李戰(zhàn)奎 劉廣明 郭明宇 苑仁國(guó) 劉松宇 戴 珩

(①中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司；②中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司)

0 引 言

近年來(lái)，隨著渤海油田“精細(xì)勘探”進(jìn)程不斷推進(jìn)，井場(chǎng)作業(yè)人員利用綜合錄井資料及相關(guān)專項(xiàng)錄井資料，及時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別油氣水層對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)決策意義重大，特別是在定向探井和復(fù)雜儲(chǔ)層物性條件下，利用地質(zhì)錄井第一手資料對(duì)油氣顯示層進(jìn)行快速初步評(píng)價(jià)，對(duì)勘探目標(biāo)油氣水情況進(jìn)行初步落實(shí)，可為后續(xù)作業(yè)的安排和決策提供可靠依據(jù)[1]。

隨著渤海油田油氣勘探開(kāi)發(fā)對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，錄井技術(shù)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)及特殊鉆井條件下的油氣水層解釋評(píng)價(jià)難度越來(lái)越大，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)錄井解釋符合率降低。統(tǒng)計(jì)2019-2020年錄井解釋符合率低于80%的探井?dāng)?shù)據(jù)，主要表現(xiàn)為油層與干層解釋混亂，油氣層含水性不清楚。對(duì)所鉆探井錄井顯示厚度及測(cè)井解釋油氣層厚度分組段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，錄井解釋油氣層厚度大于測(cè)井解釋的情況普遍存在，且二者差異較為明顯，測(cè)井解釋與錄井解釋油氣層厚度比值小于30%的井所占比例高達(dá)72%。

錄井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)掌握著第一手資料，故對(duì)油氣水定量評(píng)價(jià)有著更直觀的認(rèn)識(shí)，通過(guò)對(duì)錄井、測(cè)井差異化的典型案例進(jìn)行分析，找到原因和識(shí)別方法，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)一手資料的理解，可以更好地為下一步勘探作業(yè)的部署及決策提供支持。

1 錄井解釋符合率低原因分析

通過(guò)對(duì)近兩年所鉆46口探井進(jìn)行分析，錄井解釋符合率低主要表現(xiàn)為：油層和干層解釋混亂；儲(chǔ)層含水性識(shí)別不明；錄井解釋厚度與實(shí)際厚度偏差大。

1.1 油層和干層解釋混亂

干層為低孔低滲儲(chǔ)層，鉆進(jìn)過(guò)程中即使見(jiàn)到良好油氣顯示，仍不具備開(kāi)采價(jià)值，不能解釋為油層。造成儲(chǔ)層低孔低滲的原因有兩個(gè)方面，一是高泥質(zhì)含量導(dǎo)致的低孔低滲儲(chǔ)層，二是成巖作用導(dǎo)致的低孔低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層見(jiàn)到良好油氣顯示但對(duì)儲(chǔ)層物性識(shí)別不準(zhǔn)是造成油層和干層解釋混亂的主要原因。

高泥質(zhì)含量?jī)?chǔ)層見(jiàn)良好油氣顯示，主要有3個(gè)方面原因：(1)砂層泥質(zhì)含量高，均勻充填粒間空隙，導(dǎo)致孔喉變小，增大毛細(xì)管力，阻礙油氣運(yùn)移，使得儲(chǔ)層流體中殘余油飽和度相對(duì)較高；(2)高嶺石、伊利石等泥質(zhì)填隙物對(duì)油氣具有一定的吸附性，使得儲(chǔ)層流體中殘余油飽和度相對(duì)較高；(3)烴類物質(zhì)主要存在于泥質(zhì)膠結(jié)物中，巖屑上返過(guò)程受鉆井液沖洗影響小，反而會(huì)保留更多的烴類物質(zhì)，造成“好顯示”假象，對(duì)以巖屑為載體的地化、掃描等影響尤為明顯。

成巖作用導(dǎo)致的低孔低滲儲(chǔ)層見(jiàn)良好油氣顯示，主要原因?yàn)榈貙觾?chǔ)層埋藏深，成巖壓實(shí)程度高，導(dǎo)致儲(chǔ)層低孔低滲，儲(chǔ)層孔喉較小，毛細(xì)管力大，造成儲(chǔ)層中殘余油飽和度較高。

1.2 儲(chǔ)層含水性識(shí)別不明

在非油氣運(yùn)移指向區(qū)見(jiàn)到良好油氣顯示時(shí)，誤將含油水層解釋為油層；在油氣運(yùn)移指向區(qū)見(jiàn)到較差油氣顯示時(shí)，誤將油層解釋為含油水層。

非油氣運(yùn)移指向區(qū)含油水層見(jiàn)良好油氣顯示原因?yàn)閮?chǔ)層砂體發(fā)育，物性條件較好，為優(yōu)質(zhì)的油氣運(yùn)移通道，但油氣充注能力差，導(dǎo)致顯示良好。油氣運(yùn)移指向區(qū)油層顯示差的原因主要為構(gòu)造區(qū)位于富烴凹陷之間，油源充足，但油品差，油質(zhì)重，鉆進(jìn)時(shí)鉆速快，巖屑撈取不準(zhǔn)，導(dǎo)致見(jiàn)到的油氣顯示差，多出現(xiàn)在探井淺層。

