王 超 周偉軍 張方貴 彭立才 賀 震

(①中國(guó)石油新疆油田分公司采油二廠；②清華大學(xué)航天航空學(xué)院；③安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院)

0 引 言

近年來(lái)，二疊系砂礫巖儲(chǔ)層是新疆油田勘探評(píng)價(jià)的重點(diǎn)目標(biāo)[1-2]，其中包括瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組儲(chǔ)層[3-4]。隨著油田勘探工作的深入及開發(fā)節(jié)奏的加快[5-7]，為快速評(píng)價(jià)油氣層，并為下一步的開發(fā)部署提供建設(shè)性意見(jiàn)，氣測(cè)錄井資料的重要性更為突出[8-9]。目前，瑪湖凹陷區(qū)所采用的傳統(tǒng)氣測(cè)解釋圖板主要有輕烴比值法、雙對(duì)數(shù)比值法、氣體評(píng)價(jià)法等圖板[10]。利用研究區(qū)試油層氣測(cè)錄井?dāng)?shù)據(jù)建立的傳統(tǒng)氣測(cè)圖板，解釋評(píng)價(jià)效果較差，符合率較低。經(jīng)研究分析，主要原因在于傳統(tǒng)的氣測(cè)解釋圖板是利用烴組分間的比值關(guān)系構(gòu)建的，并且只應(yīng)用了氣測(cè)異常顯示層段的資料，忽略了氣測(cè)基值和氣測(cè)前后關(guān)系變化的影響[11]。為此，對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)需要探索一個(gè)將各個(gè)因素考慮在內(nèi)的綜合性參數(shù)[12]，進(jìn)而建立完全適用于該區(qū)的氣測(cè)錄井解釋圖板。

1 新氣測(cè)解釋方法及圖板建立

瑪湖凹陷區(qū)內(nèi)夏子街組、下烏爾禾組具有氣測(cè)數(shù)據(jù)的井共23口，有試油結(jié)果的井共15口。表征油、氣、水層的錄井參數(shù)較多，主要有全烴、組分等氣測(cè)原始數(shù)據(jù)，同時(shí)還有由原始數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生的一些相關(guān)派生參數(shù)，不同的研究者從不同的角度或因儲(chǔ)層差異，得到的派生參數(shù)不同。本文利用有試油結(jié)果的14口井的氣測(cè)錄井?dāng)?shù)據(jù)，通過(guò)氣測(cè)敏感參數(shù)挖掘，提取表征研究區(qū)含油性的氣測(cè)錄井參數(shù)，并將多參數(shù)融合構(gòu)建氣測(cè)含油性指數(shù)[13]，據(jù)此建立氣測(cè)解釋新圖板。

1.1 氣測(cè)含油性指數(shù)

通過(guò)深入分析研究區(qū)的氣測(cè)錄井資料，挖掘多個(gè)表征油氣顯示敏感參數(shù)，將多參數(shù)融合構(gòu)建氣測(cè)含油性指數(shù)，相關(guān)表征油氣顯示敏感參數(shù)含義如下。

1.1.1 填充系數(shù)(Tc)

氣測(cè)全烴曲線形態(tài)特征研究表明，當(dāng)?shù)貙雍托圆煌瑫r(shí)，反映在氣測(cè)全烴曲線圖上的曲線形態(tài)不同。油層對(duì)應(yīng)氣測(cè)全烴曲線形態(tài)為箱狀；油水同層對(duì)應(yīng)氣測(cè)全烴曲線形態(tài)為半箱狀；而含油水層對(duì)應(yīng)氣測(cè)全烴曲線形態(tài)為相對(duì)于箱狀低幅度的波狀或三角狀。全烴曲線形態(tài)實(shí)際反映的是快鉆時(shí)段的全烴顯示厚度的差異和變化(圖1)。為表征氣測(cè)全烴曲線形態(tài)與快鉆時(shí)段和全烴顯示厚度的關(guān)系，本文引入了“填充系數(shù)”，也有研究者稱之為“烴相系數(shù)”[14]。

圖1 瑪湖凹陷區(qū)二疊系快鉆時(shí)段全烴顯示厚度的差異和變化

式中：Tc為填充系數(shù)(烴相系數(shù))，無(wú)量綱；Hq為快鉆時(shí)段所對(duì)應(yīng)的氣測(cè)異常層段顯示厚度，以半幅點(diǎn)為界，m；Ht為氣測(cè)異常顯示段對(duì)應(yīng)的快鉆時(shí)層段厚度，以半幅點(diǎn)為界，m。

1.1.2 烴組分分布形態(tài)系數(shù)(b、k)

