焦伊豐，蘇向群，黃雨陽(yáng)

(長(zhǎng)江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430100)

0 前 言

組件(模塊)式地層動(dòng)態(tài)測(cè)試器Modular Formation Dynamics Tester(簡(jiǎn)稱(chēng)MDT)[1]是Schlumberger公司在RFT基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的新一代電纜地層測(cè)試裝置，MDT測(cè)試可以獲得豐富的地質(zhì)信息，包括地層壓力、流度、取樣等參數(shù)。MDT測(cè)井通過(guò)電測(cè)的方式進(jìn)行測(cè)量，獲取精確的地層壓力，同時(shí)可以進(jìn)行流體性質(zhì)的實(shí)時(shí)分析和取樣，在儲(chǔ)層流體識(shí)別的方面具有快捷、直觀的特點(diǎn)[2]。

南海東部地區(qū)廣泛發(fā)育砂泥巖薄互層，其層間非均質(zhì)性較強(qiáng)。另外，南海東部地區(qū)良好的蓋層通常是由大段泥巖或者致密巖石構(gòu)成，但由于儲(chǔ)層內(nèi)部物性變化劇烈，層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)[3]。

1 壓力—深度梯度線(xiàn)的應(yīng)用

通過(guò)測(cè)試資料計(jì)算地層壓力—深度梯度線(xiàn)，首先需要建立地層壓力—深度剖面。這里的深度指的是地層真垂直深度，即經(jīng)過(guò)了補(bǔ)心高度校正和斜井校直后的深度。注意如果壓力是超壓的或可能存在超壓，則只能作參考而不能盲目應(yīng)用。以壓力物理量作橫坐標(biāo)，深度作縱坐標(biāo)作出壓力—深度剖面[4]。

應(yīng)用地層測(cè)試資料計(jì)算壓力—深度梯度線(xiàn)是MDT的主要應(yīng)用之一。王向榮等[5]指出在統(tǒng)一壓力深度—剖面內(nèi)，對(duì)于流體性質(zhì)相同的同一壓力系統(tǒng)，在不同深度上測(cè)得的壓力連線(xiàn)理論上成線(xiàn)性關(guān)系，連線(xiàn)的斜率記為該壓力系統(tǒng)的壓力梯度，即：

p=kD+a

(1)

式(1)中，p為性質(zhì)相同的流體的同一壓力系統(tǒng)中有效測(cè)試點(diǎn)的地層壓力，psi(1 psi=6.895 kPa)；D為對(duì)應(yīng)有效測(cè)試點(diǎn)的地層真垂直深度，m；k為壓力—深度剖面中連線(xiàn)的斜率即為壓力梯度，psi/m；a為連線(xiàn)在p上的截距，psi。

壓力梯度經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算可以得到地層流體的密度值，計(jì)算公式為：

(2)

圖1～2分別為X井的壓力剖面圖和常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)圖，圖1中2層(2 873～2 920 m)電阻率曲線(xiàn)呈高阻特征，在鉆井過(guò)程中也有比較好的油氣顯示，可能是一油氣層；3層(2 920～2 942 m)電阻率只較低，鉆井過(guò)程中沒(méi)有油氣顯示，表現(xiàn)為水層的特征。

通過(guò)圖1即X井的壓力剖面圖可以看到，在2 873～2 918 m地層壓力系數(shù)一致，經(jīng)擬合后得到流體密度為0.24 g/cm3，后面的點(diǎn)地層壓力系數(shù)很接近且明顯處于上層擬合線(xiàn)之外，顯示其與上層不屬于同一個(gè)壓力系統(tǒng)或者流體性質(zhì)發(fā)生了改變，參考測(cè)井評(píng)價(jià)的結(jié)果應(yīng)是流體性質(zhì)發(fā)生了改變，下層的點(diǎn)作擬合得到流體密度為0.99 g/cm3，結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)解釋在上面的層為氣層，下面的層為水層。以水層壓力連線(xiàn)和油氣層壓力連線(xiàn)交會(huì)得到氣水界面約在2 920.6 m處。

