孫鳳華
(中國石油化工股份有限公司河南油田分公司油氣勘探管理部,河南南陽 473132)
隨著勘探開發(fā)的深入,石油地質(zhì)條件日趨復(fù)雜,勘探開發(fā)難度不斷提升,具有典型測錄井響應(yīng)特征的油氣層比重不斷下降,低阻、低含油飽和度、弱顯示油層不斷發(fā)現(xiàn)[1],高阻水層、好顯示干層也累見不鮮。測錄井資料與試油(試采)結(jié)果出現(xiàn)矛盾,不同測錄井資料之間出現(xiàn)矛盾已不是偶然現(xiàn)象。復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的測錄井油氣層解釋評價方法,直面挑戰(zhàn),尋找適應(yīng)性解釋方法來滿足不同區(qū)塊的解釋需求,是提高測錄井服務(wù)能力的重要表現(xiàn)。矛盾分析法是指運(yùn)用矛盾的觀點(diǎn)觀察、分析事物內(nèi)部的各個方面及其運(yùn)動的狀況,以達(dá)到認(rèn)識客觀事物的方法。
石油地質(zhì)條件千差萬別,成藏因素多種多樣,確定油氣顯示層識別方法、解釋評價標(biāo)準(zhǔn)時,在遵循一般規(guī)律的同時,更應(yīng)注意地質(zhì)條件的特殊性,具體問題具體分析,考慮合適的解釋評價。
通常認(rèn)為高油氣顯示級別,高氣測錄井全烴絕對值、高巖石熱解錄井Pg、TPI值等“好顯示層”是油層在錄井資料的響應(yīng)特征,反之是水層(干)層在錄井資料響應(yīng)特征。但近年來大量出現(xiàn)的弱顯示層顛覆了傳統(tǒng)的認(rèn)識,按傳統(tǒng)的解釋方法、理念進(jìn)行解釋評價,將導(dǎo)致解釋錯誤。弱顯示層產(chǎn)生原因很多,只有在收集各種資料的基礎(chǔ)上,細(xì)致分析解釋區(qū)產(chǎn)生弱顯示的原因,有的放矢地研究針對性技術(shù)方法,才能準(zhǔn)確評價油氣顯示層。
B304井是BY凹陷的一口預(yù)探井,巖屑錄井僅為熒光顯示,氣測全烴絕對值呈低值且氣測組分僅有C1組分,巖屑錄井及電性均反映泥巖隔層不明顯,一般情況下,具有這種顯示特點(diǎn)的儲集層不會被解釋為油氣層。但分析沉積相,發(fā)現(xiàn)儲集層屬近源快速堆積的小型砂礫體,這類砂體巖石骨架顆粒粒徑大,不等粒粒間充填泥質(zhì)和粉砂質(zhì)多,鉆開后大量礫石被鉆頭破碎,由于礫石致密,原油難以進(jìn)入,破碎后礫石表面很難有液態(tài)原油存在,礫石間充填的部分原油也被鉆井沖刷散失,從而導(dǎo)致整體顯示級別較低[2–3]。但是部分油氣會殘留粒間充填的粉砂質(zhì)中,這部分粉砂質(zhì)巖石熱解分析值會較高。針對于此,依據(jù)巖石熱解分析結(jié)果,再結(jié)合氣測曲線、鉆時形態(tài)及兩者的相關(guān)性,該井在電測初次解釋沒有油層的情況下,解釋多層油層,試油獲得較高產(chǎn)量工業(yè)油流,實現(xiàn)所在砂體勘探的突破。
