隙體積、裂縫發(fā)育情況、溶蝕發(fā)育情況以及儲層延展性是決定儲層產(chǎn)液能力的4個主控因素[8-9]。對常規(guī)測井及聲、電成像測井資料處理成果參數(shù)進行考察，分別將總孔隙度、裂縫參數(shù)、溶蝕孔隙度以及滲透性指數(shù)與米產(chǎn)液指數(shù)繪制散點圖(圖1)。

由圖1可見，儲層的產(chǎn)液能力與各儲層參數(shù)間具有不同程度的正相關特性。因此，優(yōu)選總孔隙度、裂縫參數(shù)、溶蝕孔隙度和滲透性指數(shù)4個參數(shù)作為儲層敏感參數(shù)。

圖1 儲層米產(chǎn)液指數(shù)與儲層測井參數(shù)散點圖

2.2 儲層品質(zhì)指數(shù)

根據(jù)儲層產(chǎn)液能力的主控成因認識，儲層產(chǎn)液能力受多項儲層特性的影響。為充分反映儲層不同特性對儲層產(chǎn)液能力的貢獻，更客觀地指示儲層產(chǎn)液能力，依據(jù)儲層米產(chǎn)液指數(shù)與總孔隙度、裂縫參數(shù)、溶蝕孔隙度、滲透性指數(shù)的相關程度，合理確定權系數(shù)[10]，構建了源自測井的儲層品質(zhì)指數(shù)：

Z=Aφ*+B·fvp*+C·viso*+D·qfm*

(4)

式中：Z為儲層品質(zhì)指數(shù)；A、B、C、D為權系數(shù)；φ*為歸一化總孔隙度；fvp*為歸一化裂縫參數(shù)；viso*為歸一化溶蝕孔隙度；qfm*為歸一化滲透性指數(shù)。各單項參數(shù)均采用無量綱標準化數(shù)值，在0～1之間變化。

3 儲層品質(zhì)評價方法

采用產(chǎn)能刻度測井新思路，建立測試產(chǎn)能與儲層品質(zhì)指數(shù)的函數(shù)關系，實現(xiàn)從測井靜態(tài)指標到動態(tài)產(chǎn)能的預測。以實際生產(chǎn)井為界限參考，建立儲層品質(zhì)評價方法及標準。該方法有效避免了傳統(tǒng)的巖心刻度測井技術在碳酸鹽巖儲層品質(zhì)評價應用中的局限性。

3.1 米產(chǎn)液指數(shù)計算模型

將米產(chǎn)液指數(shù)與儲層品質(zhì)指數(shù)建立相關關系(圖2)，二者呈較好的正相關：

Ji=20.054Z2-1.7068Z+0.0146，r=0.87

(5)

由式(5)可知，由源自測井資料的儲層品質(zhì)指數(shù)估算米產(chǎn)液指數(shù)可信度相對較高，能夠作為測井資料進行儲層品質(zhì)評價的基礎。

3.2 儲層品質(zhì)評價方法及標準

借鑒塔中地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲層分級方案[11]，以南堡凹陷實際工業(yè)產(chǎn)能井、措施后工業(yè)產(chǎn)能井、措施后達不到工業(yè)產(chǎn)能井為界限參考，建立南堡凹陷碳酸鹽巖儲層品質(zhì)三級評價方案及評價標準(圖3、表1)。

圖2 南堡凹陷奧陶系潛山米產(chǎn)液指數(shù)與儲層品質(zhì)指數(shù)交會圖

圖3 南堡凹陷奧陶系儲層品質(zhì)評價標準

儲層品質(zhì)評價儲集類型Ji/(m3·d-1·MPa-1·m-1)ZⅠ類儲層以裂縫-孔洞型為主>1.0>0.27Ⅱ類儲層以孔洞-裂縫型為主0.5～1.00.20～0.27Ⅲ類儲層以裂縫型為主0.2～0.50.15～0.20

通過對測井資料的精細處理，依據(jù)米產(chǎn)液指數(shù)計算模型，可獲取對目標井地層產(chǎn)液能力的連續(xù)解釋數(shù)據(jù)，再依據(jù)表1，即可獲得對儲層品質(zhì)的客觀評價。

4 實例分析

AA井為南堡凹陷奧陶系碳酸鹽巖潛山一口新鉆井，該井鉆遇碳酸鹽巖地層70 m，全井段電阻率為60～4 000 Ω·m。處理結果顯示(圖4)，總孔隙度為0.60%～3.42%，裂縫孔隙度為0.003%～0.040%，儲集空間以裂縫-孔洞、孔洞-裂縫型為主，斯通利波“V”字形干涉條紋明顯。依據(jù)對地層產(chǎn)液能力的估算成果及相應的儲層品質(zhì)評價標準，該井評價Ⅰ類儲層3層10.6 m，Ⅱ類儲層2層14.6 m，

圖4 南堡凹陷AA井碳酸鹽巖儲層品質(zhì)評價成果

Ⅲ類儲層2層7.6 m(表2)。按厚度累計，預測單位壓差產(chǎn)液量為43.4 m3/d。該井裸眼測試，折合單位壓差產(chǎn)液量55 m3/d，測試數(shù)據(jù)與儲層品質(zhì)評價成果基本吻合。

表2 南堡凹陷AA井碳酸鹽巖儲層品質(zhì)結果

5 結 論

(1) 根據(jù)儲層產(chǎn)液能力的主控成因認識，針對性優(yōu)選總孔隙度、裂縫參數(shù)、溶蝕孔隙度和滲透性指數(shù)參與構建儲層品質(zhì)指數(shù)，儲層靜態(tài)參數(shù)與產(chǎn)液能力具有較好的正相關關系。

(2) 提出等效產(chǎn)層厚度概念，為碳酸鹽巖裸眼大井段籠統(tǒng)測試單層產(chǎn)液能力的準確估算提供有效可行的解決方案。

(3) 基于產(chǎn)能刻度測井的碳酸鹽巖儲層品質(zhì)評價思路和技術，彌補了巖心刻度測井技術的應用局限，在南堡凹陷勘探實踐中效果顯著。

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編輯 姜 嶺

20141028；改回日期：20150205

“十二五”國家科技重大專項“南堡凹陷油氣富集規(guī)律與增儲領域”(2011ZX05006-06)

林發(fā)武(1982-)，男，高級工程師，2003年畢業(yè)于中國石油大學(華東)勘查技術與工程專業(yè)，2006年畢業(yè)于中國石油大學(北京)地球探測與信息技術專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)從事測井解釋與評價技術研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.015

TE122.2

A

1006-6535(2015)02-0063-04