方 翔， 尚希濤， 王 瀟

(1.中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029;2.中國石化江漢油田分公司石油工程技術(shù)研究院，湖北武漢 430035)

YD油田碳酸鹽巖儲層測井評價(jià)方法

方 翔1， 尚希濤1， 王 瀟2

(1.中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029;2.中國石化江漢油田分公司石油工程技術(shù)研究院，湖北武漢 430035)

為提高碳酸鹽巖儲層測井參數(shù)的準(zhǔn)確性，利用地質(zhì)、巖心和試油資料，根據(jù)YD油田主要儲層的巖電特征，采用正逆累積統(tǒng)計(jì)方法、油氣累計(jì)體積以及Pickett交會圖方法，更新了儲層巖石、礦物、孔隙度、滲透率和飽和度解釋模型，細(xì)化了各個(gè)層系的孔滲飽解釋參數(shù)，特別是每個(gè)參數(shù)的截止值。根據(jù)最新的解釋參數(shù)，重新建立了儲層劃分類型和解釋標(biāo)準(zhǔn)；并在此基礎(chǔ)上，利用SFT測試資料對所有目標(biāo)層系重新劃分了油水系統(tǒng)。油田實(shí)際生產(chǎn)測試表明，碳酸鹽巖儲層測井評價(jià)方法能夠指導(dǎo)碳酸鹽巖的測井綜合評價(jià)、油藏儲量計(jì)算和油氣實(shí)際生產(chǎn)。

碳酸鹽巖 油氣藏 解釋模型 儲層劃分 解釋標(biāo)準(zhǔn) 油水系統(tǒng)

YD油田主要油氣富集帶為中-晚白堊紀(jì)S層和早白堊紀(jì)F層。S層為淺海臺地沉積，局部地區(qū)發(fā)育開闊海沉積和潟湖沉積，總厚度可達(dá)667 m，主要為白堊質(zhì)灰?guī)r、含泥白堊質(zhì)灰?guī)r，在7個(gè)向上變粗的反旋回組成中，S2和S4為主要的含油層系，S層整體為塊狀油藏，具有單一油水系統(tǒng)及壓力體系。F層也屬淺海臺地沉積，但具有淺水板狀碳酸鹽巖沉積特點(diǎn)，底部為塊狀鮞粒灰?guī)r—球?；?guī)r，總體上以微晶灰?guī)r為主，孔隙間常常含有黏土和灰泥、白堊質(zhì)灰?guī)r。

測井解釋模型是儲層地質(zhì)評價(jià)和儲量計(jì)算的基礎(chǔ)。由于YD油田早期勘探井巖心、試油等資料較少，測井資料刻度誤差大，對儲層地質(zhì)認(rèn)識不足，因此測井解釋模型不夠理想，在儲層評價(jià)及地質(zhì)動(dòng)靜態(tài)模型與油藏模型建立過程中出現(xiàn)諸多矛盾。為提高測井儲層參數(shù)的準(zhǔn)確性，在充分運(yùn)用巖心、試油等資料的基礎(chǔ)上，對老井和新井測井資料進(jìn)行歸一化處理和巖心刻度校準(zhǔn)，重新建立了測井儲層參數(shù)解釋模型。

1 測井儲層參數(shù)解釋模型的建立

1.1 巖石礦物模型

巖石礦物模型包括巖石(骨架)模型和礦物(泥質(zhì))模型。準(zhǔn)確的巖性識別是對孔隙度和飽和度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算和校正的前提。

1.1.1 骨架模型

在對孔隙度測井資料進(jìn)行環(huán)境校正的基礎(chǔ)上，利用中子-密度-自然伽馬交會圖確定巖石骨架模型。S地層和F地層的中子-密度-自然伽馬交會圖如圖1所示，可以看出，儲層巖石主要成分為灰?guī)r，含少量白云巖以及少量泥質(zhì)灰?guī)r。這與巖心分析結(jié)果一致，因此確定巖石骨架模型為灰?guī)r模型。

