汪 芯 胡 云 李鴻儒 楊 毅 袁勝斌

(①中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司；②中海石油(中國)有限公司天津分公司；③中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司)

0 引 言

井下復雜情況是指鉆井作業(yè)中，鉆井液類型與性能選擇不當、井身質(zhì)量較差等，造成井下遇阻、遇卡，以及鉆進時嚴重憋跳、井漏、井噴等現(xiàn)象，不能維持鉆井和其他作業(yè)的正常進行。渤海油田旅大區(qū)塊探井的錄井作業(yè)常受復雜鉆井情況影響，對于復雜井況條件下針對評價油氣顯示的錄井綜合解釋而言，本區(qū)塊主要面臨3方面的難點與挑戰(zhàn)。

首先，地下油藏特征非常復雜，流體類型識別難度大；多為極輕質(zhì)的油氣同層產(chǎn)出，油溶氣造成的混相特征難以識別；不同井的錄井資料特征均不同，鄰井可參考性較差且同一口井的不同錄井單項資料特征差異也非常明顯，因與以往錄井解釋所形成的規(guī)律性認識相悖，難以形成區(qū)塊統(tǒng)一規(guī)律性認識。如該區(qū)塊某井氣測錄井資料表現(xiàn)為氣層特征，而巖屑類資料熒光掃描、地化、三維熒光資料油層特征明顯，試油為油層，各單項錄井資料本身出現(xiàn)一定的矛盾性，各單項錄井解釋權(quán)重如何分配，是錄井綜合解釋過程中面臨的巨大挑戰(zhàn)[1-2]。其次，作業(yè)過程中復雜的工程因素、人為因素對錄井資料的質(zhì)量及資料可用性造成極大的困擾。例如，鉆進過程中起下鉆更換鉆頭形成的單根氣恰好出現(xiàn)在油層處，常對解釋造成影響；存在異常高壓時，現(xiàn)場會迅速添加鉆井液材料，對輕質(zhì)油氣信息造成污染，讓本就難以區(qū)分流體類型的儲層評價更加困難；取樣人員取樣不及時或選取樣品代表性差，常造成輕質(zhì)油氣的逸散或無熒光顯示等情況，不利于油氣信息識別。因此，該區(qū)塊解釋過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量把控是重中之重，對解釋的符合率、現(xiàn)場及后續(xù)作業(yè)的決策有著重要影響[3-5]。另外，原油密度的預測對后續(xù)試油工藝的選擇具有重要意義。本區(qū)塊揮發(fā)性原油密度預測難度非常高，受井況影響，現(xiàn)場常無法進行井壁取心作業(yè)，利用含輕質(zhì)油氣的巖屑地化熱解資料進行原油密度預測面臨巨大困難：一是要求現(xiàn)場取樣人員熱解分析及時，盡量減少油氣逸散；二是要精確地對油質(zhì)判別回歸公式的各項參數(shù)進行較正，以提高解釋的準確度。

當以上難題難以解決時，對試油層位以及試油工藝的選取來說都是巨大的挑戰(zhàn)[6-7]。本文以旅大區(qū)塊X井為例，利用錄井資料精準判斷儲層流體性質(zhì)及預測原油密度，為試油作業(yè)提供強有力的技術(shù)保障。

1 鉆前鄰井資料分析

X井設(shè)計主要目的層為東三段、沙一二段、中生界，相鄰區(qū)塊B井經(jīng)過沙河街組鉆進中生界時發(fā)生溢流，處理后進行側(cè)鉆BSa井，沙河街組、中生界解釋主要參考BSa井。BSa井沙河街組測試為油層，原油密度0.851 9 g/cm3；中生界測試為油層，原油密度0.859 8 g/cm3，均為輕質(zhì)油。

對鄰井B井及BSa井沙河街組與中生界油層特征進行了梳理，沙河街組與中生界油層各項錄井資料特征差異明顯，中生界各錄井資料受鉆井液污染影響嚴重，尤其是氣測錄井資料，對比分析時注意各錄井資料數(shù)據(jù)質(zhì)量，各資料對比特征如下：