正常油層的氣測組分符合地球化學(xué)規(guī)律,即C1>C2>C3>iC4(nC4)>iC5(nC5),但生物降解或油氣運(yùn)移過程中出現(xiàn)分歧導(dǎo)致部分油層氣測組分不符合這一變化規(guī)律,只有C1組分或C1<C2<C3<iC4(nC4)<iC5(nC5),容易被誤判為氣層(水層)或鉆井液加入有機(jī)添加劑(混油)產(chǎn)生的假顯示。針對于此,應(yīng)將不同錄井資料相互結(jié)合,綜合分析,一方面結(jié)合常規(guī)地質(zhì)錄井、巖石熱解錄井資料排除假油氣顯示,另一方面創(chuàng)新解釋評價方法,尋找不依賴于氣測組分的解釋評價方法,如氣測全烴異常相對幅度、灌滿系數(shù)、能量系數(shù)、曲線幅差形態(tài)法等。
準(zhǔn)確確定解釋層段,能夠提高解釋效率,避免漏失油氣層。不同類型圈閉影響成藏的主要因素不同,有的砂體尖滅,有的是干帶,有的是斷層,有的是溢出點(diǎn)位置,類型不同,確定重點(diǎn)解釋層段方法不同。
南襄盆地作為老油區(qū),在所有成藏因素,是否具有圈閉條件是影響成藏的主要因素,而南襄盆地和東部老區(qū)許多老油田所在盆地一樣,經(jīng)過幾十年多輪次的勘探后,傳統(tǒng)的大型構(gòu)造油氣田已基本發(fā)現(xiàn),余下的是一些斷塊小砂體油藏。南襄盆地小斷塊油藏含油帶窄,含油面積小,油層沿斷面分布,斷層是斷塊油藏的主控因素,因此,油氣層解釋的重點(diǎn)是地層對比,確定斷點(diǎn)位置,進(jìn)而以斷點(diǎn)以下顯示層密集段為主要解釋評價層段。孫崗地區(qū)歷經(jīng)十多年勘探,雖有所發(fā)現(xiàn),但由于砂體十分發(fā)育,斷層封堵性較差,一直沒有形成規(guī)模,且測井、錄井解釋符合率總體較低。近年來,通過分析該區(qū)測井、錄井、試油、區(qū)域地質(zhì)資料,發(fā)現(xiàn)該區(qū)雖然具有區(qū)域上含油層位多,單井油氣顯示層多的特點(diǎn),但單井油氣顯示均在斷點(diǎn)以下,單井鉆遇油層數(shù)少且集中于斷點(diǎn)以下150 m范圍內(nèi)。鑒于此,該區(qū)油層解釋評價的重點(diǎn)就是依據(jù)第一層顯示及顯示集中段頂部初步判斷斷點(diǎn)位置,再通過標(biāo)志層精細(xì)對比確定斷層斷點(diǎn)位置,然后將斷點(diǎn)以下150 m范圍作為解釋的重點(diǎn)層段。B437井是2017年再上孫崗而鉆探的一口探井,完鉆后進(jìn)行精細(xì)地層對比,發(fā)現(xiàn)一條斷距19 m的次生斷層,該次生斷層與主斷層相交形成斷塊圈閉。因此,將該次生斷層斷點(diǎn)以下150 m范圍內(nèi)油氣顯示層為重點(diǎn)解釋評價井段。該層段內(nèi)H3Ⅴ41小層距斷點(diǎn)53 m,是該層段氣測全烴絕對值、全烴異常相對幅度最高的層,巖石熱解錄井分析值也是這一層段最高的。綜合分析各種資料后解釋評價為油層,盡管該層地球物理測井資料與水層沒有明顯差異,在本井的完井試油討論會上,錄井人員仍依據(jù)錄井資料建議下套管試油,被采納實施后試油產(chǎn)油24.6 m3/d。試獲高產(chǎn)工業(yè)油流,打破了孫崗地區(qū)“殘余油不能有效成藏”的傳統(tǒng)認(rèn)識,實現(xiàn)了該區(qū)近30年來勘探又一次新的突破。
不同地區(qū)石油地質(zhì)條件不同,在不同地區(qū)不同資料上的響應(yīng)特征不同,準(zhǔn)確選擇對油氣水層響應(yīng)敏感的錄井(測井)參數(shù)用于解釋評價,能夠提高解釋評價效率,避免其他參數(shù)對解釋的誤導(dǎo),實現(xiàn)精準(zhǔn)解釋評價。
