杜 鵬

(中國石油長城鉆探工程有限公司錄井公司)

0 引 言

近年來，冀東南堡凹陷常規(guī)錄井技術在油氣層解釋評價方面取得了良好效果，但隨著鉆井、鉆井液工藝的不斷提高，機械鉆速過快及大斜度鉆井導致巖屑破碎嚴重、代表性變差；而為了保證施工安全，鉆井過程中加入大量鉆井液添加劑，增加了油氣顯示識別難度，同時受沉積及埋深作用影響，儲集層物性差，發(fā)育大量的砂泥薄互層，儲集層油氣水關系更加復雜[1-2]。這些問題都給儲集層解釋評價帶來了很大困難，而通過特色錄井技術配套應用，研究錄井解釋新方法，有效地解決了該區(qū)域儲集層流體性質(zhì)識別難題[3-4]。

1 特色配套錄井技術簡介

通過對各類特色錄井技術分析，認為地化錄井、輕烴錄井、三維定量熒光錄井配套應用，能夠排除儲集層和鉆井液干擾，在現(xiàn)場可及時有效地識別儲集層含油性及含水性，彌補常規(guī)錄井技術的不足。

1.1 地化錄井技術

1.1.1 技術原理

油藏地球化學錄井技術是通過特定的儀器檢測巖石中與油氣密切相關的烴信息(如烴含量、烴組成、烴分布特征等)，可評價儲集巖含油性，具有直接、快速、準確發(fā)現(xiàn)油氣顯示和評價油氣層等特點，為油田測井解釋和試油層位選取提供地質(zhì)依據(jù)[5-8]。

1.1.2 技術優(yōu)勢

地化錄井技術能夠直接準確測量儲集層烴類物質(zhì)，主要以從原油中檢測出的C13-C34組分(中重質(zhì)的液、固態(tài)烴)作為研究對象，彌補了常規(guī)氣測錄井色譜分析的不足，具備準確、抗污染、快速、定量等多方面優(yōu)勢。其一，地化錄井直接測量儲集層中烴類物質(zhì)豐度、組成特征，不受儲集層巖性、物性、電性等影響；其二，由于鉆井液污染物的地化響應特征與原油區(qū)別較大，能夠利用地化錄井技術識別真假油氣顯示，抗污染能力強；其三，地化錄井分析一個樣品僅需40 min，適應于現(xiàn)場生產(chǎn)；其四，地化錄井能夠得出現(xiàn)場樣品中的每種烴類物質(zhì)組分的相對含量，從而可進行定量分析、定量評價[9]。

1.2 輕烴錄井技術

1.2.1 技術原理

輕烴錄井技術是通過對含烴樣品(巖屑、巖心、鉆井液)中的混合烴類進行色譜分離、FID檢測，獲得石油天然氣中的C1-C9共103個烴類組分含量數(shù)據(jù)(質(zhì)量濃度)，通過各組分的分布特點對儲集層流體性質(zhì)進行判識[10]。

1.2.2 技術優(yōu)勢

輕烴錄井技術以定量檢測獲取的C1-C9組分(輕質(zhì)的氣態(tài)烴)為研究對象，主要具有準確和及時兩方面優(yōu)勢。輕烴錄井參數(shù)多，部分參數(shù)受儲集層流體性質(zhì)影響較大，因此通過輕烴錄井參數(shù)變化能夠準確識別儲集層流體性質(zhì)；輕烴錄井分析樣品的代表性強，所獲得的參數(shù)不受儲集層的影響，只反映儲集層流體特征，且鉆井液添加劑對其分析結果影響較小，因此輕烴錄井能夠有效屏蔽來自地層和鉆井液污染兩方面的干擾；同時輕烴錄井取樣簡單，分析周期僅為30 min，即時性好。

1.3 三維定量熒光錄井技術

1.3.1 技術原理

由于原油中的芳香烴具有苯環(huán)，苯環(huán)上共軛雙鍵的電子吸收光子能量，從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，再由不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，同時釋放能量，這就是熒光產(chǎn)生的全過程[11-12]，將產(chǎn)生的熒光通過接收器轉(zhuǎn)化處理為電信號，最終形成三維定量熒光數(shù)據(jù)和譜圖。

1.3.2 技術優(yōu)勢

三維定量熒光技術為多點激發(fā)，多點接收，激發(fā)波長(Ex)與發(fā)射波長(Em)范圍更廣，能以立體圖和指紋圖的形式更直觀地反映出熒光物質(zhì)的特性，有助于識別儲集層原油性質(zhì)及含量；與二維相比，三維定量熒光技術的最低檢測濃度僅為0.01 mg/L，靈敏度更高，樣品分析時間僅需8～10 min，在所有特色錄井技術中，即時性最好。

