侯雨庭, 趙海華, 湯宏平, 牛林林, 吳勇

(1.中國石油長慶油田分公司勘探部, 陜西 西安 710018; 2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院, 陜西 西安 710018; 3.中國石油集團測井有限公司長慶事業(yè)部, 陜西 西安 710200)

0 引 言

隱蔽型砂巖指砂巖儲層與測井響應(yīng)強烈的其他巖性地層共生或緊鄰,導致該類砂巖儲層利用常規(guī)測井曲線難以識別。鄂爾多斯盆地延長組長7油層組沉積時期為最大湖泛期,湖盆強烈拗陷,湖水分布范圍廣[1],在長73沉積了一套富有機質(zhì)的暗色頁巖,在暗色頁巖中夾雜滲透率極低的薄層細砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。這類砂巖與油頁巖互層共生或緊鄰油頁巖,隱蔽在油頁巖互層中間,利用常規(guī)的巖性測井曲線易將該類砂巖誤判為非儲層的泥巖或粉砂質(zhì)泥巖,稱這類砂巖為隱蔽型砂巖。

本文針對該類隱蔽型致密砂巖儲層巖性劃分難題,建立有效的測井識別方法,初步形成了隱蔽型砂巖儲層測井識別技術(shù),實際應(yīng)用效果較好。

1 隱蔽型砂巖儲層測井曲線特征

圖1 長73典型隱蔽型致密砂巖儲層測井曲線特征*非法定計量單位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同

鄂爾多斯盆地長73的隱蔽型薄互層砂巖自然伽馬測井出現(xiàn)異常高值,平均值主要分布在100～250 API之間,該區(qū)常規(guī)砂巖儲層自然伽馬測井值小于100 API。由于薄層砂巖夾于烴源巖或暗色泥巖之間,利用自然伽馬測井數(shù)據(jù)難以識別。圖1為鄂爾多斯盆地長73典型的高自然伽馬隱蔽型薄砂巖儲層測井曲線特征圖。圖1中第6道是利用自然伽馬計算泥質(zhì)含量獲得的巖性剖面,主要為大段的泥巖儲層,但在2 041.0～2 043.8 m、2 043.9～2 049 m、2 073.6～2 079.2 m、2 079.9～2 083.8 m井段取心描述為灰色油斑細砂巖、灰色油浸細砂巖、深灰色油跡粉細砂巖等,巖心分析平均孔隙度7.97%,分析滲透率0.08×10-3μm2,為典型的致密砂巖儲層。利用自然伽馬曲線進行巖性區(qū)分將該類儲層全部解釋為泥巖,從而將儲層淹沒在非儲層中,造成儲層“隱蔽”的現(xiàn)象。

2 隱蔽型致密砂巖儲層測井識別方法

湖盆中部長73隱蔽型致密砂巖油藏屬于自生自儲型油藏,其含油性主要控制因素為儲層的巖性與孔隙結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的測井技術(shù)中元素俘獲譜測井或巖性掃描測井能識別復(fù)雜儲層礦物組分,有效劃分巖性;核磁共振測井能準確評價復(fù)雜儲層孔隙度及孔隙結(jié)構(gòu),能有效評價該類隱蔽型砂巖儲層。

2.1 隱蔽型致密砂巖儲層的巖性識別

元素俘獲譜測井記錄俘獲伽馬能譜[3],利用剝譜法對熱中子俘獲譜解譜,得到元素的相對產(chǎn)額。主要測量的元素有硅(Si)、鐵(Fe)、鈣(Ca)、硫(S)、鈦(Ti)、釓(Gd)、氯(Cl)、鋇(Ba)和氫(H)。獲得元素相對產(chǎn)額后,根據(jù)氧閉合模型將其轉(zhuǎn)化為元素濃度[4],通過大量巖心分析數(shù)據(jù)和巖石礦物數(shù)據(jù)庫建立的SpectroLith經(jīng)驗關(guān)系確定地層礦物類型及含量,是唯一能從巖石成分角度解決巖性識別問題的測井方法[5],能定量分析復(fù)雜巖性地層的礦物成分。

圖2 B28長73隱蔽型砂巖儲層元素俘獲譜處理成果圖

B28井采集了元素俘獲能譜測井ECS資料,該井長73薄互層砂巖和油頁巖的處理成果見圖2。圖2中1 720.5～1 723.0 m段自然伽馬測井值為205 API,最后一道為利用自然伽馬計算的地層巖性剖面,泥質(zhì)含量計算達到100%,識別為泥巖層。從ECS測井資料處理成果看,該井段的鋁含量為0.42 kgf/kgf,硅的含量為0.5 kgf/kgf,兩者含量與砂巖儲層接近,第1道的ECS計算的地層礦物組分表明該段黏土含量為25.6%,石英-長石-云母含量為68.2%,為砂巖儲層。

