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        涪陵二期某區(qū)塊頁巖氣井氣測校正方法

        2020-05-23 10:43:58王蔭良中國石化江漢石油工程有限公司測錄井公司湖北潛江433123
        關(guān)鍵詞:氣測涪陵鉆井液

        王蔭良 (中國石化江漢石油工程有限公司測錄井公司,湖北 潛江 433123)

        1 氣測特征異?,F(xiàn)象

        涪陵頁巖氣田已開發(fā)多年,目前已積累了數(shù)百口氣測錄井資料[1~3]。通過大量的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),在涪陵一期主體箱狀背斜構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)內(nèi)所鉆井大多為高產(chǎn)井,巖心實(shí)驗(yàn)室分析和測錄井測試等資料解釋均呈現(xiàn)出高壓、高產(chǎn)、高孔隙的良好頁巖氣儲層特征[4~12],目的層水平段氣測全烴體積分?jǐn)?shù)φ(TG)平均值普遍達(dá)15%左右,氣測顯示的分異性不明顯。而在二期產(chǎn)建區(qū)域,受頁巖儲層自身品質(zhì)及保存條件差異較大的客觀因素影響,高、中、低產(chǎn)井均較為常見,氣測錄井資料顯示主力目的層段平均氣測φ(TG)從5%~18%,區(qū)間跨度較大,分異性明顯。理論上由于氣測錄井是連續(xù)監(jiān)測的,且被鉆頭破碎的頁巖會釋放出幾乎所有的游離氣和部分吸附氣,在單井鉆探過程中,在其他因素不變的情況下,縱向上具備較好的可對比性,對于識別有利頁巖層段有較強(qiáng)的指示作用。但精細(xì)對比研究后發(fā)現(xiàn),普遍存在氣測顯示與儲層品質(zhì)不匹配現(xiàn)象。例如涪陵二期某區(qū)塊焦頁184平臺某井3743~3929m井段測井解釋含氣飽和度為64.2%、孔隙度為4.7%、總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(TOC)為4.5%,綜合評定為Ⅰ類的頁巖氣儲層井段,氣測顯示φ(TG)為9.6%;而含氣飽和度為56.2%、孔隙度為4.0%、w(TOC)為3.3%,綜合評定為Ⅱ類的頁巖氣儲層井段,氣測顯示φ(TG)為10.8%;高于上述Ⅰ類頁巖氣儲層井段,即表現(xiàn)出高氣測全烴體積分?jǐn)?shù)差品質(zhì)、低氣測φ(TG)好品質(zhì)的倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí),通過該區(qū)塊不同井目的層段氣測φ(TG)平均值與各測試產(chǎn)量的對應(yīng)性(見表1)看,存在部分氣測顯示相似的井,測試產(chǎn)量卻相差極大,甚至出現(xiàn)測試產(chǎn)量明顯增加,氣測φ(TG)卻降低的逆向變化。

        表1 單井氣測全烴體積分?jǐn)?shù)與產(chǎn)量對比

        2 氣測影響因素分析

        根據(jù)氣測錄井原理,對氣測顯示值造成影響的因素較多[13~15],如鉆頭尺寸、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、鉆壓、鉆井液密度及黏度、儀器脫氣效率等均會影響氣測φ(TG)的大小。分析認(rèn)為,上述因素的共同作用使涪陵二期某區(qū)塊氣測φ(TG)無法真實(shí)體現(xiàn)地質(zhì)體本身的品質(zhì)差異,造成單井連續(xù)剖面可對比性差。

        筆者對該區(qū)塊氣測數(shù)據(jù)進(jìn)行了大量統(tǒng)計(jì),以鉆頭尺寸相同、目的層位一致的井作為研究對象,同時(shí)規(guī)避異常工況、異常設(shè)備所記錄的氣測φ(TG),選取了鉆壓、泵速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、鉆井液密度及鉆井液黏度等可量化的十余項(xiàng)影響因素,開展了單因素回歸,分析得出鉆時(shí)(t)、鉆井液排量(Q)、鉆井液密度(ρ)和鉆井液漏斗黏度(μ)4項(xiàng)因素與氣測φ(TG)具有相對較強(qiáng)的相關(guān)性(見圖1),因此在建立上述4項(xiàng)因素基準(zhǔn)值的前提下明確其偏差量,再通過建立校正公式求取氣測φ(TG)。