NY凹陷由于巖石顆粒平均粒徑普遍較小,束縛水含量明顯增大及鉆井施工等眾多因素,形成部分“低阻油層”,這些油層的電阻率與圍巖、水層電阻率接近或明顯低于一般油層電阻率,測井解釋評價難度高。巖石熱解錄井分析的地層的含烴量,分析值不受儲層水的狀態(tài)、性質(zhì)的影響,加上數(shù)據(jù)定量化,使其在識別評價低阻油層方面具有不可代替的作用,因此將其作為本區(qū)油氣顯示層解釋評價的主要依據(jù),在實踐應(yīng)用中取得良好的效果。N155井該井完井后投產(chǎn)兩層,與巖石熱解錄井解釋評價結(jié)果完全吻合。
沉積巖中的礦物記錄了豐富的物源、氣候、沉積環(huán)境和構(gòu)造等方面的信息,是地質(zhì)過程、沉積環(huán)境以及構(gòu)造隆升剝蝕過程的分析依據(jù),也是油氣顯示層解釋評價的重要依據(jù)。關(guān)注錄井中的特殊礦物,可以簡易快速判斷儲集層產(chǎn)液性質(zhì),避免其他資料誤導(dǎo)導(dǎo)致解釋錯誤。
黃鐵礦反映的是強(qiáng)還原環(huán)境、富含有機(jī)質(zhì)或硫酸鹽環(huán)境下細(xì)菌參與生物化學(xué)反應(yīng)過程[4],這種環(huán)境下油氣顯示反映的儲集層流體性質(zhì)、油氣水層的顯示特征不同。BY凹陷某區(qū)塊及其與周緣油田的結(jié)合部井在H3Ⅳ下部-H3Ⅴ上部地層為砂巖地層,巖屑錄井在該地層經(jīng)常能夠發(fā)現(xiàn)一定量的黃鐵礦成分,盡管巖屑錄井常常發(fā)現(xiàn)良好的油氣顯示,顯示級別達(dá)到油斑、油浸級,氣測異常明顯,鉆過該地層后氣測基值明顯抬升到一個新的臺階,有明顯“單根峰”,氣測具有典型油層特征,但這一層段所有顯示層試油或開發(fā)投產(chǎn)結(jié)果均為水層(甚至部分井還試獲高產(chǎn)水層)[5]。因此,在這一區(qū)塊的油氣顯示層解釋評價中首先關(guān)注黃鐵礦的出現(xiàn)與結(jié)束。有黃鐵礦井段不管錄井顯示,都不應(yīng)解釋為油氣層。
白云母是一種常見叢狀硅酸鹽礦物,具水敏、速敏、堿敏性,富含白云母儲集層滲透率較低。在鉆井及壓裂改造過程中將孔隙、喉道堵塞,引起滲透率下降,導(dǎo)致儲集層改造失敗[6–7]。NY凹陷部分區(qū)塊砂巖儲集層富含片狀白云母,這些儲集層盡管氣測異常明顯,巖石熱解錄井呈高S1值、測井具有典型油層響應(yīng)特征,但試油結(jié)果均為干層或低產(chǎn)油層,對這些干層、低產(chǎn)油層進(jìn)行壓裂改造,產(chǎn)量并沒有提高。因此,在NY凹陷油氣顯示層解釋評價中,首先應(yīng)關(guān)注砂巖巖屑中白云母含量,對于高白云母含量的儲集層,以解釋干層、低產(chǎn)油層為主。
一分為二是指事物作為矛盾的統(tǒng)一體,都包含著相互矛盾對立的兩方面。進(jìn)行油氣顯示層解釋評價,分析錄井資料也應(yīng)這樣,既要看到“好顯示層”中有蘊(yùn)含要有利于解釋為油氣層的信息,也要看到所包含不利于解釋為油氣層的信息。同樣對于“差顯示層”,既要關(guān)注有利于解釋為非油氣層的信息,更要關(guān)注包含不利于解釋為非油氣層的信息。