李鈞軻，李德勇

（中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東青島266100）

西湖凹陷致密低滲砂巖測(cè)井解釋模型

李鈞軻*，李德勇

（中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東青島266100）

在巖石結(jié)構(gòu)復(fù)雜的低孔滲儲(chǔ)層中，如何根據(jù)已有的巖芯、測(cè)井等資料來(lái)更加精確地求取儲(chǔ)層物性參數(shù)是十分重要也十分困難的。不同工區(qū)的地質(zhì)特征、流體性質(zhì)、儲(chǔ)集特征各不相同，因此也應(yīng)對(duì)不同的測(cè)井解釋模型。在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)本工區(qū)的巖芯、測(cè)井資料，利用交會(huì)圖和直方圖技術(shù)建立了針對(duì)本工區(qū)的儲(chǔ)層測(cè)井解釋模型，提高了本工區(qū)低孔滲儲(chǔ)層的測(cè)井解釋精度，為后期勘探開(kāi)發(fā)工作提供了嶄新思路和可靠依據(jù)。

西湖凹陷；測(cè)井解釋模型；孔隙度；滲透率；含水飽和度

西湖凹陷位于東海盆地陸架邊緣，是東海盆地中面積最大、勘探程度最高的沉積凹陷，呈北北東—北東走向，南北長(zhǎng)約420km，東西寬約100km，面積約4.27× 104km2。西湖凹陷自老到新發(fā)育有古新統(tǒng)、下始新統(tǒng)、中上始新統(tǒng)（平湖組）、漸新統(tǒng)（花港組段）、中新統(tǒng)（龍井組、玉泉組和柳浪組）、上新統(tǒng)（三潭組）及第四系（東海群）。其中，龍井組、花港組、平湖組地層為西湖凹陷勘探的目的層，而花港組是本文研究的重點(diǎn)地層。花港組主要發(fā)育于浙東坳陷，厚1000～2000m。

1 概述

儲(chǔ)層測(cè)井解釋的主要任務(wù)是將自然伽馬、縱橫波聲波時(shí)差、電阻率、密度、自然電位等測(cè)井曲線依據(jù)不同的地質(zhì)特征選取合適的解釋模型，計(jì)算成泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、含水飽和度等物性參數(shù)。最后，根據(jù)這些地質(zhì)參數(shù)，研究?jī)?chǔ)層及其巖性、物性和含油性，包括儲(chǔ)油性能、滲濾特性、流體性質(zhì)及產(chǎn)烴能力，以便對(duì)地下地質(zhì)情況、產(chǎn)層特征、油氣層分布與生產(chǎn)能力做出全面評(píng)價(jià)及符合地下原貌的模擬，從而在宏觀上顯示出較高的精度和較好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。為了提高儲(chǔ)層測(cè)井解釋模型的計(jì)算精度，在針對(duì)此工區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)層測(cè)井解釋模型時(shí)，對(duì)關(guān)鍵井儲(chǔ)層巖芯基本資料進(jìn)行分析并進(jìn)行巖芯歸位等處理。對(duì)該工區(qū)測(cè)井資料進(jìn)行環(huán)境校正、深度校正、濾波處理、標(biāo)準(zhǔn)化及歸一化處理，最終建立該工區(qū)精確的儲(chǔ)層測(cè)井解釋模型。

2 測(cè)井解釋模型

2.1 地層泥質(zhì)含量

地層泥質(zhì)含量是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性及巖性的一個(gè)重要參數(shù)，是由各種細(xì)粉砂、粘土礦物、直徑小于0.01mm的非粘土礦物細(xì)顆粒組成的復(fù)雜混合物。因此準(zhǔn)確計(jì)算地層泥質(zhì)含量是一個(gè)必要和復(fù)雜的問(wèn)題[2]。此次工區(qū)研究層位為含泥質(zhì)砂巖，通過(guò)對(duì)比前人研究成果并結(jié)合西湖凹陷地區(qū)儲(chǔ)層特征，認(rèn)為自然伽馬測(cè)井能較好地反映地層泥質(zhì)含量，因此選取自然伽馬測(cè)井曲線（GR）計(jì)算地層泥質(zhì)含量（Vsh）。

在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，采?。?）、（2）式計(jì)算泥質(zhì)含量。

