曹 煜，林 璠，田慧君，歐家強(qiáng)

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.中國(guó)石油西南油氣田公司川中油氣礦研究所，四川 遂寧 629000）

龍崗氣田雷四氣藏氣水層識(shí)別方法適應(yīng)性分析

曹 煜1，林 璠1，田慧君1，歐家強(qiáng)2

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.中國(guó)石油西南油氣田公司川中油氣礦研究所，四川 遂寧 629000）

龍崗氣田雷四氣藏是低孔、低滲的裂縫—孔隙型儲(chǔ)層和孔隙型儲(chǔ)層，為典型的碳酸鹽巖氣藏，其地質(zhì)條件復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)氣田整體高效開(kāi)發(fā)，弄清氣水分布情況，對(duì)氣藏儲(chǔ)層的流體性質(zhì)進(jìn)行了識(shí)別?；诶姿臍獠貜?fù)雜的巖性、物性、孔隙空間以及井眼條件，分析了影響流體判別的各種因素，結(jié)果表明這些因素對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)判別有較大的影響，單純用測(cè)井資料來(lái)判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的效果一般不太理想，揭示了前期氣水識(shí)別方法在該氣藏適用性差。結(jié)合雙側(cè)向電阻率、孔隙度—電阻率交會(huì)圖、聲波—電阻率交會(huì)圖與多元判別法對(duì)氣水層進(jìn)行了識(shí)別，建立了一套適應(yīng)于龍崗地區(qū)儲(chǔ)層特征的流體判別方法。在雙側(cè)向電阻率初步預(yù)判的基礎(chǔ)上，孔隙度—電阻率交會(huì)法符合率為81.5%，聲波—電阻率交會(huì)法符合率為88.9%，多元判別法氣、水層符合率為82.7%。實(shí)際應(yīng)用證明，上述方法對(duì)于龍崗氣田雷四氣藏氣水層解釋具有很好的效果。

龍崗氣田；雷四氣藏；測(cè)井解釋；氣水識(shí)別；交會(huì)圖；多元判別

龍崗氣田雷四氣藏是低孔、低滲的裂縫—孔隙型儲(chǔ)層和孔隙型儲(chǔ)層，區(qū)內(nèi)部分井試采表現(xiàn)出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的潛力。該氣藏產(chǎn)水情況復(fù)雜：氣藏氣井流體性質(zhì)差異大，測(cè)試產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量差異大，氣藏可能存在多個(gè)壓力系統(tǒng)。氣水層識(shí)別的前期方法是通過(guò)測(cè)井和試氣資料進(jìn)行氣水層解釋[1]。龍崗氣田雷四氣藏具有低電阻、巖性復(fù)雜（含灰?guī)r、白云巖、石膏等），井壁穩(wěn)定性差等特征。測(cè)井響應(yīng)受這些因素的影響，前期方法識(shí)別可靠性較低。分析了影響龍崗雷四氣藏流體性質(zhì)判別的因素，采用雙側(cè)向電阻率、孔隙度—電阻率交會(huì)圖、聲波—電阻率交會(huì)圖與多元判別相結(jié)合的方法進(jìn)行氣水層識(shí)別。

1 影響流體性質(zhì)判斷的因素

測(cè)井信息是井壁周圍地層巖性、物性及含流體性質(zhì)的綜合響應(yīng)。因此，用測(cè)井資料判別儲(chǔ)層含流體性質(zhì)首先需確定儲(chǔ)集層的巖性與儲(chǔ)集類型，此外，還需考慮幾種非地層流體因素對(duì)測(cè)井資料的影響，如泥漿對(duì)地層的污染程度、地層水礦化度、井眼條件等[2-3]。

目的儲(chǔ)層地質(zhì)條件較復(fù)雜，影響各測(cè)井響應(yīng)的因素較多：

1）巖性的影響

龍崗雷四氣藏巖性復(fù)雜，巖石類型主要為硬石膏巖、白云巖、灰?guī)r等。云巖含有泥質(zhì)、灰質(zhì)等，灰質(zhì)又含有云質(zhì)?？紫缎园自茙r與致密灰?guī)r的密度相近，對(duì)巖性的判斷影響較大，從而影響流體性質(zhì)的判斷。

2）物性影響

當(dāng)?shù)貙訋r性一定時(shí)，物性的好壞對(duì)測(cè)井響應(yīng)特征影響很大。通常情況下，當(dāng)含水飽和度一定時(shí)，孔隙度的增大會(huì)導(dǎo)致電阻率下降。另外，孔喉結(jié)構(gòu)對(duì)電阻率的影響也較大，當(dāng)孔隙度一定時(shí)，孔喉半徑越小，儲(chǔ)層束縛水飽和度越高，地層電阻率越低。

