吳見(jiàn)萌, 朱國(guó)璋

(1.中石化西南石油工程有限公司測(cè)井分公司, 四川 成都 610100;2.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 四川 成都 610500)

0 引 言

DZ油田X儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),據(jù)703個(gè)巖心薄片樣本點(diǎn)分析表明,孔隙組成成分為基質(zhì)孔隙、次生溶蝕孔、溶洞、裂縫等,主要以基質(zhì)孔隙和次生溶蝕孔洞為主,占孔隙體積的96%,屬孔隙-孔洞型儲(chǔ)層[1]。據(jù)DZ油田X地層1 702個(gè)巖心樣本點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表明,X儲(chǔ)層平均孔隙度8.859%,平均滲透率3.291 mD*非法定計(jì)量單位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同,屬特低孔隙度低滲透率儲(chǔ)層[2]。X地層存在2類疑難儲(chǔ)層:含少量鐵粉的低電阻率油層、低泥質(zhì)含量的高含有機(jī)質(zhì)油層(原解釋干層)。本文針對(duì)這2類儲(chǔ)層,重點(diǎn)加強(qiáng)儲(chǔ)層有效下限、油水敏感性等基礎(chǔ)性研究,明確了利用正逆累積法和累積油氣體積法確定儲(chǔ)層下限的可靠性,闡述了Pickett圖版和電成像孔隙度頻率分布譜是判別孔隙-孔洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層流體性質(zhì)的最有效方法,進(jìn)一步證明了該油藏儲(chǔ)層縱向上連續(xù)分布的可靠性。

1 有效儲(chǔ)層下限

1.1 正逆累積法

根據(jù)碳酸鹽巖含油級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn),將儲(chǔ)層分為飽含油、含油(油帶)、不含油等3個(gè)級(jí)別。根據(jù)巖心含油性描述分別篩選出不同級(jí)別的巖心作為不同的樣本,將飽含油、含油級(jí)別的樣本作為有效樣本,不含油級(jí)別作為無(wú)效樣本,對(duì)孔隙度按一定的區(qū)間、有效樣本按從小到大的區(qū)間正向累積樣本數(shù)并計(jì)算正向累積百分比,對(duì)非有效樣本則按從大到小的區(qū)間逆向累積樣本數(shù)并計(jì)算逆向累積百分比;以橫坐標(biāo)為截止值參數(shù)區(qū)間,縱坐標(biāo)為累積百分比,有效樣本的正向累積百分比連接線和非有效樣本的逆向累積百分比連接線的交點(diǎn)即為儲(chǔ)層和非儲(chǔ)層的截止值。

依據(jù)DZ1、DZ2、XS1、T18井X地層955個(gè)巖心實(shí)驗(yàn)分析樣本點(diǎn),結(jié)合巖心照片、錄井顯示、測(cè)試資料等確定樣品對(duì)應(yīng)的含油性,分別對(duì)X地層作正逆累積分析確定儲(chǔ)層有效孔隙度下限[見(jiàn)圖1(a)]。綜合分析認(rèn)為X儲(chǔ)層孔隙度下限為6.5%。

圖1 正逆累積法和累積油氣體積法確定儲(chǔ)層孔隙度下限

1.2 累積油氣體積法

利用累積油氣體積(孔隙度、總含油飽和度與厚度乘積的累加)與孔隙度的關(guān)系確定儲(chǔ)層孔隙度下限,考慮泥質(zhì)引起的黏土束縛水的影響,研究中主要利用經(jīng)泥質(zhì)影響校正的總含水飽和度Swt。

采用油氣孔隙體積累積法的累積頻率對(duì)孔隙度的敏感性進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),確定合理的累積頻率對(duì)應(yīng)的物性參數(shù)作為截止值下限。通常,油氣孔隙體積累積的物性參數(shù)的步長(zhǎng)每增加1時(shí)其累積頻率的變化不大于1%,或者累積頻率每變化1%時(shí)物性參數(shù)的變化不超過(guò)使用的步長(zhǎng)值,可以認(rèn)為參數(shù)敏感性接近極值或接近截止值下限,可取此時(shí)頻率數(shù)對(duì)應(yīng)的物性參數(shù)值作為截止值下限。其中

(1)

Swt=Sw(1-Swb)+Swb

(2)

(3)

式中,Vchcp為連通油氣孔隙體積;Swt為經(jīng)泥質(zhì)影響校正的總含水飽和度,小數(shù);Swb為黏土束縛水飽和度,小數(shù);φt為總孔隙度,小數(shù);φe為有效孔隙度,小數(shù);H為地層厚度,m;k為物性參數(shù)步長(zhǎng),如孔隙度取0.005。

根據(jù)油氣孔隙體積累積曲線特征,X地層取累積頻率為97%對(duì)應(yīng)的孔隙度作為截止值下限,綜合分析認(rèn)為X地層的孔隙度下限為6.5%[見(jiàn)圖1(b)]。