1.1.2 泥質(zhì)模型

碳酸鹽巖由于成巖后期的化學(xué)改造及滲流作用，純巖性容易產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)沉淀，表現(xiàn)為高的總自然伽馬和低的去鈾自然伽馬[1-2]，如果選擇總自然伽馬進(jìn)行泥質(zhì)含量計(jì)算,會使部分儲層的泥質(zhì)含量偏高,甚至當(dāng)作泥巖處理,從而漏掉儲層[3]，一般選用去鈾自然伽馬方法[4]進(jìn)行計(jì)算:

(1)

(2)

式中：Vsh為泥質(zhì)含量；qAPI為地層去鈾自然伽馬曲線值，API；qAPI，max為純泥巖段總?cè)モ欁匀毁ゑR數(shù)值,API；qAPI，min為純灰?guī)r段去鈾自然伽馬數(shù)值,API；GCUR為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于老地層，GCUR=2。

1.2 孔隙度模型

1.2.1 模型優(yōu)選

以巖心孔隙度刻度為基礎(chǔ)，在確定巖石骨架模型和泥質(zhì)含量后，對經(jīng)過泥質(zhì)校正的密度-中子孔隙度模型、聲波-中子孔隙度模型、密度孔隙度模型、聲波孔隙度模型和中子孔隙度模型進(jìn)行對比，優(yōu)選出最適合的模型為密度孔隙度模型(見圖2)。

1.2.2 孔隙度類型及分布

復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)是碳酸鹽巖儲層的物性特征之一,其孔隙空間以沉積以后的成巖后生階段和表生階段改造的次生孔隙為主。由于次生改造作用的千差萬別，再加上不同期次改造作用的疊加，使得碳酸鹽巖儲層的次生孔隙結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜。因此，研究孔隙度類型及特征是認(rèn)識和評價(jià)碳酸鹽巖儲層的基礎(chǔ)和關(guān)鍵之一。

S層孔隙空間主要為原生孔隙和溶蝕孔洞，其中溶蝕孔洞約占46%，原生孔隙約占50%。原生孔隙中印?？住⒘?nèi)孔和粒間孔的比例分別約為15%,15%和21%，骨架孔隙幾乎為0%，裂縫不發(fā)育。

F層孔隙空間主要為原生孔隙和溶蝕孔洞，其中溶蝕孔洞約占39%，原生孔隙約占56%。與S層不同，原生孔隙中骨架孔隙和印?？诪橹黧w，分別約占17%和21%，粒內(nèi)孔和粒間孔分別只約占9%和4%，說明儲層膠結(jié)物含量高、膠結(jié)程度高，裂縫不發(fā)育。

以儲層孔隙類型為基礎(chǔ)，利用測井總孔隙度、有效孔隙度和次生孔隙度分析并研究孔隙縱、橫向分布情況，為地質(zhì)評價(jià)提供依據(jù)。

1.3 滲透率模型

根據(jù)巖心孔隙度和滲透率進(jìn)行回歸(見圖3)，分別得到：

S層：K=0.002 6×e0.367 3φ

(3)

F層：K=0.005 0×e0.396 2φ

(4)

式中：K為滲透率，mD；φ為孔隙度。

剔除巖心中受裂縫影響的孔隙部分，則滲透率與常用的Timur公式[5]吻合非常好，即：

(5)

式中：Swir為束縛水飽和度，%。

1.4 飽和度模型

1.4.1 地層水電阻率與孔隙度指數(shù)的確定

求解以阿爾奇公式[6]為基礎(chǔ)的飽和度模型，關(guān)鍵是地層水電阻率Rw、膠結(jié)指數(shù)m、巖性系數(shù)a和飽和度指數(shù)n的確定，即：

(6)

式中：a為與巖性有關(guān)的巖性系數(shù)；m為膠結(jié)指數(shù);n為飽和度指數(shù)；Rw為地層水電阻率，Ω·m；Rt為地層電阻率，Ω·m。通常情況下假定a=1，n=2，確定m和Rw即可，可以用以下方法確定m和Rw：

1) 利用試水資料確定Rw。通過分析已有探井試水資料，S層地層水礦化度約為26×104mg/L，轉(zhuǎn)換到地層溫度條件的Rw為0.014～0.015 Ω·m；F層地層水礦化度約為16×104mg/L，轉(zhuǎn)換到地層溫度條件的Rw為0.015～0.016 Ω·m。

