劉德春

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163412）

松遼盆地致密砂巖油儲(chǔ)層巖性識(shí)別方法

劉德春*

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163412）

松遼盆地致密油勘探已經(jīng)成為大慶油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的工作重點(diǎn)，由于致密油儲(chǔ)層通常采用水平井+油基鉆井液的鉆井工藝，造成巖屑細(xì)碎、污染嚴(yán)重，給巖性識(shí)別和評(píng)價(jià)帶來了困難，大慶油田針對(duì)這些難點(diǎn)，引進(jìn)了新技術(shù)，形成了致密儲(chǔ)層錄井巖性評(píng)價(jià)技術(shù)，在探井中應(yīng)用，取得了良好的效果。

致密油；水平井；巖性

近年來，以致密油氣、頁巖氣為代表的非常規(guī)油氣資源成功實(shí)現(xiàn)了規(guī)模開發(fā)、推動(dòng)全球油氣工業(yè)進(jìn)入常規(guī)資源與非常規(guī)資源并重發(fā)展的新階段。致密油的分布具有普遍性，資源潛力很大。我國(guó)致密油的發(fā)展起步較晚，近年來隨著水平井和壓裂改造技術(shù)和規(guī)模化應(yīng)用，提高了單井產(chǎn)量，推動(dòng)了致密油勘探開發(fā)區(qū)的重大進(jìn)展。大慶油田在致密砂巖油區(qū)帶優(yōu)選上，已確定3個(gè)重點(diǎn)區(qū)帶：大慶長(zhǎng)垣、三肇、齊家等具有億噸級(jí)探明儲(chǔ)量的潛力。主要目的層段為齊家—古龍地區(qū)源內(nèi)的高臺(tái)子油層和源下的扶楊油層。致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)烴源巖層系的致密儲(chǔ)層中，未經(jīng)過大規(guī)模長(zhǎng)距離運(yùn)移而形成的油氣聚集，一般無自然產(chǎn)能，需通過大規(guī)模壓裂技術(shù)才能形成工業(yè)產(chǎn)能。

致密油評(píng)價(jià)的重點(diǎn)不是落實(shí)圈閉和油氣水層判別，而是通過開展優(yōu)質(zhì)烴源巖和儲(chǔ)層集中發(fā)育段的地質(zhì)評(píng)價(jià)，尋找二者的交集—“甜點(diǎn)”［1］。致密油的評(píng)價(jià)重點(diǎn)體現(xiàn)在“七性關(guān)系”評(píng)價(jià)上，即巖性、物性、含油性、電性、烴源巖特性、脆性和地應(yīng)力各向異性7個(gè)方面的評(píng)價(jià)，而巖性是作為所有評(píng)價(jià)手段的基礎(chǔ)，只有準(zhǔn)確地確定巖性，恢復(fù)井筒剖面，才能優(yōu)選最具價(jià)值的“甜點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的最大化。

1　致密油水平井巖性解釋評(píng)價(jià)影響因素

為了提高產(chǎn)量，目前致密油勘探開發(fā)多數(shù)采用水平井鉆井+體積壓裂技術(shù)，同時(shí)為了保持水平段井眼穩(wěn)定，通常使用油基鉆井液體系。油基鉆井液水平井識(shí)別評(píng)價(jià)的難點(diǎn)是針對(duì)受到污染的細(xì)碎混合樣品，如何消除影響，獲得準(zhǔn)確的巖性。采集技術(shù)受巖屑準(zhǔn)確性降低，巖屑中含油砂巖準(zhǔn)確含量及歸位受到影響，評(píng)價(jià)技術(shù)沒有適合水平井的資料處理技術(shù)，不能恢復(fù)地層剖面。針對(duì)這些因素，采用巖屑伽馬、XRD、巖屑圖像采集技術(shù)等新的錄井技術(shù)，促進(jìn)了致密油巖性解釋評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展。

2　致密油解釋巖性評(píng)價(jià)技術(shù)

水平井因其自身井眼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，巖屑運(yùn)移方式與直井有相當(dāng)大的差別，在水平段和造斜段，巖屑以滾動(dòng)、懸浮以及跳躍方式搬運(yùn)，且在造斜段易形成“巖屑床”。另外，因工程需求水平井大多采用齒輪小且密的PDC鉆頭鉆井，導(dǎo)致了本身就比較小的巖屑反復(fù)受到鉆具、井壁、套管壁的碰撞，造成巖屑更細(xì)小、代表性差。在直井砂泥巖識(shí)別是簡(jiǎn)單的，但水平井巖屑呈粉末狀，用油基鉆井液后，巖屑難以清洗，清洗過程中真巖屑漏失假巖屑增多，不僅識(shí)別難，含量也很難確定，對(duì)巖性定名和含油產(chǎn)狀都有很大影響。