圖1 X井壓力剖面

圖2 X井測(cè)井綜合成果

其中，第1道為巖性曲線(xiàn)，BS為鉆頭直徑，CAL為井徑，GR為自然伽馬；第2道為深度道；第3道為電阻率曲線(xiàn)，RD為深側(cè)向電阻率，RS為淺側(cè)向電阻率，RXO為沖洗帶電阻率；第4道為孔隙度曲線(xiàn)，PE為光電截面吸收系數(shù)，DEN為補(bǔ)償密度，DT為聲波時(shí)差，CNL為補(bǔ)償中子；第5道為巖心孔隙度，PIGN為測(cè)井資料計(jì)算的孔隙度曲線(xiàn)，POR為巖心孔隙度；第6道為巖心滲透率，PERM為巖心滲透率；第7道為巖性剖面，從上到下依次是泥巖、砂巖、石膏、灰?guī)r、孔隙度；第8道為解釋結(jié)論。

2 壓降流度計(jì)算地層滲透率

利用測(cè)壓數(shù)據(jù)計(jì)算出的壓降流度反映了地層的滲透性，流度越高地層滲透性越好(見(jiàn)表1)。

表1 流度分級(jí)

目前MDT測(cè)井技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海上油氣勘探和開(kāi)發(fā)，應(yīng)用該技術(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性也取得了一定的進(jìn)展。劉堂晏等[6]指出MDT測(cè)得的應(yīng)是鉆井濾液的流度，可以應(yīng)用鉆井濾液的粘度轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)層的滲透率。其轉(zhuǎn)換方法如下。

1)利用下式求出泥漿濾液75華氏度對(duì)應(yīng)的電阻率：

(3)

其中，Rmf為泥漿濾液電阻率，Ω·m，Tmf為泥漿濾液溫度，℉。資料可由取樣的資料得到。

2)泥漿濾液礦化度可以通過(guò)下式求出：

(4)

3)對(duì)于水基泥漿對(duì)應(yīng)溫度與礦化度下的泥漿濾液粘度，斯倫貝謝對(duì)該圖版給出了經(jīng)驗(yàn)公式[7]：

μ=(1+2.083 3×MFU×10-6)×e0.55-0.024 3T+0.642×10-4×T2

(5)

式(5)中，T為地層溫度，℉，MFU為泥漿濾液礦化度。

MDT泥漿濾液粘度轉(zhuǎn)換法滲透率與取心滲透率的關(guān)系如圖3，從圖3可以看出，MDT泥漿濾液粘度轉(zhuǎn)換法滲透率與取心滲透率相關(guān)性較好。由于取心滲透率是巖石的絕對(duì)滲透率，而泥漿濾液轉(zhuǎn)換法得到的滲透率是巖石的有效滲透率，故趨勢(shì)線(xiàn)整體在中線(xiàn)的下方。

圖3 粘度轉(zhuǎn)換法滲透率—取心滲透率交會(huì)圖

3 結(jié) 論

1)通過(guò)MDT壓力剖面可以準(zhǔn)確識(shí)別流體類(lèi)型、確定流體界面、研究油藏類(lèi)型；通過(guò)泥漿濾液粘度轉(zhuǎn)換法得到的有效滲透率值較為準(zhǔn)確，可以應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

2)壓力剖面圖結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)和測(cè)井解釋結(jié)果可以對(duì)疑難層的流體界面、流體類(lèi)型進(jìn)行較好的劃分。

3)MDT測(cè)得流度通過(guò)粘度轉(zhuǎn)換得到的有效滲透率反映的是地下的真實(shí)值，而巖心測(cè)得的絕對(duì)滲透率是理想條件下的上限值，因此粘度轉(zhuǎn)換得到的有效滲透率與巖心測(cè)得的絕對(duì)滲透率相比整體偏小。