2 油水敏感性分析

2.1 Pickett交會(huì)

根據(jù)703個(gè)巖心薄片樣本點(diǎn)分析表明,X地層泥質(zhì)含量平均值為2.54%,基質(zhì)孔隙和次生溶蝕孔洞占孔隙體積的96%,裂縫不發(fā)育,因此,可采用Achie公式計(jì)算儲(chǔ)層的含水飽和度?？紤]到深電阻率與含水飽和度、孔隙度相關(guān)關(guān)系受飽和度模型參數(shù)的影響[3],故孔隙度膠結(jié)指數(shù)m、飽和度指數(shù)n的確定是建立Pickett交會(huì)圖版準(zhǔn)確識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)。

依據(jù)5口井19個(gè)壓汞毛細(xì)管壓力實(shí)驗(yàn)分析樣本點(diǎn),根據(jù)油相和水相相對(duì)滲透率與含水飽和度的關(guān)系曲線確定束縛水飽和度,可以得到X儲(chǔ)層束縛水飽和度最大27.5%,最小9.9%,平均20.0%。

圖2 3種飽和度模型參數(shù)處理結(jié)果對(duì)比分析圖>

研究中試驗(yàn)了3種飽和度模型參數(shù)(固定m、固定n;可變m、固定n;可變m、固定n=2)對(duì)飽和度計(jì)算模型的影響作了大量對(duì)比分析[4],重點(diǎn)針對(duì)已經(jīng)測(cè)試證實(shí)的油層和差油層。如圖2為4 305～4 390 m中段飽和度模型參數(shù)處理結(jié)果對(duì)比分析圖,該段儲(chǔ)層測(cè)井解釋了5個(gè)油層和6個(gè)差油層,測(cè)試獲得4 399 bbl*非法定計(jì)量單位,1 bbl=159 L,下同/d高產(chǎn)工業(yè)油流。圖2中第5、第6、第7道為3種飽和度模型參數(shù)計(jì)算的含水飽和度與相滲分析的束縛水飽和度處理效果對(duì)比圖,可以發(fā)現(xiàn),采用可變m和固定n=2計(jì)算的含水飽和度更為合理,與相滲分析的束縛水飽和度結(jié)果一致。

當(dāng)飽和度模型參數(shù)一定時(shí),深電阻率與含水飽和度、孔隙度密切相關(guān),考慮到物性、飽和度差異對(duì)電阻率的影響,研究中假定孔隙度的變化區(qū)間0～40%,借用飽和度模型參數(shù),求得儲(chǔ)層含水飽和度5%～100%的深電阻率,以此建立深電阻率與孔隙度的雙對(duì)數(shù)關(guān)系圖版。

依據(jù)DZ油田X儲(chǔ)層飽和度模型參數(shù),a=1,b=1,m=2.4915φ+1.6514,n=2.0,Rw=0.0144 Ω·m,選擇的樣本點(diǎn)是已測(cè)試層的電性和物性數(shù)據(jù),制作X儲(chǔ)層含水飽和度5%～100%的深電阻率與孔隙度交會(huì)圖版,其圖版是基于密閉取心分析不同儲(chǔ)層物性的孔隙度膠結(jié)指數(shù)、飽和度指數(shù)的差異而建立的[5],依據(jù)該圖版,能較為明顯地區(qū)分不同儲(chǔ)層級(jí)別(油層、油水同層、含油水層、水層)的油水分布區(qū)域(見(jiàn)圖3),實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判別孔隙-孔洞型儲(chǔ)層的流體性質(zhì)。

圖3 Pickett圖版識(shí)別孔隙-孔洞型儲(chǔ)層流體性質(zhì)

2.2 電成像孔隙度頻率分布譜

利用Archie模型將電成像圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榫芤暱紫抖葓D像[6],對(duì)井周視孔隙度頻率分布譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,通過(guò)電成像孔隙度譜峰分布位置差異,有效判別儲(chǔ)層的流體性質(zhì)。主要基于儲(chǔ)層含水后電阻率更低的特征,電成像經(jīng)譜分析處理后,含水儲(chǔ)層譜峰則明顯后移;當(dāng)儲(chǔ)層含油時(shí),孔隙空間內(nèi)流體性質(zhì)的差異,如黏土束縛水、毛細(xì)管束縛水、可動(dòng)油,使得電成像譜分布表現(xiàn)為多種流體性質(zhì)的綜合反映。依據(jù)此,可用于儲(chǔ)層含流體性質(zhì)判別。

圖5 XS1井2 950～3 060 m段測(cè)井資料處理成果圖

一般情況下,當(dāng)孔隙中飽含油時(shí),受束縛水、可動(dòng)油等流體性質(zhì)的影響,導(dǎo)致電阻率存在差異,經(jīng)譜分析,出現(xiàn)雙峰或多峰,譜分布較寬,且譜峰相對(duì)靠前(如圖4中3 003～3 019 m段油層);若孔隙度頻率分布圖只有1個(gè)峰,譜峰分布幅度較大,分布范圍較窄,且譜峰靠后,說(shuō)明儲(chǔ)層流體以可動(dòng)水為主(如圖4中3 045～3 065 m段水層)。

圖6 X2井2 978～3 051 m段測(cè)井資料處理成果圖

3 疑難油層的重大發(fā)現(xiàn)