如氣測值很高的顯示層,甚至槽(池)見到瞬間油花氣泡,通常物性較好、地層能量較高、含油氣豐富,但是如果沒有明顯的“單根峰”,后效值也較低、持續(xù)時間較短,則反映地層連通性較差,儲集層流體、能量得不到補(bǔ)充,常常為微型“透鏡體”、連通性差的裂縫儲集層,投產(chǎn)結(jié)果為干層(差油層)。顯示級別低、氣測值低的儲集層常為水層,但如果巖屑中有少量分析點(diǎn)巖石熱解分析值為高值,鉆過顯示層后氣測全烴基值提升,氣測“單根峰”較明顯,“后效值”持續(xù)時間長,巖性為礫狀砂巖、砂礫巖等粒徑較粗的巖層時,則反映儲集層物性較好,試油(投產(chǎn))結(jié)果常為產(chǎn)量較高油層。此外,巖石熱解錄井高S0、S1值、極低S2值表面上反映油質(zhì)較好,常會解釋為油層,但實際則是儲集層物性較差的反映,試油(投產(chǎn))結(jié)果為干層。
MD地區(qū)測錄井參數(shù)缺乏規(guī)律性,油層、干層測錄井參數(shù)相互重疊,導(dǎo)致該區(qū)成為測井、錄井解釋的難點(diǎn)地區(qū)。巖石熱解錄井資料是MD地區(qū)相鄰區(qū)塊油氣層解釋評價的主要依據(jù)[8],但MD地區(qū)巖石熱解錄井呈“高S0值、高S1值、低S2值”的儲集層試油為干層,按照巖石熱解錄井原理,這類巖石熱解錄井參數(shù)反映的是好油質(zhì)、高含烴,應(yīng)是“好油層”[9–11]。表面上,這些試油結(jié)論與巖石熱解分析值相互矛盾,但結(jié)合區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn)一分為二地分析MD地區(qū)巖石熱解錄井資料,則可以確認(rèn)試油結(jié)果與巖石熱解錄井蘊(yùn)含的地質(zhì)信息一致:首先,巖石熱解錄井S0值反映的是地層吸附氣,在其他條件一定的情況下,巖石比表面積越大、孔喉半徑越小、物性越差、吸附能力越大,S0值越高;反之物性好,則S0值低。S2值反映儲集層排替壓力,在其他條件接近的情況下,儲集層物性越好,排替壓力越小,S2值越高;儲集層物性越差、排替壓力越大,S2值越小。其次對比巖石熱解錄井與測井資料,可以發(fā)現(xiàn)測井孔隙度與巖石熱解錄井S2值呈近線性關(guān)系,即低孔隙度低S2值,高孔隙度高S2值。也就是說高S0值、低S2值的儲集層物性差,S1值呈高值只能說明地層含有較多烴類物質(zhì),當(dāng)物性較差時,試油結(jié)果仍難以產(chǎn)出油氣,為干層。結(jié)合巖屑錄井資料,發(fā)現(xiàn)高S0值、高S1值、低S2值的儲集層均富含白云母,導(dǎo)致儲集層物性較差。依據(jù)相關(guān)對比分析結(jié)果,改變MD地區(qū)傳統(tǒng)的油氣層解釋評價方法,取得良好的效果。N137井、N144井均獲得高產(chǎn)工業(yè)油流。
在影響錄井顯示眾多原因中,儲集層含烴量、能量補(bǔ)給、油質(zhì)、物性、巖性等是內(nèi)因,這些因素共同作用的結(jié)果,決定巖屑錄井油氣顯示的高低、氣測錄井全烴值、全烴凈增值、全烴異常相對幅度的高低;決定儲集層能否產(chǎn)出油氣、產(chǎn)出量的高低。因此,分析錄井資料,進(jìn)行油氣層解釋評價,首先應(yīng)是分析內(nèi)因?qū)τ蜌怙@示的影響。