2 解釋方法研究

對南堡凹陷46口預探井地化、輕烴、三維定量熒光資料進行統(tǒng)計分析，結合試油結論，分析特色錄井技術各類參數(shù)特征，在常規(guī)解釋方法的基礎上，優(yōu)選流體性質(zhì)敏感參數(shù)，建立適用于南堡凹陷的特色錄井解釋新方法。

2.1 參數(shù)優(yōu)選

通過特色錄井技術的應用發(fā)現(xiàn)，地化錄井與三維定量熒光錄井主要分析儲集層樣品中液態(tài)及固態(tài)烴含量，對于儲集層含油性識別能力較強，而輕烴錄井技術主要分析儲集層樣品中氣態(tài)烴及輕質(zhì)液態(tài)烴，引入含水指數(shù)Dw能夠有效判別儲集層是否含水[10]，對儲集層含水性識別能力較強。應用特色錄井各項參數(shù)及派生參數(shù)進行統(tǒng)計分析，在符合理論和實際應用的前提下，基本可以確定各項參數(shù)的界限值(表1)，達到初步判斷儲集層流體性質(zhì)的目的。

由于部分儲集層受后期改造或氧化作用的影響，原始油藏遭到破壞，儲集層油質(zhì)發(fā)生變化，異構烴及重質(zhì)烴含量增加，試油層的地化和三維定量熒光參數(shù)特征較為復雜，單一參數(shù)無法進行直接考量，需要對含油性參數(shù)進行組合優(yōu)選。

儲集層試油出油與否除受儲集層含油量的影響外，還受到儲集層原油品質(zhì)影響，特色錄井技術中地化錄井參數(shù)S1和三維定量熒光錄井參數(shù)對比級別N最能表征單位巖石樣品中含油量的多少，且二者呈正相關關系，而地化錄井參數(shù)Ps和三維定量熒光錄井參數(shù)油性指數(shù)Oc最能反映油質(zhì)特征，Ps越大、Oc越小則原油油品性質(zhì)越好，產(chǎn)油量越高。將這四個參數(shù)組合應用，形成含油指數(shù)Do，該參數(shù)理論上與儲集層含油性呈正相關關系,即：

Do=S1PsN/Oc

如表2所示，對南堡凹陷326組特色錄井參數(shù)與日產(chǎn)油數(shù)據(jù)進行相關性計算，結果表明Do與日產(chǎn)油相關性最好，能夠有效反映儲集層產(chǎn)油能力。

表1 冀東南堡凹陷特色錄井參數(shù)解釋標準

表2 冀東南堡凹陷特色錄井參數(shù)與儲集層日產(chǎn)油相關性

2.2 解釋方法建立

通過上述分析，含油指數(shù)Do能夠有效反映儲集層含油性，隨著含油豐度增加，Do也相應升高，而輕烴錄井技術中的含水指數(shù)Dw能夠有效識別儲集層含水性。因此，利用南堡凹陷已試油層的Do、Dw兩個參數(shù)，結合試油結論，建立了冀東南堡凹陷儲集層流體錄井解釋圖板(圖1)，從圖板中可以看出，油層、油水同層、含油水層、水層區(qū)分明顯，可以較好地識別儲集層流體性質(zhì)。

圖1 冀東南堡凹陷儲集層流體錄井解釋圖板

3 實例分析

配套應用地化、輕烴、三維定量熒光錄井技術在冀東南堡凹陷進行效果驗證，截至2017年底，共試油44層，符合37層，符合率84.1%，應用以上解釋新方法提高了儲集層流體性質(zhì)識別能力(表3)。

表3 冀東南堡凹陷部分井解釋新方法應用情況統(tǒng)計

3.1 NP 3-27井

NP 3-27井是一口預探井，位于渤海灣盆地黃驊坳陷南堡凹陷南堡3號構造東三段及沙一段巖性圈閉構造較高部位，新近系構造繼承性發(fā)育，圈閉面積比較大，油氣聚集條件優(yōu)越。鉆探目的為預探南堡3號構造東三段及沙一段巖性圈閉含油氣情況。

該井錄井井段4 541.4～4 544.6 m，巖屑巖性為灰褐色油浸細砂巖，氣測峰值為6.551%，峰基比達到了13.5，氣測異常明顯，組分齊全，且氣測形態(tài)飽滿，參數(shù)投點在三角圖板、皮克斯勒圖板含油區(qū)內(nèi)，氣測解釋為油水同層。其電阻率為31.2 Ω·m，聲波時差為2 44.6 μs/m，測井孔隙度為13.3%，測井滲透率為7.4 mD，測井解釋認為儲集層含油性好。