2.1巖性識(shí)別

2.1.1巖屑上返的機(jī)理研究

巖屑沉積床的不斷形成和破壞，導(dǎo)致不同時(shí)間破碎的巖屑在上返過程中混雜在一起，為巖屑的描述分層增加了難度。在實(shí)際鉆井過程中，還有2個(gè)因素會(huì)使因巖屑沉積床造成的巖屑混雜更為嚴(yán)重。一是環(huán)空內(nèi)鉆具因自重處于偏心狀態(tài)，鉆桿對(duì)已經(jīng)形成的相對(duì)穩(wěn)定的巖屑床反復(fù)沖擊摩擦；二是動(dòng)力鉆具打鉆時(shí)，鉆頭旋轉(zhuǎn)而鉆具不旋轉(zhuǎn)，鉆具貼下井壁不動(dòng)，使巖屑沉積床形成的機(jī)會(huì)和規(guī)模大大增加。

通過對(duì)巖屑上返的機(jī)理的研究，發(fā)現(xiàn)斜井和水平井中巖屑的運(yùn)移由巖屑單元所受到的主動(dòng)力狀態(tài)決定，且鉆井液返速（流核區(qū)厚度、速梯區(qū)厚度）、井斜角、巖屑密度、巖屑直徑、旋轉(zhuǎn)鉆柱、巖屑床附面層的速度梯度及巖屑突出床面高度等，對(duì)巖屑的運(yùn)移和動(dòng)巖屑床的形成、靜巖屑床的破壞均有較大的影響，但對(duì)于水平井返砂效率沒有明確的論述。

2.1.2巖性識(shí)別的方法

2.1.2.1加強(qiáng)常規(guī)方法判別巖性

現(xiàn)場(chǎng)在自然光和熒光燈下觀察，分別對(duì)濕樣、干樣進(jìn)行描述，重點(diǎn)是描述砂巖百分含量和含油砂巖百分含量。將粘在一起的巖屑捻開，借助高倍放大鏡觀察。Ap1井現(xiàn)場(chǎng)水平井巖屑在1984m巖性為灰棕色油跡粉砂巖，熒光面積為1.0%；2107.0m巖性為灰棕色油斑泥質(zhì)粉砂巖，熒光面積為7.2%；2142.0m巖性為灰棕色油浸粉砂巖，熒光面積為20.5%。

2.1.2.2應(yīng)用鉆時(shí)和氣測(cè)輔助識(shí)別儲(chǔ)層巖性

在鉆井參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定的情況下，鉆時(shí)的變化主要與巖性有關(guān)。當(dāng)鉆遇同一地層鉆時(shí)是相對(duì)穩(wěn)定的，實(shí)時(shí)跟蹤時(shí)鉆時(shí)突變（變大變?。r(shí)，說明鉆遇的地層巖性可能發(fā)生變化，跟蹤撈取巖屑，進(jìn)一步落實(shí)儲(chǔ)層巖性。

當(dāng)氣體檢測(cè)分析的全烴或組份分析參數(shù)有變化時(shí)，說明鉆遇地層巖性可能發(fā)生變化，跟蹤撈取巖屑，進(jìn)一步落實(shí)儲(chǔ)層巖性。

舉例：L26-P12井：

3100～3240m，平均鉆時(shí)約13min，巖性為油斑粉砂巖，3240～3250m，平均鉆時(shí)降至5min，巖性變?yōu)槟鄮r，全烴也從1.8%降至1.1%，在3240m處出層。

3250～3330m，平均鉆時(shí)約3min，巖性為油斑粉砂巖，3330～3370m，平均鉆時(shí)升至19min，巖性變?yōu)槟鄮r，全烴也從4.1%降至1.3%，在3330m處出層。