3）孔隙空間類型的影響

研究表明，龍崗地區(qū)雷口坡組雷四儲(chǔ)層的孔隙空間類型以原生孔隙為主，還發(fā)育有次生孔隙、溶蝕孔洞，有的層段還有低角度裂縫發(fā)育。低角度裂縫一般導(dǎo)致雙側(cè)向電阻率較大幅度的降低，并嚴(yán)重影響儲(chǔ)層流體性質(zhì)的判斷[4]。

4）井眼條件

龍崗雷四氣藏大多數(shù)井存在著不同程度的井壁垮塌現(xiàn)象。井眼擴(kuò)大或井壁不規(guī)則對(duì)密度測(cè)井曲線有嚴(yán)重影響，往往使密度測(cè)井曲線陡然下降，測(cè)出的密度值明顯偏低，聲波測(cè)井曲線明顯增大，測(cè)出的聲波時(shí)差值增大，電阻率曲線則表現(xiàn)為低值。龍崗雷四氣藏大多數(shù)井的井眼擴(kuò)大或井壁不規(guī)則增大了測(cè)井曲線中氣水的識(shí)別的難度。

2 氣水層測(cè)井識(shí)別方法

2.1 基本思路

龍崗地區(qū)雷口坡組雷四段巖性復(fù)雜、孔隙空間類型復(fù)雜，而測(cè)井信息較簡(jiǎn)單，這些因素對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)判別有較大的影響。因此，做好目的層流體性質(zhì)判別，必須以試氣井資料為基礎(chǔ)，將測(cè)井方法理論與實(shí)際地層資料相結(jié)合，認(rèn)真分析儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征，尤其是巖性的影響。摸索流體性質(zhì)變化對(duì)測(cè)井的影響規(guī)律，分析各種流體性質(zhì)判別方法在龍崗地區(qū)雷口坡組雷四段的適應(yīng)性，同時(shí)，借鑒其它地區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層流體判別經(jīng)驗(yàn)，建立適應(yīng)龍崗地區(qū)儲(chǔ)層特征的流體判別方法[5]。

在做好測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化后，首先找出了雷四氣藏中試氣結(jié)果為純氣井或純水井的滲透層單層，排除巖性識(shí)別中非儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上尋找出滲透層，根據(jù)純氣層或純水層的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)判斷滲透層的流體屬性，從而判別氣水層。判別過(guò)程中，可使用多種適宜于本區(qū)域的氣水識(shí)別方法來(lái)綜合判別，最終得出儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，建立一套完整的判別方案[6]。

2.2 視地層水法

含水的純地層電阻率表示為：

純地層真實(shí)電阻率表示為：

式（2）除以式（1）得到：

式中：Ro為含水的純地層電阻率，Ω·m；Rt為純地層真實(shí)電阻率，Ω·m；a為與巖性有關(guān)的比例系數(shù)；φ為孔隙度，小數(shù)；m為孔隙指數(shù)或膠結(jié)系數(shù)，取決于巖性和孔隙結(jié)構(gòu)的系數(shù)；Rw為鹽水的電阻率，Ω·m；Rwa為地層水電阻率，Ω·m；Sw地層水飽和度，小數(shù)。

式（3）可作為利用視地層水電阻率法劃分氣、水層的依據(jù)。

若以Sw＜30%作為劃分氣層的標(biāo)準(zhǔn)，Sw≥45%作為劃分水層的標(biāo)準(zhǔn)，則有：

1）氣層：Sw＜30%；

2）氣水同層：30%≤Sw＜45%；

3）水層：Sw≥45%。

龍崗雷四段儲(chǔ)層屬于低孔、低滲儲(chǔ)層，部分井裂縫發(fā)育，鉆井液侵入深度一般較深，且井壁垮塌較為嚴(yán)重。同時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度和地層水礦化度較高，對(duì)電阻率測(cè)井信息影響較大。部分井氣層，氣、水同層，水層的電阻率差異不明顯，從而增加了電阻率測(cè)井判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的難度。因此，龍崗雷四氣藏不宜使用該方法。

2.3 雙側(cè)向測(cè)井識(shí)別法

深側(cè)向測(cè)井的探測(cè)深度較深，所測(cè)得的電阻率為原狀地層電阻率（Rt），而淺側(cè)向測(cè)井探測(cè)深度比深側(cè)向測(cè)井淺，主要探測(cè)侵入帶地層電阻率（Rxo）：①在氣層，侵入帶孔隙空間中的天然氣部分被泥漿濾液取代，導(dǎo)致侵入帶地層電阻率降低，在雙側(cè)向曲線上表現(xiàn)為正差異，即Rt＞Rxo；②在水層，若泥漿濾液電阻率大于地層水電阻率，深淺雙側(cè)向呈負(fù)差異；若泥漿濾液電阻率小于地層水電阻率，深淺雙側(cè)向可能呈正差異或無(wú)差異。