(1)從氣測錄井資料的氣測組分特征來看，沙河街組油層輕組分含量非常高，C1超過90%，與以往油層特征不同；而中生界受鉆井液材料影響，C4、C5組分異常，含量明顯高于C2、C3。

(2)從巖屑熒光來看，沙河街組熒光顯示要好于中生界油層。

(3)地化熱解色譜譜圖顯示沙河街組峰型飽滿，呈梳狀結(jié)構(gòu)，為明顯的油層特征，氣態(tài)聯(lián)合峰明顯，儲層內(nèi)含氣。而中生界可能受鉆井液污染后清洗的影響，峰型欠飽滿，不含氣態(tài)聯(lián)合峰，為油層特征。

(4)從地化輕烴分析譜圖來看，沙河街組輕烴豐度高，而中生界輕烴豐度含量低。

(5)從三維定量熒光譜圖來看，沙河街組與中生界譜圖出峰位置相似，表明油質(zhì)特征相似。

2 隨鉆錄井綜合解釋

X井油氣水層評價錄井技術(shù)組合為常規(guī)氣測錄井、地化錄井以及三維定量熒光錄井。流體類型的識別主要利用氣測值及組分特征、熒光面積及地化、三維定量熒光資料特征。原油密度預測主要利用地化巖石熱解參數(shù)資料。

2.1 東營組儲層流體類型與原油密度預測

東營組井段3 030～3 041 m、3 059～3 067 m為熒光細砂巖，淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細粒為主，部分粉粒，次棱角-次圓狀，分選中等，泥質(zhì)膠結(jié)，疏松；熒光直照暗黃色，面積20%，D級，A/C反應(yīng)中速，乳白色。氣測全烴值33.17%，C1異常倍數(shù)5.39，達到油氣層標準(圖1)。

圖1 X井東營組油層段錄井綜合解釋成果圖

本層數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，利用各單項錄井資料特征，進行流體類型判斷。從氣測組分特征來看，X井東營組與BSa井沙河街組相比，重組分含量高，C1僅77.09%，油層特征明顯(圖2)。本層三維定量熒光對比級高，達到油層標準，譜圖主峰碳出峰位置與BSa井沙河街組相似，油質(zhì)特征基本一致(圖3)。從地化熱解氣相色譜譜圖來看，峰型飽滿，氣態(tài)聯(lián)合峰不明顯，與BSa井相比更表現(xiàn)為油層特征，油質(zhì)為輕質(zhì)，由輕烴分析譜圖可以看出，較輕組分烴類豐度異常明顯，油質(zhì)偏輕(圖4)。主要參考氣測資料、巖屑類錄井資料，結(jié)合鄰井油層顯示特征，本層錄井綜合解釋為油層。

圖2 BSa井沙河街組與X井東營組氣測組分特征

圖3 BSa井沙河街組3 345 m與X井東營組3 030 m三維定量熒光譜圖

圖4 BSa井沙河街組3 343 m與X井東營組3 034 m氣相色譜及輕烴分析譜圖

在確定了流體類型為輕質(zhì)油層后，原油密度是另外一個重要的問題。為了更好地對原油密度進行定量化評價，以巖石熱解分析參數(shù)為重點，使用基于最小二乘法的多元線性回歸方法對原油密度進行預測，與現(xiàn)有一元線性回歸方法相比，對地層原始原油密度的數(shù)據(jù)恢復更科學準確[8]。通過分析大量試油數(shù)據(jù)，優(yōu)選地化巖石熱解參數(shù)中與原油密度相關(guān)性較大的熱解參數(shù)S1、S2、Pg和Ps，建立遼東灣預測原油密度的多元線性回歸方程為：

DEN=0.022 0S1+0.019 5S2-0.019 6Pg-

0.077 4Ps+0.971 3r2=0.902 1

利用上式對東營組油層預測得到原油密度0.858 0 g/cm3(表1)。

表1 原油密度預測

2.2 沙一、沙二段儲層流體類型與原油密度預測

沙一、沙二段在井段3 168～3 178 m、3 180～3 184 m處為熒光含礫細砂巖，淺灰色，成分以石英為主，次為長石，少量暗色礦物，細粒為主，部分中粒，次棱角-次圓狀，礫石主要為石英，礫徑2～3 mm，分選差，泥質(zhì)膠結(jié)，局部灰質(zhì)膠結(jié)，中等；熒光直照暗黃色，面積20%，D級，A/C反應(yīng)中速，乳白色。氣測全烴值31.24%，C1異常倍數(shù)8.01，達到油氣層標準，但仍難以判斷是油層還是氣層。