式中：GR——自然伽馬測(cè)井值，API；

SH——曲線相對(duì)值，又稱泥質(zhì)含量指數(shù)，若SH≤0,SH=0.001，若SH≥1,SH=1；

Gmin——純砂巖的自然伽馬測(cè)井值，API；

Gmax——純泥頁(yè)巖的自然伽馬測(cè)井值，API；

GCUR——地層年代系數(shù),第三系以下老地層取2，新地層取3.7，花港組為新地層，故選擇為3.7。

X1井、X2井自然伽馬曲線計(jì)算地層泥質(zhì)含量圖如圖1、圖2所示。

圖1、圖2分別為X1井、X2井利用自然伽馬曲線計(jì)算地層泥質(zhì)含量的歸一化數(shù)值。X1井選取3650～4050m共400m儲(chǔ)層進(jìn)行示意，X2井選取3200～3600m共400m儲(chǔ)層進(jìn)行示意。從圖中可以看到，自然伽馬曲線與地層泥質(zhì)含量具有良好的正相關(guān)性，即自然伽馬曲線數(shù)值較高處地層泥質(zhì)含量也較高。利用所計(jì)算地層泥質(zhì)含量可以精確劃分儲(chǔ)層并有效評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的性質(zhì)和質(zhì)量。

圖1 X1井自然伽馬曲線計(jì)算地層泥質(zhì)含量圖

圖2 X2井自然伽馬曲線計(jì)算地層泥質(zhì)含量圖

2.2 孔隙度解釋模型

孔隙度是反映儲(chǔ)層物性的重要參數(shù)，也是儲(chǔ)量、產(chǎn)能計(jì)算及測(cè)井解釋不可缺少的參數(shù)之一[3]。由于孔隙度曲線的測(cè)井地質(zhì)基礎(chǔ)及測(cè)井機(jī)理不盡相同，孔隙度曲線縱橫向分辨率受井眼及儲(chǔ)層流體性質(zhì)等非孔隙性因素的影響程度有較大差異[4]。

此項(xiàng)工作利用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行巖芯分析資料所得到的孔隙度與測(cè)井所得到的縱波聲波時(shí)差—密度曲線進(jìn)行回歸分析。將巖芯歸位后的孔隙度與縱波聲波時(shí)差—密度交會(huì)，得到交會(huì)圖及二元一次回歸方程：

式中：DTma——目的層聲波時(shí)差值，55.47μs/ft；

DTf--巖石骨架聲波時(shí)差值，188.98μs/ft；

DT——流體時(shí)差值，μs/ft；

ρ——目的層密度值，g/cm3；

ρma——巖石骨架密度值，2.65g/cm3；

ρf——流體密度值，1.0g/cm3。

巖芯分析所得孔隙度與縱波聲波時(shí)差—密度交會(huì)圖如圖3、圖4所示。

圖3 X1井聲波時(shí)差與密度交會(huì)法

圖4 X2井聲波時(shí)差與密度交會(huì)法

圖3、圖4是利用西湖凹陷某區(qū)塊X1、X2井的經(jīng)過(guò)巖芯歸位、標(biāo)準(zhǔn)化處理、歸一化處理的某層位的縱波聲波時(shí)差DT、密度RHOB與實(shí)驗(yàn)室?guī)r芯分析得到的孔隙度POR進(jìn)行交會(huì)得到的關(guān)系圖，得到的回歸方程為：

POR=0.7945×

相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.9557、R2=0.9684，一般認(rèn)為相關(guān)系數(shù)R2＞0.8即為此關(guān)系式可信度較高，因?yàn)榇岁P(guān)系式可信。

西湖凹陷某區(qū)塊儲(chǔ)層巖石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用測(cè)井資料直接計(jì)算孔隙度有一定的困難。經(jīng)綜合分析可以看出，若條件允許可利用多條曲線計(jì)算孔隙度時(shí)，在該工區(qū)優(yōu)先選取縱波聲波時(shí)差—密度曲線進(jìn)行孔隙度計(jì)算。

2.3 滲透率解釋模型

巖石的滲透率是指巖層在一定的壓差下允許流體通過(guò)的能力，它是評(píng)價(jià)油層好壞的重要指標(biāo)之一，確定巖層滲透率是測(cè)井資料定量解釋的重要任務(wù)之一[5]。而滲透率的大小由儲(chǔ)層孔隙度的大小以及孔隙結(jié)構(gòu)特征共同決定，且儲(chǔ)層孔隙的幾何形態(tài)和大小也會(huì)影響滲透率。由于孔隙度與滲透率一般呈正相關(guān)性，因此實(shí)際工作中常常利用孔隙度采取統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算滲透率。

對(duì)于西湖凹陷某區(qū)塊低孔低滲的儲(chǔ)層特征，經(jīng)分析得知孔隙度與滲透率相關(guān)性較好，因此利用孔隙度為自變量與滲透率做交會(huì)圖并求取進(jìn)行回歸方程。此項(xiàng)工作利用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行巖芯分析資料所得到的孔隙度與滲透率進(jìn)行回歸分析，做孔隙度與滲透率交會(huì)圖并得到指數(shù)函數(shù)：

