楊 毅 袁 偉 楊 冬 湯 翟 陳 嶸

(中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司)

0 引 言

烏石X油田位于烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造反轉(zhuǎn)隆起帶，在古近系始新統(tǒng)流沙港組三段(下稱(chēng)“流三段”)發(fā)育一套粗粒的扇三角洲砂礫巖沉積體，油田整體為一個(gè)被斷裂復(fù)雜化的斷塊構(gòu)造，受沉積物源遠(yuǎn)近、成巖壓實(shí)強(qiáng)度的控制[1-5]，不同斷塊儲(chǔ)集層橫向變化大，非均質(zhì)性強(qiáng)，孔隙結(jié)構(gòu)差異大，孔隙度差異較小，滲透率差異較大，高、低電阻率油氣層并存，儲(chǔ)集層流體識(shí)別難度大，給油田后期的開(kāi)發(fā)帶來(lái)一定難度。

本文通過(guò)綜合測(cè)井、錄井資料研究，深入分析儲(chǔ)集層不同電阻率油、氣層測(cè)錄井響應(yīng)特征，建立了一套綜合測(cè)井、錄井資料的逐步識(shí)別高電阻率油層、氣層和低電阻率油層的流體性質(zhì)識(shí)別方法，為油氣田的開(kāi)發(fā)提供了有力的技術(shù)支持。

1 儲(chǔ)集層特征

1.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)流三段發(fā)育北東向物源的扇三角洲前緣沉積儲(chǔ)集層，巖性復(fù)雜，以砂礫巖和含礫砂巖為主，礦物組成以多晶石英為主，其次為單晶石英和鉀長(zhǎng)石，砂巖分選中-差為主，磨圓度為次棱-次圓狀，表現(xiàn)為顆粒支撐的點(diǎn)-線狀接觸，孔隙式-壓嵌式膠結(jié)為主，結(jié)構(gòu)成熟度較低。

1.2 物性特征

利用巖心和壁心常規(guī)物性分析流三段儲(chǔ)集層物性較差，孔隙度分布在3.5%～21.8%，平均為16.5%，滲透率分布在0.1～1 491 mD，平均為19.8 mD，毛管壓力與核磁實(shí)驗(yàn)分析含水飽和度整體較高，分布在16%～79%，平均為52.5%，物性整體呈中孔、中-低滲、高束縛水飽和度的特征。

1.3 孔隙結(jié)構(gòu)

鑄體薄片觀察表明儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間類(lèi)型以粒間孔、鑄?？诪橹鳎螢榱?nèi)溶孔、長(zhǎng)石晶間溶孔，喉道狹窄，以片狀、彎片狀為主，次為縮頸型喉道，孔喉組合以小孔-微喉型為主，孔隙結(jié)構(gòu)較差。

1.4 電阻率特征

統(tǒng)計(jì)測(cè)試與測(cè)壓取樣證實(shí)的油、水層電阻率，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)發(fā)育高電阻率油層和氣層，電阻率大于10 Ω·m，電阻率增大系數(shù)大于3(圖1a、圖1b)，同時(shí)也發(fā)育低電阻率油層，其電阻率主要分布在4～8 Ω·m，水層電阻率略偏低，主要分布在3～8 Ω·m，電阻率增大系數(shù)一般在1.5～2.5，油層與水層電阻率差異較小(圖1c)，存在交叉現(xiàn)象。

圖1 油、水層測(cè)井曲線

2 流體性質(zhì)識(shí)別

基于烏石X油田地質(zhì)特征，從測(cè)井、錄井角度入手，分析常規(guī)測(cè)井、氣測(cè)錄井與三維定量熒光錄井資料，建立綜合測(cè)錄井資料的流體性質(zhì)識(shí)別方法[5-7]。