本井鉆進至上部東三段油層時，開始進入異常壓力段，當鉆進至本層段油層時，壓力還在逐漸上升，為了工程需要，在鉆進至3 152.00 m時，起下鉆開始添加鉆井液材料，使鉆井液密度由1.36 g/cm3升至1.39 g/cm3。從氣測曲線特征來看，對油層段有一定影響，重組分含量升高，至下部3 210.00 m影響變大，氣測曲線開始出現(xiàn)明顯異常，對油層段造成很大的影響，給綜合解釋帶來了巨大的困擾(圖5)。

圖5 X井沙一、沙二段油層段錄井綜合解釋成果圖

當發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場復雜工程狀況時，立即排查各數(shù)據(jù)質(zhì)量影響情況，當油層段受鉆井液材料影響嚴重時，其各單項資料質(zhì)量出現(xiàn)明顯異常，尤其熱解氣相色譜譜圖受影響較大，常會出現(xiàn)污染峰，而從3 160.00 m氣相色譜譜圖來看，譜圖基線較為平直，未見明顯的異常鉆井液污染峰，同理下部油層段基線略有隆起，但也未見明顯的污染現(xiàn)象。由此可見，此油層段鉆井液材料污染對氣測有一定影響，對巖屑類資料影響相對較小(圖6)。

圖6 X井3 160 m熱解氣相色譜譜圖

利用各單項錄井資料特征，進行流體類型判斷。從氣測組分特征來看，沙一、沙二段油層三角圖板的三角形為小正三角形至小倒三角形，表現(xiàn)為油氣層特征(圖7)， 與BSa井沙河街組相比，重組分含量高，C1僅77.01%，為明顯的油層特征，受鉆井液材料影響，氣體組分略有變重。從熱解氣相色譜譜圖來看，峰型飽滿，氣態(tài)聯(lián)合峰不明顯，與BSa井相比更表現(xiàn)為油層特征，油質(zhì)為輕質(zhì)；從輕烴分析譜圖可以看出，較輕組分烴類豐度異常明顯，油質(zhì)偏輕(圖8)。三維定量熒光對比級高，達到油層標準。本層主要參考巖屑類錄井資料，結(jié)合鄰井與X井東三段油層顯示特征，本層錄井綜合解釋為油層(含氣)。

圖7 X井沙一、沙二段油層氣測三角圖板

圖8 X井3 176 m氣相色譜譜圖及輕烴分析譜圖

利用遼東灣預測原油密度的多元線性回歸方程對沙河街組油層預測得到原油密度0.828 0 g/cm3。

3 鉆后跟蹤對比分析及測試決策

經(jīng)錄井資料分析認為X井沙河街組儲層為輕質(zhì)油(含氣)，預測原油密度為0.828 0 g/cm3，后續(xù)測井資料同樣顯示為油層特征，決策者決定對沙河街組進行測試，選擇輕質(zhì)油的測試工藝。

首先測試沙河街組井段3 167.5～3 178.1 m二開井，井口無液體產(chǎn)出。用7.94 mm PC油嘴控制流程進分離器，天然氣走棧橋燃燒。壓力1.978～2.766 MPa，溫度32.0～36.9℃。產(chǎn)氣14 170～19 140 m3/d， 平均16 830 m3/d，CO2含量0，其中不含H2S和CO，氣比重0.712(現(xiàn)場數(shù)據(jù))。