巖芯分析所得孔隙度與滲透率交會(huì)圖如圖5、圖6所示。

圖5、圖6是利用西湖凹陷某區(qū)塊X1、X2井的經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室?guī)r芯分析得到的孔隙度POR與滲透率PERM進(jìn)行交會(huì)得到的關(guān)系圖，得到的回歸方程為：

相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.9984、R2=0.9972，一般認(rèn)為相關(guān)系數(shù)R2＞0.8即為此關(guān)系式可信度較高，因?yàn)榇岁P(guān)系式可信。

2.4 含水飽和度解釋模型

含水飽和度Sw和含氣飽和度Sg是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含氣性的主要標(biāo)志。由于目前西湖凹陷某區(qū)塊無(wú)巖芯分析含氣飽和度數(shù)據(jù)，因此通過(guò)研究?jī)?chǔ)層的含水飽和度來(lái)實(shí)現(xiàn)。含水飽和度是水的體積在儲(chǔ)層巖石的孔隙的體積中所占的比例，是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的一個(gè)基本參數(shù)。

考慮泥質(zhì)對(duì)巖石電阻率的影響,1983年法國(guó)Si?mandoux對(duì)砂和粘土組成的人工介質(zhì)做了廣泛的實(shí)驗(yàn)研究,得出泥質(zhì)砂巖電導(dǎo)率關(guān)系式：

該式是混合泥質(zhì)砂巖模型，是一種反映含分散泥質(zhì)的巖石導(dǎo)電性模型[7]。其中Vsh為泥質(zhì)含量，Rsh為泥質(zhì)電阻率。Simandoux公式在實(shí)際應(yīng)用中不考慮泥質(zhì)和粘土的具體分散形式，并認(rèn)為泥質(zhì)和純砂巖一樣含有水和氣，這與實(shí)際情況較為吻合，這樣也能夠消除儲(chǔ)層物性差異所帶來(lái)的影響。在實(shí)際計(jì)算含水飽和度過(guò)程中，巖性系數(shù)b和飽和度指數(shù)n變化范圍較大，Si?mandoux公式?jīng)]有采用這兩個(gè)參數(shù)，減少了可能出現(xiàn)的誤差。

因此，針對(duì)西湖凹陷某區(qū)塊的低孔低滲儲(chǔ)層以及泥質(zhì)含量較高的的地質(zhì)條件，采用Simandoux公式計(jì)算含水飽和度的準(zhǔn)確略更高。

3 測(cè)井解釋模型檢驗(yàn)

測(cè)井解釋成果圖如圖7所示。

從左至右分別為泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、含水飽和度，其中滲透率用對(duì)數(shù)方式顯示，其余采用百分比形式顯示。從圖中顯示看出，所計(jì)算的測(cè)井解釋模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及地下真是情況基本對(duì)應(yīng)一致。

4 結(jié)論

應(yīng)用所建立的測(cè)井解釋模型，對(duì)西湖凹陷某區(qū)塊的測(cè)井資料進(jìn)行了處理和解釋，為此工區(qū)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供了地質(zhì)依據(jù)和油藏描述的基礎(chǔ)。根據(jù)巖芯分析資料、地質(zhì)資料、測(cè)井資料建立了較為精確的測(cè)井解釋模型，有效提高了西湖凹陷某區(qū)塊低孔滲儲(chǔ)層的解釋準(zhǔn)確率，為下一步的勘探開(kāi)發(fā)提供了可靠的依據(jù)。

圖7 測(cè)井解釋成果圖

[1]曹嘉酋，劉士安，高敏.測(cè)井資料綜合解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[2]尚作源，歐陽(yáng)健.測(cè)井新技術(shù)與油氣層評(píng)價(jià)進(jìn)展[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[3]黎文清.油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1993.

[4]洪斌.蘇里格氣田蘇X區(qū)塊測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)[D].成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009：26-35.

[5]王會(huì)麗.金湖凹陷低孔低滲儲(chǔ)層分布與測(cè)井評(píng)價(jià)方法研究[D].中國(guó)石油大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011：27-42.

[6]張海濤.蘇格里地區(qū)有效儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別方法研究[D].西北大學(xué)博士學(xué)位論文，2010：67-73.

[7]雍世和，張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營(yíng):石油大學(xué)出版社,1996.

[8]林承焰.樂(lè)安油田草4塊Es4稠油油藏測(cè)井解釋模型研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（4）：2-5.

[9]胡楊，等.大牛地氣田測(cè)井解釋模型建立與氣層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（3）：37-41.

[10]孫建孟.應(yīng)用巖心分析資料建立測(cè)井解釋模型［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1995，19（4）：28-34.

TN929.5

A

1004-5716(2016)12-0008-04

2016-01-25

2016-01-26

李鈞軻（1990-），男（漢族），天津人，中國(guó)海洋大學(xué)讀碩士研究生，研究方向：油氣田與煤田地球物理勘探。