        3 氣測校正模型

        根據(jù)涪陵二期某區(qū)塊現(xiàn)有的20余口井的鉆探資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得到目的層平均鉆時(shí)為8min/m,平均鉆井液密度為1.7g/cm3,平均鉆井液漏斗黏度為76s,平均鉆井液排量為25L/s,以上述4項(xiàng)因素的平均值為基準(zhǔn)值,同時(shí)為明確各因素對氣測全烴體積分?jǐn)?shù)的影響程度,開展多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析(見圖2),其中自變量X1為鉆時(shí),X2為鉆井液密度,X3為鉆井液漏斗黏度,X4為鉆井液排量,因變量Y為氣測φ(TG)。從分析結(jié)果來看,相關(guān)系數(shù)為0.677,表明自變量與因變量具有一定程度的相關(guān)性,F(xiàn)顯著性統(tǒng)計(jì)量P值為0.073,說明該回歸方程回歸效果較為顯著,各因變量t統(tǒng)計(jì)量的P值從X1到X4依次升高,且X1和X2的P值分別為0.065和0.070,均小于0.1,說明其顯著性水平較高,即φ(TG)與鉆時(shí)和鉆井液密度相關(guān)性較高,與鉆井液漏斗黏度其次,與鉆井液排量相關(guān)性最差。由于鉆時(shí)和鉆井液密度的P值均小于0.1,鉆井液漏斗黏度的P值為0.197(大于0.1小于0.2),鉆井液排量的P值為0.331(大于0.2小于0.4),表現(xiàn)出明顯的極差現(xiàn)象。因此,以鉆時(shí)和鉆井液密度作為影響氣測φ(TG)的Ⅰ級主控因素,鉆井液漏斗黏度作為Ⅱ級主控因素,鉆井液排量作為Ⅲ級主控因素,建立氣測φ(TG)校正模型:

        (1)

        式中:φ(TG)c、φ(TG)0分別為校正氣測全烴體積分?jǐn)?shù)及原始?xì)鉁y全烴體積分?jǐn)?shù),%。

        4 模型檢驗(yàn)

        以式(1)建立的校正模型為基礎(chǔ),隨機(jī)選取該區(qū)塊數(shù)口井開展氣測φ(TG)校正,并與氣測φ(TG) 進(jìn)行對比,結(jié)果如圖3所示。

        可以看出,φ(TG)c整體與測試產(chǎn)量關(guān)系更為一致,測試產(chǎn)量相差大的井,φ(TG)c相差也較大,區(qū)分度較為明顯。如188-cHF井、182-fHF井、184-bHF井的φ(TG)0差距不大而測試產(chǎn)量相差較大,說明這幾口井的原始?xì)鉁y全烴體積分?jǐn)?shù)受外部因素影響較大,無法真實(shí)反映地層屬性;191-aHF井、191-bHF井校正前、后氣測φ(TG)變化不大,反映出其氣測φ(TG)低并非是外部工程因素造成,而是其本身地質(zhì)品質(zhì)或保存條件較差導(dǎo)致。

        5 應(yīng)用

        通過對目前搜集的涪陵二期某區(qū)塊已鉆井的氣測φ(TG)進(jìn)行校正,建立了該區(qū)的氣測顯示分布圖(見圖4),可以看出,整個(gè)氣測高值區(qū)沿背斜脊線富集,向兩翼變差,其原因主要是該區(qū)為一個(gè)典型的狹長斷背斜,背斜構(gòu)造高部位更易于頁巖氣儲層的內(nèi)部運(yùn)移成藏,且沿脊線裂縫較為發(fā)育,更易于釋放產(chǎn)能,同時(shí)遠(yuǎn)離區(qū)域性斷層,保存條件也更佳;氣測φ(TG)在核部高部位向兩翼變差速率明顯快于低部位。

        現(xiàn)階段已測試井產(chǎn)量呈現(xiàn)出沿背斜中軸線整體較高,兩側(cè)整體較低的現(xiàn)象,尤其是190、191平臺井區(qū)多為低產(chǎn)井,產(chǎn)量規(guī)律分布表現(xiàn)與圖4的分布規(guī)律極為接近,說明校正后的氣測φ(TG)在一定程度上可以較好地揭示所鉆目的層的品質(zhì),對全區(qū)優(yōu)質(zhì)目的層的平面分布位置也有較好的指示作用,同時(shí)對測試產(chǎn)能也起到了一定程度的預(yù)估作用。

        6 結(jié)論

        1)涪陵頁巖氣田普遍存在氣測φ(TG)無法真實(shí)反映儲層品質(zhì)的現(xiàn)象,尤其涪陵二期產(chǎn)建區(qū)地質(zhì)品質(zhì)差異及產(chǎn)能差異相對較大,使得上述現(xiàn)象更為明顯。

        2)通過多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,明確了影響研究區(qū)氣測φ(TG)的4項(xiàng)主控因素分別為鉆時(shí)、鉆井液密度、鉆井液黏度和鉆井液排量,建立了該區(qū)的氣測φ(TG)校正模型。

        3)經(jīng)校正后的氣測φ(TG)分布規(guī)律,與產(chǎn)能測試結(jié)果較為一致,較好地揭示了該區(qū)頁巖氣富集特征及鉆探目的層的儲層品質(zhì)。

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