3370～3490m，平均鉆時(shí)升至8min，巖性變?yōu)橛桶叻凵皫r，全烴又從1.3%降至2.9%，在3370m處入層。

2.1.2.3利用巖屑伽馬判斷巖性

松遼盆地碎屑巖主要為砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，而砂巖到泥巖的變化主要體現(xiàn)在巖石中泥質(zhì)含量的變化，這種泥質(zhì)含量的變化會(huì)導(dǎo)致巖石自然放射性的變化。由于泥質(zhì)成分較細(xì)小，有較大的比表面積，其吸附能力也較強(qiáng)，泥質(zhì)成分越多，吸附的放射性物質(zhì)就越多，總伽馬值就越大。巖屑細(xì)碎成粉末后，砂巖和泥巖相對(duì)含量難以確定，利用井筒巖屑伽馬，可以通過標(biāo)定曲線，得出砂泥的相對(duì)含量，對(duì)巖屑剖面做出更合理的解釋，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的巖性識(shí)別。

2.1.2.4利用XRD技術(shù)判斷巖性

大慶錄井引進(jìn)X射線衍射技術(shù)，根據(jù)該項(xiàng)技術(shù)分析的礦物成分含量，判斷巖性。松遼盆地北部扶余油層發(fā)育的巖性主要為粉泥巖［2］。通過5口井130塊樣品分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隨著巖性由泥巖→粉砂質(zhì)泥巖→泥質(zhì)粉砂巖→粉砂巖變化［2］，粘土礦物含量明顯降低，長(zhǎng)石、石英含量表現(xiàn)為升高的趨勢(shì)，根據(jù)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，建立了不同巖性粘土礦物劃分標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1　不同巖性粘土礦物劃分標(biāo)準(zhǔn)

2.2巖屑?xì)w位

目前致密油水平井目的層均為含油砂巖層，在層內(nèi)運(yùn)行氣測(cè)值較高，出層后巖性變?yōu)槟鄮r，氣測(cè)響應(yīng)值下降，可以判斷巖性出現(xiàn)變化，通過13口井水平井水平段出層和入層情況氣測(cè)與巖性變化的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其變化與隨鉆的上下伽馬的變化一致，說明鉆進(jìn)軌跡顯示出層或入層時(shí)，氣測(cè)和巖屑巖性會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)變化，說明在水平井段巖屑可以反正真實(shí)的地層變化，所以用氣測(cè)資料、巖性結(jié)合上下伽馬進(jìn)行巖屑?xì)w位的方法是可行的。

2.3井筒剖面的恢復(fù)和巖性重新解釋

利用巖屑?xì)w位方法首先對(duì)水平井本井進(jìn)行歸位，再利用建立的巖屑識(shí)別方法，對(duì)巖屑剖面進(jìn)行重新解釋，使巖性與水平井軌跡運(yùn)行情況相吻合。

3　實(shí)際應(yīng)用效果

應(yīng)用本文建立的致密油巖性評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行層段優(yōu)選，在探井應(yīng)用了45口井（直井19口，水平井24口），試油30口井，其中27口井獲得工業(yè)油流，YP1、AP3、PP1等探井取得了日產(chǎn)油30t以上的重大突破，試油層數(shù)101層，解釋符合率97.8%。ZP5井扶余油層水平段長(zhǎng)926m，錄井解釋34層，其中致密油Ⅰ－1類層9層，厚630.0m；致密油Ⅰ－2類層12層，厚137.2m；致密油Ⅱ類層7層，厚72.2m；干層6層，厚89.6m。該井27、28、30、34、38、43、44、47、48、50、52、54、57、59號(hào)層合壓，日產(chǎn)油26.34t/d。

4　結(jié)論與建議

（1）本文中建立的致密油錄井巖性評(píng)價(jià)技術(shù)可以對(duì)致密儲(chǔ)層的巖性進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，近而為致密油儲(chǔ)層的壓裂優(yōu)選提供技術(shù)支撐，在探井和實(shí)驗(yàn)區(qū)應(yīng)用，取得了很好的效果。

（2）致密油勘探開發(fā)在油田還是剛剛起步，巖性評(píng)價(jià)沒有完全消除混油混樣影響，砂巖含量的準(zhǔn)確性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證，在以后的攻關(guān)和實(shí)踐中，將繼續(xù)完善分析方法，建立有效致密儲(chǔ)層巖性采集、評(píng)價(jià)和解釋規(guī)范。

P618.13

A

1004-5716（2016）08-0080-03

2015-09-01

2015-09-07

劉德春（1961-），男（漢族），黑龍江大慶人，助理工程師，現(xiàn)從事錄井解釋研究工作。

［1］趙政璋，杜金虎，等.致密油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2013.

［2］藤工生，楊光照，修天竹.隨鉆X射線衍射分析儀在吉林探區(qū)的試驗(yàn)與應(yīng)用［J］.錄井工程，2012（4）：6-9.