前期研究表明，儲(chǔ)層中不同流體性質(zhì)氣測(cè)組分遞減趨勢(shì)不同[14-15]。將氣測(cè)組分與組分值進(jìn)行擬合，可得到擬合曲線及與之對(duì)應(yīng)的擬合公式y(tǒng)=be-kx，該式中的系數(shù)b和k，本文稱之為烴組分分布形態(tài)系數(shù)，也可分別將b和k定義為油氣豐度系數(shù)和烴組分遞減率[14-15]。以瑪湖凹陷區(qū)二疊系T 85106井油層段為例，擬合結(jié)果及公式如圖2所示，其中b和k值分別為0.876和0.672。

圖2 T 85106井油層段烴組分?jǐn)M合曲線

1.1.3 烴組分系數(shù)(Tz)

該系數(shù)定義為氣測(cè)組分出峰個(gè)數(shù)與總氣測(cè)組分個(gè)數(shù)7的比值。

式中：Tz為烴組分系數(shù)；n為氣測(cè)組分出峰個(gè)數(shù)。

試油結(jié)果表明其一定程度上反映研究區(qū)儲(chǔ)層的產(chǎn)油氣能力(圖3)，n越大表明產(chǎn)油能力越強(qiáng)。圖3a為T 81034井試油結(jié)論為干層的氣測(cè)錄井圖，其全烴出峰個(gè)數(shù)僅為3個(gè)；圖3b為JW 51井試油結(jié)論為油水同層的氣測(cè)錄井圖，其全烴出峰個(gè)數(shù)為6個(gè)。

圖3 瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組不同儲(chǔ)層出峰個(gè)數(shù)對(duì)比

1.1.4 氣測(cè)全烴峰基比(Fj)

該參數(shù)是指氣測(cè)全烴高峰值與氣測(cè)基值的比，是識(shí)別地層流體性質(zhì)的重要參數(shù)，它直接反映了儲(chǔ)層相對(duì)含烴量。峰基比是一個(gè)相對(duì)量，它既可以反映與背景值相比全烴的異常情況，也可以反映儲(chǔ)層與上覆蓋層全烴含量的相對(duì)變化。對(duì)于前者全烴異常幅度越大，說(shuō)明含油可能性越高；對(duì)于后者全烴含量的相對(duì)變化越大，說(shuō)明蓋層封蓋性越好。

式中：Fj為峰基比，無(wú)量綱；Tg(峰)為氣測(cè)異常段全烴最高峰值，%；Tg(原)為氣測(cè)顯示段之前的氣測(cè)基值， 一般取全烴異常上方5 m井段的平均背景值，%。

1.1.5 鉆時(shí)比(ROPx)

鉆時(shí)是指每鉆進(jìn)一定厚度地層所需要的時(shí)間(min/m)，在鉆井參數(shù)不變的情況下，鉆速的大小取決于地下巖石的可鉆性，因此鉆時(shí)是一個(gè)反映地下巖石可鉆性的參數(shù)。鉆時(shí)比即圍巖鉆時(shí)與儲(chǔ)層鉆時(shí)的比值，間接反映了儲(chǔ)層物性特征，可以更加精確地表達(dá)儲(chǔ)層的可鉆性。

式中:ROPx為鉆時(shí)比，無(wú)量綱；T圍巖為異常段上方巖層鉆時(shí)的平均值，一般取鉆時(shí)異常曲線上方10 m井段的鉆時(shí)平均值，min/m；T儲(chǔ)層為快鉆時(shí)段對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層的鉆時(shí)平均值，min/m。

將上述儲(chǔ)層含油性敏感參數(shù)進(jìn)行多參數(shù)融合，構(gòu)建氣測(cè)含油性指數(shù)Qs(無(wú)量綱)：

Qs=[Ht×Tc×Tz×ln(1+b)×Fj×ROPx]/k/100

1.2 新氣測(cè)解釋圖板的建立

根據(jù)上述公式，計(jì)算出瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組14口井試油層的含油性敏感參數(shù)和含油性指數(shù)Qs(表1)。利用Tc和Qs交會(huì)建立瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組多參數(shù)錄井氣測(cè)圖板(圖4)[13]。

圖4 多參數(shù)氣測(cè)解釋圖板

表1 瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組多參數(shù)氣測(cè)圖板數(shù)據(jù)

由圖板可見(jiàn)，Tc和Qs兩參數(shù)區(qū)分價(jià)值層與非價(jià)值層界限比較清晰，價(jià)值層位于圖板右上角，包括油層和油水同層。依據(jù)Tc和Qs兩參數(shù)交會(huì)建立的氣測(cè)敏感參數(shù)解釋圖板，根據(jù)錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋計(jì)算的落點(diǎn)位置，可以將其劃分為價(jià)值層(包括油層和油水同層)、非價(jià)值層。價(jià)值層、非價(jià)值層氣測(cè)敏感參數(shù)解釋判別標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 氣測(cè)敏感參數(shù)解釋標(biāo)準(zhǔn)