2) 利用測井純水層法求取m和Rw。對于S層，選擇厚度較大、物性較好、多井穿過的S6層，對孔隙度經(jīng)過巖心刻度后，用Pickett圖版法[7](見圖4)得到m=1.97,Rw=0.019 Ω·m。其中m值與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果完全吻合，Rw值比試水結(jié)果大。但用2個(gè)不同的Rw值對實(shí)際資料進(jìn)行處理后，認(rèn)為取Rw=0.019 Ω·m更為合理。

對于F層，選擇多井典型水層F4，對孔隙度經(jīng)過巖心刻度后，用Pickett圖版法得到m=1.92,Rw=0.016 Ω·m，均與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果完全吻合。

1.4.2 不同飽和度模型計(jì)算比較

為進(jìn)一步確定泥質(zhì)對飽和度計(jì)算結(jié)果的影響，選擇不同含水飽和度模型進(jìn)行實(shí)際資料的處理對比。飽和度模型包括Simandoux公式、改進(jìn)的Simandoux公式[8]、Indonesian(Poupon-Leveaux)公式[9]和改進(jìn)的Indonesian公式等。上述飽和度模型與阿爾奇模型的計(jì)算結(jié)果顯示，S層和F層碳酸鹽巖儲層的泥質(zhì)含量均很低，阿爾奇飽和度模型為理想的飽和度計(jì)算模型；在泥質(zhì)含量較高的情況下，計(jì)算飽和度時(shí)可考慮使用Indonesian模型進(jìn)行泥質(zhì)校正，其他泥質(zhì)校正模型均不合適。

2 儲層劃分及解釋標(biāo)準(zhǔn)

2.1 孔隙度下限的確定

碳酸鹽巖的巖心油氣顯示情況一般分為油浸、油斑和油跡3個(gè)級別[10-11]。將不含油樣品作為無效樣品，含油樣品作為有效樣品，統(tǒng)計(jì)不同孔隙度區(qū)間無效樣品和有效樣品的數(shù)量及百分比，孔隙區(qū)間從小到大對有效樣品百分?jǐn)?shù)進(jìn)行累積，從大到小對無效樣品百分?jǐn)?shù)進(jìn)行累積，在孔隙度區(qū)間和累積頻率交會圖上，2條累積曲線的交點(diǎn)即為孔隙度截止值，將該值作為有效儲層和無效儲層的孔隙度下限，或者說Ⅱ、Ⅲ儲層孔隙度截止值[12-13]。將油浸、油斑級別樣品作為有效樣品，油跡及以下級別樣品作為無效樣品分別進(jìn)行累積，可得Ⅰ、Ⅱ類儲層孔隙度截止值[14-15]。

采用巖心孔隙度正逆累積法確定孔隙度，結(jié)果如圖5所示。S層正逆累積曲線的交點(diǎn)孔隙度分別約為6.5%和11.0%，F(xiàn)層正逆累積曲線的交點(diǎn)孔隙度分別約為5.0%和9.0%。參考室內(nèi)試驗(yàn)地層條件下的孔隙體積壓縮系數(shù)，分別取6.5%和5.0%作為S層和F層的有效儲層孔隙度下限(Ⅱ、Ⅲ儲層孔隙度截止值)，分別取11.0%和9.0%作為S層和F層Ⅰ類儲層的孔隙度下限(Ⅰ、Ⅱ類儲層孔隙度截止值)。

2.2 流體識別標(biāo)準(zhǔn)和飽和度下限的確定

利用試油資料確定流體積別標(biāo)準(zhǔn)和飽和度下限。S層已試油儲層的電阻率-孔隙度交會圖和含油飽和度-孔隙度交會圖如圖6所示。

由圖6(a)可以看出，S層油層電阻率下限約為2.0 Ω·m，Ⅰ類儲層孔隙度下限約為11.0%；含油飽和度-孔隙度交會圖顯示，含油飽和度下限約為50.0%，有效儲層孔隙度下限約為6.5%。

用同樣的方法,可以得出F層油層電阻率下限約為3.0 Ω·m，含油飽和度下限約為50.0%，有效儲層孔隙度下限約為5.0%。

2.3 儲層劃分及流體解釋標(biāo)準(zhǔn)