該井段地化參數(shù)S1最大值為1.031 mg/g，三維定量熒光參數(shù)N最高為5.5(表4)，反映儲集層具有一定的含油性，按照常規(guī)解釋方法，儲集層產(chǎn)油能力應處在工業(yè)油流級別，但地化參數(shù)Ps較低，三維定量熒光參數(shù)Oc較高，說明儲集層中油質(zhì)發(fā)生了變化，這些參數(shù)均低于油層和油水同層的解釋標準(表1)。同時，新參數(shù)含油指數(shù)Do值較低，反映儲集層產(chǎn)油能力較差，圖板投點落在含油水層和水層區(qū)內(nèi)(圖1)，反映儲集層以含水為主。因此，應用南堡凹陷特色錄井解釋新方法，解釋該段儲集層為含油水層(圖2)。對該井段進行試油，試油結果為見油花，產(chǎn)水256.24 m3/d，試油結論為含油水層，與應用解釋新方法后的解釋結論一致。

表4 NP 3-27井特色錄井參數(shù)

3.2 NP 118X21井

NP 118X21井位于南堡1號構造NP 1-4井北側斷鼻構造較高部位，為一口評價井(定向井)。鉆探目的為落實NP 1-4井北側斷鼻東一段構造高部位含油氣情況，評價儲量規(guī)模。

該井錄井井段2 834.0～2 835.6 m，巖屑巖性為淺灰色細砂巖，氣測峰值為2.440%，峰基比僅為1.2，氣測異常不明顯，組分不齊全，參數(shù)投點在三角圖板、皮克斯勒圖板價值區(qū)外，氣測解釋為含油水層。其電阻率為6.5 Ω·m，聲波時差為320.8 μs/m，測井孔隙度為27.2 %，測井滲透率為308.2 mD，測井解釋也認為儲集層含油性差。

該井段井壁取心地化參數(shù)S1最大值為4.848 mg/g，三維定量熒光參數(shù)N最高為10.2(表5)，反映儲集層含油性較好，且地化參數(shù)Ps較高，三維定量熒光參數(shù)Oc較低，高于油層和油水同層解釋標準(表1)，說明儲集層中油質(zhì)較好，為輕質(zhì)油，這些參數(shù)均低于油層和油水同層解釋標準(表1)。同時，新參數(shù)含油指數(shù)Do值高，反映儲集層產(chǎn)油能力好，結合輕烴參數(shù)含水指數(shù)Dw，圖板投點落在油水同層和含油水層區(qū)內(nèi)(圖1)，反映儲集層油水共存。因此，應用南堡凹陷特色錄井解釋新方法，解釋該段儲集層為油水同層(圖3)。

圖2 NP 3-27井解釋成果圖

表5 NP 118X21井特色錄井參數(shù)

圖3 NP 118X21井解釋成果圖

對該井段試油，產(chǎn)油7.24 t/d，產(chǎn)水17.06 m3/d，試油結論為油水同層，與應用解釋新方法后的解釋結論一致。

4 結 論

通過對冀東南堡凹陷特色錄井技術配套應用與解釋新方法研究，得出以下結論：

(1)采用地化錄井、輕烴錄井、三維定量熒光錄井技術配套應用，能夠有效解決高鉆速條件下常規(guī)錄井資料代表性差、儲集層特征干擾和鉆井液污染等難題。

(2)地化錄井與三維定量熒光錄井含油性識別能力較強，而輕烴錄井含水性識別能力較強。通過對地化參數(shù)S1、Ps，三維定量熒光參數(shù)N、Oc以及輕烴參數(shù)Dw統(tǒng)計分析，建立了冀東南堡凹陷特色錄井參數(shù)解釋標準。

(3)基于特色錄井各項參數(shù)研究，優(yōu)選出輕烴參數(shù)含水指數(shù)Dw作為含水性敏感參數(shù)；同時深度挖掘地化參數(shù)S1、Ps及三維定量熒光參數(shù)N、Oc，組合形成新參數(shù)含油指數(shù)Do，通過相關性驗證，Do能夠更加準確地識別儲集層含油性；利用Dw、Do建立了冀東南堡凹陷儲集層流體錄井解釋圖板。

(4)在冀東南堡凹陷應用特色錄井解釋新方法，效果顯著，更正了早期常規(guī)解釋方法部分錯誤層，使符合率進一步提高。

在冀東南堡凹陷油藏勘探中，將地化、輕烴、三維定量熒光錄井三項特色錄井技術配套應用，能夠準確識別儲集層流體性質(zhì)，指導試油選層，有效節(jié)約勘探成本，同時可為下步勘探開發(fā)提供有力的支持。