2 氣測(cè)解釋圖板驗(yàn)證及應(yīng)用

2.1 氣測(cè)解釋圖板驗(yàn)證

利用B 863井先期試油段錄井氣測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)新氣測(cè)圖板進(jìn)行驗(yàn)證。如圖5所示，地層P2x，井段3 110.00～3 122.00 m，厚度為12.00 m,巖性綠灰色熒光砂礫巖；氣測(cè)顯示活躍，全烴從0.487%上升到1.785%，組分出至nC5；鉆時(shí)4.38～8.00 min/m，平均值為6.42 min/m。計(jì)算氣測(cè)含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板進(jìn)行解釋驗(yàn)證，數(shù)據(jù)落點(diǎn)在價(jià)值區(qū)內(nèi)油層區(qū)(圖4，B 863井驗(yàn)證)，驗(yàn)證結(jié)論與油層試油結(jié)果一致。

圖5 B 863井試油段錄測(cè)綜合圖

2.2 氣測(cè)解釋圖板應(yīng)用

將新氣測(cè)圖板應(yīng)用于瑪湖凹陷區(qū)新部署的評(píng)價(jià)井B 863井3個(gè)未試油井段的解釋(圖6)，其最終解釋結(jié)果如下：

圖6 B 863井二疊系油氣顯示段錄測(cè)綜合圖

(1)井段2 872～2 902 m，地層為下烏爾禾組P2w，厚度為30 m，巖性為綠灰色熒光砂礫巖，干照熒光1%，淡黃色，弱發(fā)光，系列對(duì)比6級(jí)。氣測(cè)顯示活躍，全烴從0.056 7%上升到0.641 2%，組分出至nC5。鉆井液密度1.38 g/cm3，粘度54～57 s，電導(dǎo)率92.72～94.61 mS/cm。計(jì)算氣測(cè)含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板解釋落點(diǎn)在非價(jià)值區(qū)(圖4，B 863井①)。

(2)井段2 904～2 930 m，地層為下烏爾禾組P2w，厚度為26 m，巖性為綠灰色熒光砂礫巖，干照熒光2%，淡黃色，中發(fā)光，系列對(duì)比8級(jí)。氣測(cè)顯示活躍，全烴從0.053%上升到1.369%，組分出至nC5。鉆井液密度1.38 g/cm3，粘度54 s，電導(dǎo)率93.21～94.52 mS/cm。計(jì)算氣測(cè)含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板解釋落點(diǎn)在價(jià)值區(qū)內(nèi)油層區(qū)(圖4，B 863井②)。

(3)井段3 036～3 078 m，地層為夏子街組P2x，厚度為42.00 m，巖性為綠灰色熒光砂礫巖，干照熒光3%，淡黃色，中發(fā)光，系列對(duì)比8級(jí)。氣測(cè)顯示活躍，全烴從0.403 2%上升到2.685 3%，組分出至nC5。鉆井液密度1.31 g/cm3，粘度53 s，電導(dǎo)率68.51～70.64 mS/cm。計(jì)算氣測(cè)含油性指數(shù)(表3)，應(yīng)用上述圖板進(jìn)行解釋，落點(diǎn)在價(jià)值區(qū)內(nèi)油水同層區(qū)(圖4，B 863井③)。

表3 瑪湖凹陷區(qū)B 863井新氣測(cè)圖板驗(yàn)證及應(yīng)用數(shù)據(jù)

利用電阻率(RT)與聲波時(shí)差(AC)數(shù)據(jù)對(duì)上述B 863井3個(gè)井段進(jìn)行測(cè)井解釋(表4)，其結(jié)果與多參數(shù)氣測(cè)解釋結(jié)果一致，證明了多參數(shù)氣測(cè)圖板落點(diǎn)解釋的合理性。同時(shí)，結(jié)合鄰井資料看，多參數(shù)氣測(cè)解釋結(jié)果與鄰井對(duì)比結(jié)果一致，也證明了新圖板落點(diǎn)解釋的合理性。

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

(1)本文通過(guò)深入分析瑪湖凹陷區(qū)二疊系夏子街組、下烏爾禾組試油層氣測(cè)錄井?dāng)?shù)據(jù)，挖掘氣測(cè)敏感參數(shù)，將多參數(shù)融合構(gòu)建氣測(cè)含油性指數(shù)。

(2)建立了填充系數(shù)和氣測(cè)含油性敏感參數(shù)氣測(cè)解釋圖板，并確立了氣測(cè)敏感參數(shù)解釋標(biāo)準(zhǔn)。

(3)通過(guò)在研究區(qū)新完鉆井中的驗(yàn)證和應(yīng)用，解釋效果較好，說(shuō)明新圖板能在一定程度上解決該地區(qū)流體性質(zhì)難以判別的問(wèn)題。

(4)研究區(qū)利用氣測(cè)錄井多參數(shù)融合后的綜合性指標(biāo)解釋評(píng)價(jià)復(fù)雜儲(chǔ)層是一種新的嘗試。由于井的數(shù)量、儲(chǔ)層的性質(zhì)及儲(chǔ)層中流體的差異，研究區(qū)解釋圖板和解釋標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)一步研究和完善。