2.1 電阻率與中子密度幅度差交會(huì)法

選取8口井10個(gè)測(cè)試與取樣層段提取高電阻率油層、氣層，低電阻率油層及水層樣本點(diǎn)。由于電阻率高低能夠響應(yīng)地層中的水含量，而地層含氣會(huì)導(dǎo)致中子偏小、密度偏小，中子、密度呈現(xiàn)交會(huì)幅度較大的特征，綜上所述選用電阻率(RT)與中子密度幅度差(DNS)交會(huì)法識(shí)別流體性質(zhì)。在電阻率與中子密度幅度差交會(huì)圖中分析典型油層、氣層與水層測(cè)試、測(cè)壓取樣成果，大于8 Ω·m的油層和氣層能夠較好識(shí)別，同時(shí)利用氣層受挖掘效應(yīng)影響中子偏大，而密度偏小的響應(yīng)特征，分析中子密度幅度差，發(fā)現(xiàn)氣層的DNS>2.5，油層的DNS<2.5，因此利用電阻率和中子密度幅度差可以較好識(shí)別高電阻率油層和氣層。由于電阻率分布在3.5～8 Ω·m范圍的低電阻率油層與水層電阻率基本一致，無(wú)法利用電阻率對(duì)其進(jìn)行區(qū)分(圖2)。

圖2 電阻率與中子密度幅度差交會(huì)圖

2.2 氣測(cè)錄井

氣測(cè)錄井是應(yīng)用色譜分析技術(shù)測(cè)量鉆井液中可燃?xì)怏w總含量和組分的一種錄井方法。目前，氣測(cè)錄井的應(yīng)用主要集中在識(shí)別油氣儲(chǔ)集層上，常用的圖板法包括：皮克斯勒?qǐng)D板、烴比值圖板、濕度法圖板、雷達(dá)圖比值法、能量系數(shù)圖板法等，在對(duì)比上述多種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其在烏石X油田低電阻率油層的適用情況后，發(fā)現(xiàn)能量系數(shù)圖板法與雷達(dá)圖比值法適用性較好[8-10]。

2.2.1 能量系數(shù)圖板法

烴類(lèi)灌滿(mǎn)系數(shù)為氣測(cè)全烴異常顯示厚度與儲(chǔ)集層厚度之比，全烴相對(duì)幅度為氣測(cè)全烴異常值與全烴基值之比，能量系數(shù)是烴類(lèi)灌滿(mǎn)系數(shù)和全烴相對(duì)幅度兩個(gè)氣測(cè)參數(shù)的乘積，反映儲(chǔ)集層流體的油氣水性質(zhì)，能量系數(shù)越高，表明儲(chǔ)集層含油性越好[11-13]。

Q=(∑C異/∑C基)×(h/H)

式中：Q為能量系數(shù)，無(wú)量綱；∑C異為全烴異常值，%；∑C基為全烴基值，%；h為全烴異常顯示厚度，m；H為儲(chǔ)集層厚度，m。

提取對(duì)儲(chǔ)集層含油性具有較高敏感度的能量系數(shù)Q，同時(shí)引入皮克斯勒烴比值法中用于劃分油層和氣層的C1/C2比值參數(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)研究區(qū)8口井10個(gè)測(cè)試與取樣層段氣測(cè)參數(shù)資料，建立能量系數(shù)解釋圖板，發(fā)現(xiàn)能量系數(shù)Q能夠較好地區(qū)分油氣層與油水同層、水層，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)為油氣區(qū)Q>2.5，含水區(qū)Q<2.5(圖3)，而C1/C2無(wú)法區(qū)分流三段的油層、氣層與水層。

圖3 能量系數(shù)解釋圖板

2.2.2 雷達(dá)圖比值法

雷達(dá)圖是以從同一點(diǎn)開(kāi)始的軸上表示的多個(gè)定量變量的二維圖表的形式顯示多變量數(shù)據(jù)的圖形方法，研究區(qū)低電阻率油層氣測(cè)組分間的差異特征復(fù)雜，雷達(dá)圖的應(yīng)用對(duì)于篩選研究區(qū)復(fù)雜多變的氣測(cè)敏感參數(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