圖3 CH96井長73段巖性掃描測井礦物含量計算成果圖

巖性掃描測井LithoScanner與元素俘獲測井ECS相比,能直接測量鋁元素,從而得到更精確的黏土含量。另外,鈣、鎂元素測量更準確,從而得到更精確的碳酸鹽巖含量,并能區(qū)分灰?guī)r和云巖,鈉、鉀元素的測量能更準確計算長石含量。CH96井采集了巖性掃描測井資料。圖3為CH96井長73段巖性掃描測井處理成果表明,該段地層礦物組分復(fù)雜,包括黏土(伊利石、綠泥石)、硅質(zhì)(石英、鉀長石、斜長石)、碳酸鹽巖(方解石、白云石)、黃鐵礦。該段地層黏土含量分布在10%～50%之間,平均31.5%,以伊利石為主;石英含量主要分布在20%～55%,平均35.7%;長石含量分布在10%～45%,平均24.4%,斜長石比鉀長石含量略高;碳酸鹽巖從上至下均有分布,含量基本低于20%,白云石比方解石含量略高;黃鐵礦主要分布在長73高電阻率頁巖油地層2 055～2 074 m段,含量為5%～18%。在長73段底部2 073.6～2 080.1 m段發(fā)育隱蔽型薄互層砂巖,利用自然伽馬計算泥質(zhì)含量劃分為非儲層(圖3中第11道),與取心剖面(圖3中第12道)不符。巖性掃描測井顯示該井段石英含量高達65.2%,斜長石含量為9.2%,黏土含量22.5%,測井解釋為砂巖儲層6.5 m,與取心剖面吻合較好。在該井長73段2 075～2 080 m處射孔,加陶45.5 m3,纖維878 kg,壓裂試油獲得10.97 t/d的工業(yè)油流,這充分證明巖性掃描測井劃分儲層巖性十分可靠。

2.2 隱蔽型致密砂巖儲層的孔隙結(jié)構(gòu)評價

受巖性、巖石骨架、孔隙結(jié)構(gòu)等多種因素影響,常規(guī)測井資料不能定量評價長73隱蔽型致密砂巖儲層的孔隙度及孔隙結(jié)構(gòu)。中子測井和聲波測井易受泥質(zhì)的影響,而密度測井易受長7井眼不規(guī)則的影響[6],且儀器測量精度滿足不了致密砂巖儲層孔隙度計算精度。另一方面,常規(guī)測井資料不能反映儲層孔隙的大小分布狀況。核磁共振測井解釋孔隙度與巖性無關(guān)且精度高,在復(fù)雜巖性地層中計算孔隙度比傳統(tǒng)依賴骨架參數(shù)評價孔隙度更為準確。同時,核磁共振測井得到的T2譜與巖石孔徑分布密切相關(guān),可以提供不同尺寸的孔隙分布狀態(tài)。

由于長73儲層為致密儲層,孔隙空間很小,為了提高致密儲層核磁共振測井的信噪比,采用核磁共振高精度測井模式(EPM),對測井采集參數(shù)進行了優(yōu)化(見表1),通過降低測井速度、減少主序回波個數(shù)和增加短序的回波采集重復(fù)次數(shù),盡可能多地獲取來自于致密儲層小孔隙部分的測量信息且確保信噪比較高,從而提高核磁共振測井對致密儲層的評價精度。圖4為×236-61井長73致密地層高精度核磁共振測井處理成果圖。該井2 073.5～2 079.0 m井段自然伽馬值較高,從核磁共振T2譜分布圖(第6道)可以看出該段T2譜靠后,且有一定的峰值,顯示該段具有一定的儲集性能。利用核磁共振測井資料計算孔隙度(第8道)為4%～6%之間,計算滲透率0.1×10-3μm2左右(第9道),與巖心分析孔隙度、滲透率吻合較好。

表1 核磁共振測井致密油氣采集參數(shù)優(yōu)化

圖4 ×236-61井長73段高精度核磁處理成果圖*非法定計量單位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同

M53井長73段2 263～2 283 m自然伽馬測井呈高值,屬于隱蔽型砂巖儲層(見圖5),該井采集了ECS和核磁共振測井資料。從ECS處理成果圖看該地層段發(fā)育砂巖薄互層(第14道),核磁共振測井處理結(jié)果看該井段T2譜在T2截止值以后具有一定的寬度和峰值,發(fā)育小孔隙。根據(jù)ECS和核磁共振測井處理結(jié)果解釋差油層14.6 m,壓裂試油獲得6.55 t/d的工業(yè)油流。

圖5 M53井長73段ECS和核磁共振識別隱蔽型砂巖成果圖

3 應(yīng)用效果

近3年來,針對長73隱蔽型砂巖儲層識別難題試驗采集了地層元素俘獲譜測井和高精度核磁共振測井共5口井(見表2)。通過處理解釋均有一定的有效厚度,儲層改造應(yīng)用了低砂比、大液量、大排量的體積壓裂理念設(shè)計儲層改造方案,有5口井均獲得工業(yè)油流,流。顯示該類隱蔽型儲層良好的勘探潛力,地層元素俘獲譜測井和高精度核磁共振測井能在識別評價隱蔽型儲層發(fā)揮了重要作用。

其中2口井獲得大于20 t/d的高產(chǎn)油

4 結(jié) 論

(1) 鄂爾多斯盆地長73隱蔽型致密砂巖巖性及孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常規(guī)測井難以識別該類儲層的巖性、評價其孔隙結(jié)構(gòu),地層元素俘獲譜測井或巖性掃描測井能測量地層元素,計算地層的礦物組分,有效劃分復(fù)雜儲層巖性。參數(shù)優(yōu)化后的高精度核磁共振測井能獲得致密儲層小孔隙部分的信息,能有效評價長73隱蔽型砂巖儲層的孔隙結(jié)構(gòu),計算孔隙度與滲透率。

(2) 地層元素俘獲譜測井或巖性掃描測井和高精度核磁共振測井是鄂爾多斯盆地長73隱蔽砂巖儲層定量評價的最優(yōu)測井系列。

參考文獻:

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