3.1 低泥質(zhì)含量的高含有機(jī)質(zhì)油層

針對(duì)孔隙-孔洞型儲(chǔ)層,利用正逆累積法和累積油氣體積法確定的儲(chǔ)層下限[7],考慮孔隙結(jié)構(gòu)的影響,采用不同飽和度條件下深電阻率(側(cè)向)與孔隙度雙對(duì)數(shù)交會(huì)圖版可識(shí)別DZ地區(qū)的高含有機(jī)質(zhì)油層(原解釋干層),利用上述形成的方法對(duì)整個(gè)區(qū)域儲(chǔ)層進(jìn)行研究,最終確定X地層為縱向上儲(chǔ)層連續(xù)性分布的整裝油藏(見(jiàn)圖5)。

XS1井2 965～3 048 m井段巖性為云質(zhì)灰?guī)r,測(cè)井曲線特征反映該儲(chǔ)層為孔隙型儲(chǔ)層,儲(chǔ)層物性較差,總伽馬值較高,約20～40 API,無(wú)鈾伽馬值較低,約5 API,深電阻率絕對(duì)值相對(duì)較高,約10 Ω·m,巖心薄片分析資料反映該儲(chǔ)層泥質(zhì)含量較低,有機(jī)質(zhì)含量較高,因此,區(qū)域上具有類似曲線特征,可近似判斷為高含有機(jī)質(zhì),但此類層滲透性相對(duì)較差[8]。

XS1井2 965～3 048 m井段的287個(gè)巖心薄片樣本點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析表明,該段地層巖石組分白云巖為3.03%;石灰?guī)r為87.56%;Vsh為1.117%;黃鐵礦為1.65%;φ為6.643%,測(cè)井計(jì)算的平均孔隙度為6.78%。依據(jù)X地層原研究確定的8%孔隙度下限,XS1井2 965～3 048 m段原解釋為干層。通過(guò)儲(chǔ)層下限的系統(tǒng)研究和油水敏感性分析,現(xiàn)確定的孔隙度下限為6.5%,經(jīng)分析將2 972～2 989 m井段解釋為2個(gè)差油層,3 029～3 049 m井段解釋為1個(gè)油層和2個(gè)差油層。完井后對(duì)XS1井進(jìn)行酸化壓裂系統(tǒng)測(cè)試,2 976～2 988 m段獲得產(chǎn)量148 bbl/d、3 035～3 047 m段獲得產(chǎn)量304.14 bbl/d,實(shí)現(xiàn)了XS1井2 965～3 048 m段低泥質(zhì)含量的高含有機(jī)質(zhì)油層的重大發(fā)現(xiàn),其技術(shù)方法成果推廣到整個(gè)區(qū)域類似儲(chǔ)層,為DZ地區(qū)X地層巨型整裝油藏的認(rèn)識(shí)提供了重要的技術(shù)依據(jù)。

3.2 含少量鐵粉的高孔隙度低電阻率油層

X2井(見(jiàn)圖6)2 978～3 051 m井段巖性以灰?guī)r為主,儲(chǔ)集物性較好;2 978～3 006 m井段電阻率絕對(duì)值較高,為油層特征,但在相同物性背景條件下,3 006～3 046 m井段電阻率明顯降低,這是否意味著該段儲(chǔ)層具有明顯含水跡象特征？

依據(jù)不同飽和度條件下電阻率與孔隙度交會(huì)圖版顯示,3 006～3 046 m井段樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)主要集中在油區(qū),無(wú)含水特征;電成像孔隙度頻率分布譜反映2 978～3 051 m井段具有類似分布特征,指示該段儲(chǔ)層均含油。完井后,對(duì)2 980～3 010 m和3 018～3 027 m井段進(jìn)行酸化壓裂測(cè)試,分別獲得油產(chǎn)量1 332、1 206 bbl/d。

巖心薄片分析表明,3 006～3 046 m井段含少量鐵粉,平均含量約2%,這可能是導(dǎo)致該段儲(chǔ)層電阻率降低的主要影響因素。

4 結(jié) 論

(1) 依據(jù)正逆累積法和累積油氣體積法確定的X地層儲(chǔ)層下限6.5%,結(jié)合巖心薄片分析資料,發(fā)現(xiàn)了低泥質(zhì)含量的高含有機(jī)質(zhì)油層,為X地層大型整裝油藏的突破性認(rèn)識(shí)起到了至關(guān)重要的作用。

(2) 通過(guò)3種飽和度模型參數(shù)(固定m、固定n;可變m、固定n;可變m、固定n=2)對(duì)飽和度計(jì)算模型影響的對(duì)比分析,采用可變m和固定n=2計(jì)算的含水飽和度更為合理,與相滲分析的束縛水飽和度結(jié)果一致。

(3) 考慮孔隙結(jié)構(gòu)的影響,基于密閉取心分析建立的不同飽和度條件下電阻率與孔隙度的交會(huì)圖版,結(jié)合電成像孔隙度頻率分布譜,能有效識(shí)別含少量鐵粉的高孔隙度低電阻率油層。

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