統(tǒng)計(jì)分析研究區(qū)8口測(cè)試、取樣井133個(gè)氣測(cè)樣本點(diǎn)，提取C1/C2、C1/C3、C2/C3、C2/iC4、C3/iC4、iC4/nC4、iC5/nC5共計(jì)7個(gè)氣測(cè)比值參數(shù)，利用雷達(dá)圖分析油層與水層的氣測(cè)特征差異[14]，發(fā)現(xiàn)低電阻率油層的C1/C2、C1/C3與C2/iC4、C3/iC4差異較小(圖4a)，油水同層和水層C1/C2、C1/C3明顯高于C2/iC4、C3/iC4(圖4b、圖4c)，表明油層的輕組分與較重組分含量較接近，而水層明顯以較輕組分含量為主。因此提取C1/C2、C1/C3包絡(luò)面積Sa與C2/iC4、C3/iC4包絡(luò)面積Sb值，以及(C1/C3)/(C2/iC4)比值，建立Sa/Sb(面積比)與(C1/C3)/(C2/iC4)交會(huì)圖板(圖5)，其中油氣區(qū)：Sa/Sb<2.1，(C1/C3)/(C2/iC4)<1.7；油水過(guò)渡區(qū)：2.14，(C1/C3)/(C2/iC4)>2.6。

2.3 三維定量熒光圖板法

三維定量熒光錄井技術(shù)是利用不同波長(zhǎng)激發(fā)光對(duì)巖屑樣品進(jìn)行連續(xù)激發(fā)，同時(shí)連續(xù)檢測(cè)巖屑樣品發(fā)出的不同波長(zhǎng)熒光，根據(jù)熒光強(qiáng)度和波長(zhǎng)的特征變化評(píng)價(jià)巖屑樣品含油氣情況，相比二維定量熒光錄井技術(shù)，具有更高的檢測(cè)精度(達(dá)到0.01 mg/L)和更豐富的熒光譜圖信息，更好地滿(mǎn)足了油氣顯示發(fā)現(xiàn)與識(shí)別的需要[15-17]。

統(tǒng)計(jì)分析研究區(qū)8口測(cè)試、取樣井64個(gè)巖屑樣品三維定量熒光分析數(shù)據(jù)，基于反映儲(chǔ)集層流體性質(zhì)相對(duì)敏感的相當(dāng)油含量和對(duì)比級(jí)別的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，建立評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層流體性質(zhì)的相當(dāng)油含量與對(duì)比級(jí)別交會(huì)圖板(圖6)，明確了不同試油結(jié)論層分別與相當(dāng)油含量和對(duì)比級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定了三維定量熒光識(shí)別低電阻率油層的標(biāo)準(zhǔn)。油氣區(qū)：相當(dāng)油含量>24 mg/L，對(duì)比級(jí)別>6；油水過(guò)渡區(qū)：相當(dāng)油含量10～24 mg/L，對(duì)比級(jí)別5～6；水區(qū)：相當(dāng)油含量<10 mg/L，對(duì)比級(jí)別<5。

2.4 測(cè)錄井解釋標(biāo)準(zhǔn)

綜合上述分析，建立了烏石X油田綜合測(cè)錄井資料的逐步識(shí)別高電阻率油層、高電阻率氣層和低電阻率油層的流體性質(zhì)識(shí)別方法，具體解釋標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

圖4 氣測(cè)參數(shù)雷達(dá)識(shí)別特征圖

圖5 Sa/Sb與(C1/C3)/(C2/iC4)交會(huì)圖

圖6 三維定量熒光分析參數(shù)交會(huì)圖

表1 測(cè)錄井流體性質(zhì)解釋標(biāo)準(zhǔn)

3 應(yīng)用效果

3.1 流體性質(zhì)識(shí)別符合率

烏石X油田共收集8口鉆探井的測(cè)錄井及測(cè)試、取樣的數(shù)據(jù)(表2)，測(cè)試層段3個(gè)，取樣點(diǎn)7個(gè)，對(duì)應(yīng)儲(chǔ)集層10層，其中高電阻率油氣層解釋10層均符合，能量系數(shù)法解釋8層符合，雷達(dá)圖比值法解釋9層符合，三維定量熒光解釋圖板法解釋8層符合，表明測(cè)錄井綜合識(shí)別方法具有較高的識(shí)別精度。