測試只產(chǎn)氣未產(chǎn)油，然而錄井、測井各項資料均表現(xiàn)為明顯油層特征。隨后搜集測試現(xiàn)場樣品分析數(shù)據(jù)，與鉆進時的氣體數(shù)據(jù)進行組分特征對比，并利用X井沙河街組與鄰井BSa井沙河街組、中生界進行對比分析。X井測試現(xiàn)場樣品與鉆進時相比，組分變輕，與BSa井中生界極為相似，而與BSa井沙河街組相反，鄰井BSa井中生界已證實受到鉆井液污染，導致鉆進時氣測組分明顯偏重，鄰井BSa井沙河街組為未受鉆井液污染(圖9)。

圖9 X井沙河街組與BSa井沙河街組、中生界鉆進、測試樣品氣體組分特征對比

由此推斷，X井沙河街組受鉆井液污染，進一步推斷其正常鉆進時未受影響的條件下氣體組分更輕，與BSa井沙河街組正常鉆進時組分特征相似或更輕；其次從測試樣品分析數(shù)據(jù)對比來看，與BSa井中生界組分特征相似，為輕質(zhì)油。由以上分析，并結(jié)合前期巖屑類錄井資料特征，確定解釋為油層(含氣)。

通過對測試資料的分析，鑒于復雜井況以及鉆井液添加劑的影響，加之儲層物性及測試工藝的影響，匯報給決策者，決定酸化后繼續(xù)求產(chǎn)。

隨后對沙河街組測試井段3 167.5～3 178.1 m酸化后繼續(xù)三開井，用7.94 mm PC油嘴控制流程進分離器，液體進計量罐計量，天然氣走棧橋燃燒，壓力1.693～2.365 MPa，溫度30.8～36.7℃。產(chǎn)液28.32～46.56 m3/d，平均32.46 m3/d；產(chǎn)油26.77～43.56 m3/d，平均30.59 m3/d；產(chǎn)氣4 105～6 687 m3/d，平均4 677 m3/d，氣油比153。油密度0.810 1 g/cm3(20℃)，粘度2.07 mPa·s(50℃)，凝固點14℃，CO2含量0，不含H2S和CO，氣比重0.712(現(xiàn)場數(shù)據(jù))。

酸化后出油，原油密度0.810 1 g/cm3，利用地化熱解數(shù)據(jù)預測的原油密度與測試原油密度誤差僅0.01，完全在誤差允許范圍之內(nèi)。通過錄井綜合解釋來看，這一儲層井況比較復雜，受井況、儲層物性以及測試工藝影響，測試現(xiàn)場出現(xiàn)復雜情況，立即建議決策者對上部東營組未受影響的油層進行測試，進一步證實錄井綜合解釋結(jié)論的可靠性。

測試井段東營組3 035.1～3 042.3 m、3 065.4～3 068.8 m，二開井，求產(chǎn)，用9.53 mm PC油嘴控制流程進分離器，液體進計量罐計量，天然氣走棧橋燃燒。壓力5.144～5.359 MPa，溫度30.0～32.0℃。產(chǎn)油153.12～160.80 m3/d，平均156.40 m3/d；產(chǎn)氣14 492～15 102 m3/d，平均14 762 m3/d，氣油比94。油密度0.846 4 g/cm3(20℃)，粘度6.25 mPa·s(50℃)，凝固點13℃，CO2含量0，不含H2S，CO含量29～81 μL/L，氣比重0.734(現(xiàn)場數(shù)據(jù))。

求產(chǎn)測試結(jié)果表明，與錄井解釋判斷高度吻合，此層為油層(含氣)，且油質(zhì)比沙河街組略重，利用地化熱解數(shù)據(jù)預測的原油密度為0.858 0 g/cm3，同樣與測試原油密度誤差0.01。

4 結(jié) 論

通過X井隨鉆跟蹤錄井解釋分析，對渤海油田旅大區(qū)塊復雜井況疑難井找到了行之有效的解釋分析方法，包括在復雜井況的條件下判斷流體性質(zhì)，分配各項錄井資料的權(quán)重，預測儲層原油密度。在復雜井況下，精準判別流體類型及預測原油密度，錄井評價體系以科學可靠的分析及預測，為試油作業(yè)決策提供強有力的依據(jù)。同時，通過對復雜地質(zhì)情況認識的不斷加深，為錄井綜合解釋中進行可靠的實時決策奠定了重要基礎(chǔ)。