該方法在龍崗氣田雷四氣藏70口直井中，僅32口井有效果，應(yīng)用率為45.7%，其余井使用雙側(cè)向測(cè)井識(shí)別氣水效果不明顯。

雙側(cè)向測(cè)井識(shí)別法適用于孔隙型儲(chǔ)層的流體性質(zhì)判別。對(duì)于裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層，裂縫的產(chǎn)狀會(huì)影響雙側(cè)向的顯示差異。龍崗氣田雷四段部分井儲(chǔ)層段有低角度裂縫發(fā)育，導(dǎo)致雙側(cè)向無(wú)差異或負(fù)差異，因此，識(shí)別結(jié)果并不理想。此外，龍崗地區(qū)雷四段井壁垮塌現(xiàn)象較嚴(yán)重，再加上泥漿侵入，掩蓋和淹沒(méi)了儲(chǔ)層中少量油氣對(duì)深淺雙側(cè)向電阻率差異的影響，導(dǎo)致產(chǎn)氣層的雙側(cè)向差異更加不明顯。因此，用雙側(cè)向測(cè)井識(shí)別法判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)之前，應(yīng)先將純泥巖層的深淺雙側(cè)向電阻率重新進(jìn)行校正，提高判別的可靠性。

2.4 孔隙度—電阻率交會(huì)法

孔隙度—電阻率交會(huì)法是由Archie公式推導(dǎo)而來(lái)的。根據(jù)Archie公式，得：

兩邊取對(duì)數(shù)，并令y=lgRt，x=lgφ，可得：

式中：b為與巖性有關(guān)的比例系數(shù)；n為飽和度指數(shù)。

從式（5）式可以看出：在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，Rt與φ之間關(guān)系是一組斜率為-m，截距為lg（abRw/Swn）的直線。對(duì)于巖性穩(wěn)定（a，b，m，n不變），地層水電阻率Rw穩(wěn)定的解釋井段，直線的截距僅隨含水飽和度Sw而變。由此便可以獲得一組隨Sw變化的平行線，可以利用這組直線來(lái)定性判別氣、水層。

利用龍崗地區(qū)雷四的基本參數(shù)繪制孔隙度—電阻率交會(huì)圖（圖1）。圖1中的樣點(diǎn)均為有試氣結(jié)果的儲(chǔ)層，實(shí)際試氣結(jié)果驗(yàn)證表明，27個(gè)層點(diǎn)中（干層未統(tǒng)計(jì)），除了5個(gè)層點(diǎn)不符合外，其余22個(gè)層點(diǎn)均符合，符合率為81.5%?？紫抖取娮杪式粫?huì)法在龍崗雷四氣藏具有比較好的效果，可以作為儲(chǔ)層流體性質(zhì)判別的主要方法。

圖1 龍崗雷四氣藏試氣層孔隙度—電阻率交會(huì)圖Fig.1 Porosity-resistivity cross plot of test layer of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

2.5 聲波—電阻率交會(huì)圖

由聲波時(shí)差與深側(cè)向電阻率交會(huì)圖（圖2）可以看出：相同聲波時(shí)差條件下，氣層的電阻率高于氣水層和水層；對(duì)于純氣層，聲波值越大，氣層的電阻率越低，這也符合阿爾奇公式規(guī)律。因此，聲波—電阻率交會(huì)圖法可以作為一種較好的氣水識(shí)別方法，通過(guò)聲波—電阻率交會(huì)可將氣層、水層及氣水層較明顯的區(qū)分開(kāi)。

利用聲波—電阻率交會(huì)圖，根據(jù)試氣結(jié)果，流體回判的正確率為88.9%，可以用本次判別對(duì)未知層位含流體類型進(jìn)行識(shí)別。

應(yīng)用以上方法分別對(duì)27個(gè)有試氣結(jié)果的層段儲(chǔ)層流體進(jìn)行判別分析。結(jié)合測(cè)井以及試氣分析結(jié)果，其判別結(jié)果見(jiàn)表1。

圖2 龍崗雷四氣藏試氣層聲波—電阻率交會(huì)圖Fig.2 Acoustic wave-resistivity cross plot of test layer of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

表1 雷四3層各小層流體類型AC-Rt交會(huì)判別統(tǒng)計(jì)Table 1 Fluid typeAC-Rtintersection discriminant statistics of every small layer in Leisi 3 layer