3.2 應(yīng)用實(shí)例

將上述測(cè)錄井流體性質(zhì)識(shí)別方法推廣應(yīng)用到8口井未測(cè)試與未取樣的層段，整體識(shí)別效果較好，下面以WSX-11井流三段為例進(jìn)行說(shuō)明。

WSX-11井2 782～2 890 m井段層位為流三段(圖7)，電阻率分布在4.1～30.4 Ω·m，氣測(cè)異常均較明顯，巖屑含油產(chǎn)狀描述為油跡、油斑、油浸。

(1)高電阻率油層電阻率識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：2 788～2 825 m儲(chǔ)集層段電阻率均大于8 Ω·m，識(shí)別為典型高電阻率油層；2 831～2 888.3 m儲(chǔ)集層層段電阻率為4.1～7.8 Ω·m，無(wú)法根據(jù)電阻率進(jìn)行流體性質(zhì)識(shí)別。

(2)氣測(cè)敏感參數(shù)分析：162、165、166、167、169、172層，能量系數(shù)范圍為3.4～8.9，面積比值范圍為1.3～1.9，(C1/C3)/(C2/iC4)范圍為1.2～1.5，全烴曲線形態(tài)飽滿(mǎn)，烴組分檢測(cè)值較高且組分齊全，巖屑含油產(chǎn)狀為油斑、油跡；170、173、174層能量系數(shù)范圍為1.2～2.1(圖3)，面積比值大于4，(C1/C3)/(C2/iC4)大于2.4(圖5)，全烴曲線形態(tài)較飽滿(mǎn)，烴組分檢測(cè)值較高且組分齊全，巖屑含油產(chǎn)狀為油跡。

(3)巖屑樣品三維定量熒光分析：162、165、166、167、169、172層段相當(dāng)油含量24.1～54.4 mg/L，熒光對(duì)比級(jí)6.6～7.5，依據(jù)三維定量熒光錄井儲(chǔ)集層流體性質(zhì)解釋評(píng)價(jià)圖板解釋點(diǎn)落在油氣區(qū)(圖6)，170、173、174層段相當(dāng)油含量3.1～10.4 mg/L，熒光對(duì)比級(jí)2.8～6.3，依據(jù)三維定量熒光錄井儲(chǔ)集層流體性質(zhì)解釋評(píng)價(jià)圖板解釋點(diǎn)落在水區(qū)和油水過(guò)渡區(qū)(圖6)。

該井段2 821.7 m井深處取樣結(jié)果為100 cm3油和30 865.3 cm3氣，證實(shí)為油層；2 875 m井深處取樣結(jié)果為油花、566.3 cm3氣以及750 cm3鉆井液濾液和水，證實(shí)為含油水層。測(cè)錄井綜合解釋結(jié)果與取樣結(jié)論相符。

表2 烏石X油田8口井的測(cè)錄井及測(cè)試、取樣數(shù)據(jù)

圖7 WSX-11井測(cè)錄井流體性質(zhì)識(shí)別成果圖

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)烏石凹陷流沙港組三段為砂礫巖油氣藏，油氣層電阻率差異較大，高、低電阻率油氣層并存，流體性質(zhì)識(shí)別困難。

(2)通過(guò)測(cè)錄井資料綜合分析，建立電阻率與中子密度幅度差交會(huì)圖板，快速識(shí)別高電阻率油層與氣層；能量系數(shù)法、雷達(dá)圖比值法、三維定量熒光參數(shù)三個(gè)錄井參數(shù)解釋圖板，對(duì)低電阻率油層識(shí)別效果較好。

(3)本文建立的綜合測(cè)錄井資料的流體性質(zhì)逐步識(shí)別方法，具有較高的地區(qū)適用性，對(duì)研究區(qū)油氣藏后期整體開(kāi)發(fā)具有指導(dǎo)意義。