如儲集層巖石骨架顆粒粒徑大(如礫狀砂巖、砂礫巖)且膠結(jié)疏松甚至松散而烴類物質(zhì)膠質(zhì)含量較低時,巖屑錄井顯示級別會較低,但是其粒間充填物通常數(shù)徑較細(xì),烴類物質(zhì)在填充物中得到較好保存,填充物的顯示級別會較高,表現(xiàn)在巖屑顯示資料中,在巖屑整體顯示級別較低的情況下,有少量較高顯示級別巖屑存在;在巖石熱解錄井資料上,則表現(xiàn)為層內(nèi)整體分析值較低的情況下,有個別點(diǎn)分析值較高,利用其結(jié)合氣測進(jìn)行解釋評價,能夠較好地反映儲集層產(chǎn)液性質(zhì)。某井是一口深層大斜度井,采用PDC鉆頭鉆進(jìn),加之本區(qū)靠近物源,砂體發(fā)育,粒徑粗、儲層物性好,因此錄井顯示級別較低,巖石熱解分析值也較低,其重點(diǎn)解釋層巖石熱解錄井(S0+S1)值主要分布在1.529~2.738 mg/g,按照這一分析數(shù)據(jù),只能解釋評價為水層,但是該層有2個分析點(diǎn)(S0+S1)值分別為6.839 mg/g和8.225 mg/g,細(xì)致分析這個點(diǎn)為巖石充填基質(zhì)的分析值,受PDC鉆頭及鉆井液沖刷影響較小,判斷這2個分析點(diǎn)更接近真實地層(S0+S1)值,采用鄰區(qū)解釋圖版,巖石熱解解釋評價為油層,結(jié)合構(gòu)造分析、氣測錄井資料,本層綜合解釋油層,試油獲高產(chǎn)工業(yè)油流。
在油氣層解釋評價中,不僅重視影響油氣顯示的內(nèi)因,還必須重視鉆井液性能、鉆井液類型、鉆頭類型、井型等影響油氣顯示的外因。近年來,PDC鉆頭、鉆井液加入有機(jī)添加劑(混油)、大斜度井(水平井)等各種先進(jìn)的鉆井技術(shù)廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致巖屑細(xì)碎,油氣顯示級別降低,嚴(yán)重影響錄井油氣顯示的發(fā)現(xiàn)及油氣的識別。不同外因,對不同的錄井技術(shù)的影響不同,PDC鉆頭導(dǎo)致巖屑破碎,影響巖性識別,降低巖屑錄井油氣顯示級別,降低巖石熱解錄井分析值,但有利于氣測錄井發(fā)現(xiàn)油氣顯示;鉆井液加入有機(jī)添加劑,雖然在一定時間、井段內(nèi)會影響氣測全烴值,但對氣測C1組分影響極低;高密度高黏度鉆井液不利于氣測錄井,但卻能夠降低油氣逸散,有利于巖屑油氣顯示保真及巖石熱解分析更加接近于地下地質(zhì)真實。充分分析影響錄井解釋評價的外因,并有的放矢地采取對應(yīng)技術(shù)措施,選擇外因影響較小的資料用于解釋評價,在一定程度上可以降低外因的不利影響。分析影響油氣顯示的外因,利用鉆井條件相似的資料進(jìn)行橫向?qū)Ρ?,同井資料縱向?qū)Ρ?,也能夠在一定條件下消除外因的不利影響。
1)油氣層解釋過程是一個承認(rèn)矛盾、揭露矛盾、分析和解決矛盾的過程。
2)油氣層解釋過程既要重視矛盾的普通性更要重視矛盾的特殊性,分析影響油氣顯示的內(nèi)外因,針對不同區(qū)塊不同的石油地質(zhì)條件,采取針對性技術(shù)措施。
3)對每一項錄井參數(shù),都不應(yīng)為表象所迷惑。應(yīng)一分為二地分析,透過現(xiàn)象看本質(zhì),尋找各項資料所反映的真實地質(zhì)現(xiàn)象。針對重點(diǎn)層段,選擇關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行解釋,能夠提高解釋效率與解釋評價精準(zhǔn)度。