2.6 氣水層多元判別分析識(shí)別方法

根據(jù)聲波測(cè)井（AC）、中子測(cè)井（CNL）、密度測(cè)井（DEN）和電阻率測(cè)井（Rt）[7]，選擇龍崗12、龍崗20等15口井的雷四3段的18個(gè)滲透層單層共18個(gè)樣本的測(cè)井響應(yīng)值作為建立判別函數(shù)的樣本。結(jié)合試氣結(jié)果將儲(chǔ)層流體劃分成3類：

1）第一類為氣層：

Yg=12.807AC+38.132CNL+4 558DEN+157.013lgRt-6 896

2）第二類為氣水層：

Ygw=12.257AC+38.793CNL+4 606DEN+156.683lgRt-7 005

3）第三類為水層：

Yw=10.774AC+39.279CNL+4 616DEN+155.527lgRt-6 964

各樣本氣水層識(shí)別回判率總結(jié)見(jiàn)表2。

利用樣本回歸出的多元判別式，對(duì)龍崗氣田雷四氣藏52個(gè)測(cè)井解釋層進(jìn)行判別。得到的判別結(jié)果與孔隙度—電阻率交會(huì)圖、聲波—電阻率交會(huì)圖結(jié)果對(duì)比，其中符合的有43層，不符合的為9層，符合率為82.7%。

表2 雷四3層各小層流體類型多元判別回判統(tǒng)計(jì)Table 2 Fluid type multiple discriminant statistics of every small layer in Leisi 3 layer

3 結(jié)論

1）儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)受儲(chǔ)層本身的特征影響，還要受一些非儲(chǔ)層因素影響，如泥漿對(duì)地層的污染程度、地層水礦化度、井眼條件等。受非地層因素影響，一些測(cè)井信息完全不能反映原狀地層特征或原狀地層只能很低程度影響測(cè)井響應(yīng)。在這種情況下，單純用測(cè)井資料判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)，效果一般不會(huì)太好。

2）龍崗氣田雷四氣藏雷四段儲(chǔ)層屬于低孔、低滲的裂縫—孔隙型儲(chǔ)層和孔隙型儲(chǔ)層，部分井裂縫發(fā)育，鉆井液侵入深度一般較深；此外，雷四段巖性復(fù)雜，巖性對(duì)流體性質(zhì)判別的影響大；同時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度和地層水礦化度較高時(shí)，對(duì)電阻率測(cè)井信息影響較大。部分井氣層、氣水同層、水層的電阻率差異不明顯，測(cè)井判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的難度大。

3）每種判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的方法都有一定的局限性。龍崗氣田雷四氣藏的氣、水判別是在雙側(cè)向電阻率初步預(yù)判的基礎(chǔ)上，使用孔隙度—電阻率交會(huì)圖、聲波—電阻率交會(huì)圖與多元判別法相結(jié)合的方式進(jìn)行儲(chǔ)層流體性質(zhì)的識(shí)別，符合率分別為81.5%、88.9%、82.7%。實(shí)際應(yīng)用證明，上述方法對(duì)于龍崗氣田雷四氣藏氣水層識(shí)別具有很好的效果。

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（編輯 尹淑容）

Analysis on adaptability of gas and water layer recognition method of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

Cao Yu1,Lin Fan1,Tian Huijun1and Ou Jiaqiang2
(1.CDUT College of Energy Resources,Chengdu,Sichuan 610059,China;2.Research Institute of Chuanzhong Oil and Gas Mines, Petrochina Southwest Oil and Gas Branch,Suining,Sichuan 629000,China)

With the characteristics of low porosity and permeability,Leisi gas reservoir in Longgang gas field belongs to fracturedporous and porous reservoirs,and this typical carbonate gas reservoir has complex geology condition.In order to complete efficient development of the whole gas field and clarify gas and water distribution,fluid property of gas reservoir was identified.Based on the complex lithology,physical property,pore space and wellbore conditions of Leisi gas reservoir,various factors affecting fluid identification were analyzed.The results show that these factors have large influence on reservoir fluid property identification,and the effect is generally not too ideal if only using well logging data,thereby revealing the poor applicability of gas and water identification method in earlier stage.By using dual lateral resistivity,porosity-resistivity cross plot,acoustic wave-resistivity cross plot and multiple discriminate method to identify gas and water layer,a set of fluid identification methods adapted to Longgang reservoir features were established.The results show that coincidence rates of gas and water layer by porosity-resistivity,acoustic wave-resistivity and multiple discriminate method respectively are 81.5%,88.9%and 82.7%.Practical applications show that these methods have good effects on gas and water layer interpretation of Leisi gas reservoir in Longgang gas field.

Longgang gas field,Leisi gas reservoir,log interpretation,gas and water identification,cross plot,multiple discriminate

P631.8

：A

2015-06-29。

曹煜（1990—），男，在讀碩士研究生，油氣藏工程及數(shù)值模擬。