在上述研究的基礎(chǔ)上，建立了儲層類型及流體性質(zhì)解釋與劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。

3 油水系統(tǒng)劃分

已鉆井地層測試S層地層壓力變化關(guān)系如圖7所示。從圖7可以看出，S層從S2—S7具有單一的壓力(油水)系統(tǒng)，屬塊狀油藏。

已鉆井F層地層測試地層壓力變化關(guān)系如圖8所示。從圖8可以看出,F層至少可以分成F1—F2.1，F(xiàn)2.2，F(xiàn)3.1和F3.2—F4等4個(gè)壓力(油水)系統(tǒng)，具有明顯的層狀油藏壓力變化特征。常規(guī)測井的油水層劃分成為壓力系統(tǒng)劃分的有力佐證。

油水(壓力)系統(tǒng)重新劃分，對F層儲層認(rèn)識及地質(zhì)和油藏模型的建立產(chǎn)生了重大影響，也拓寬了測井解釋思路。

4 結(jié)論與認(rèn)識

1) 巖心刻度表明，采用去鈾伽馬計(jì)算泥質(zhì)含量結(jié)果優(yōu)于采用總自然伽馬計(jì)算泥質(zhì)含量，重新解釋后的儲層數(shù)量、厚度及儲量均有較大幅度增加。尤其是S層儲量增加明顯，為優(yōu)化開發(fā)方案提供了分層依據(jù)。

2) 重新確定了含水飽和度參數(shù)及模型，提高了儲層流體性質(zhì)識別能力和電性解釋標(biāo)準(zhǔn)，降低了儲量計(jì)算及評級中敏感參數(shù)含水飽和度的不確定性。

3) 由于酸化對儲層滲流特性的改造作用，要利用試油數(shù)據(jù)確定碳酸鹽巖物性解釋標(biāo)準(zhǔn)非常困難，以巖心油氣顯示級別為依據(jù)的正逆累積法確定物性解釋標(biāo)準(zhǔn)是一種有益的嘗試，并將逐步深入研究更多方法的相互補(bǔ)充驗(yàn)證。

4) 以地層測試測井壓力系統(tǒng)及測井流體解釋結(jié)果為依據(jù)，初步摸清了儲層油水系統(tǒng)數(shù)量及各自特征，增強(qiáng)了地質(zhì)建模及油藏模擬的可操作性。隨著資料的積累，這一工作也將逐步細(xì)化。

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[編輯 滕春鳴]

The Logging Evaluation Method of Carbonate Reservoir in the YD Oifield

Fang Xiang1, Shang Xitao1, Wang Xiao2

(1.SinopecInternationalPetroleumExplorationandProductionCorporation,Beijing, 100029,China; 2.ResearchInstituteofPetroleumEngineering,SinopecJianghanOilfieldCompany,Wuhan,Hubei,430035,China)

In order to improve the logging accuracy of reservoir parameters, based on the geologic, core and well test data and rock-electrical characteristics of main reservoirs in the YD Oilfield, the positive and negative accumulation statistics method, oil and gas accumulation volume method and Pickett crossplot method were used to update the models of reservoir rock, mineral, porosity, permeability and saturation. The interpretation parameters of porosity, permeability and saturation in each zone were refined, especially for the cutoff value.The reservoir division and interpretation standards were rebuilt according to the latest parameters,and on this basis, the oil-water system in all target zones were redivided according to the SFT data. Well testing showed that the logging evaluation methods can be used to guide the comprehensive logging evaluation, reserve calculation and actual production in carbonate reservoir.

carbonate; interpretation model; reservoir division; interpretation standard; oil-water system

2015-02-05；改回日期：2015-05-08。

方翔(1983—)，男，湖北蘄春人，2006年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)，2009年獲中國石油大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)專業(yè)碩士學(xué)位，工程師，主要從事儲層研究和地質(zhì)建模工作。

?YD油田工程技術(shù)專題?

10.11911/syztjs.201503006

P631.8+4

A

1001-0890(2015)03-0029-06

聯(lián)系方式：13554059878，xfang.sipc@sinopec.com。