1.3 錄井解釋厚度與實(shí)際厚度偏差大

錄井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)巖性歸位是以巖屑為基礎(chǔ)，結(jié)合氣測(cè)曲線、鉆井參數(shù)以及油氣顯示對(duì)巖屑進(jìn)行歸位。目前巖屑錄井目的層段1 包/5m，受鉆井液、井徑、排量、鉆速、遲到時(shí)間等因素的影響，相鄰巖屑往往差別不明顯，難于區(qū)分；在中淺層段成巖性差，鉆速快，砂泥巖可鉆性類似，鉆井參數(shù)很難準(zhǔn)確反映地層巖性；而氣測(cè)錄井常常受鉆速、排量、井徑、遲到時(shí)間等因素的影響，氣測(cè)曲線半幅點(diǎn)很難準(zhǔn)確匹配地層巖性，往往造成錄井解釋厚度與實(shí)際厚度存在較大偏差，尤其是顯示層段，導(dǎo)致錄井、測(cè)井顯示厚度差異化明顯。

2 提高錄井解釋符合率的措施

錄井解釋工作需要對(duì)各項(xiàng)錄井項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析，單純依靠一種方法進(jìn)行錄井解釋是片面的。鉆前資料分析及油氣運(yùn)移優(yōu)勢(shì)指向區(qū)判斷是為了解地質(zhì)背景，優(yōu)選鄰井并制定作業(yè)預(yù)案，防止錯(cuò)誤判斷油氣顯示，造成錄井資料的缺失，保證錄井資料質(zhì)量是錄井解釋的前提。為提高現(xiàn)場(chǎng)錄井解釋準(zhǔn)確性，需要對(duì)鄰井氣測(cè)特征、熒光顯示特征、地化熱解值和譜圖形態(tài)等資料綜合分析，以確立儲(chǔ)層流體性質(zhì)。另外，筆者通過(guò)統(tǒng)計(jì)渤海油田含油氣性及厚度等資料，創(chuàng)建了含油系數(shù)公式，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層的定量判斷，為現(xiàn)場(chǎng)錄井解釋驗(yàn)證提供了一定的依據(jù)。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，將渤海油田現(xiàn)場(chǎng)錄井資料解釋過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，建立了錄井現(xiàn)場(chǎng)快速解釋流程圖(圖1)。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)快速解釋流程圖

2.1 氣測(cè)類比分析法區(qū)別油層和干層

氣測(cè)值大小能夠半定量反映地層含油氣豐度，在厚度一致的情況下地層含油氣豐度越高，氣測(cè)值越高。綜合分析氣測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)不同區(qū)塊、不同層位油層、干層的氣測(cè)特征，利用類比分析法進(jìn)行快速錄井解釋。

2.1.1 分析鄰井資料并選取合適閾值

根據(jù)地層沉積成層原理，任一沉積相在時(shí)空上均有一定的展布范圍和相對(duì)穩(wěn)定性，即巖性、物性、含油氣性在一定范圍內(nèi)具有一定的相似性[2]。因此，在解釋過(guò)程中，充分分析鄰井氣測(cè)資料，對(duì)相同層位、相同油組的油層進(jìn)行橫向類比分析,選取合適的油層閾值。在實(shí)鉆過(guò)程中，可以利用鄰井油層氣測(cè)數(shù)據(jù)選取合適閾值進(jìn)行快速分析解釋。

2.1.2 實(shí)鉆縱向氣測(cè)值類比分析

由于干層含油氣豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油層，在相同層位、相同沉積環(huán)境、相同鉆井液體系條件下，低孔低滲儲(chǔ)層氣測(cè)值、C1/厚度值會(huì)小于油層[3-4]。因此，在實(shí)鉆過(guò)程中，選擇合適對(duì)比層，進(jìn)行縱向?qū)Ρ确治?，可以進(jìn)行快速解釋。如區(qū)域內(nèi)PL-2井與KL-2井油層與干層的Tg值、C1值區(qū)分明顯，利用C1/厚度在一定程度上可消除厚度的影響，使干層與油層區(qū)分更加明顯(圖2)。

圖2 PL-2井與KL-2井氣測(cè)對(duì)比

2.2 特征法定性識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)

巖屑是鉆井過(guò)程中唯一能夠真實(shí)反映地層信息的實(shí)物，巖屑錄井是發(fā)現(xiàn)油氣顯示最直接、最有效的手段，以巖屑為載體的熒光錄井、地化錄井等錄井方法是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行油氣水快速解釋最根本的手段。油層與含油水層以及水層各項(xiàng)錄井特征區(qū)分明顯，而油層與干層的區(qū)分一直是現(xiàn)場(chǎng)解釋的難點(diǎn)。通過(guò)對(duì)巖屑熒光、巖屑地化特征等橫、縱向類比分析，從細(xì)微處找差別，區(qū)分干層與油層[5-8]。

2.2.1 巖屑熒光定性判斷油層和干層

(1)高泥質(zhì)含量導(dǎo)致的干層與油層的區(qū)別特征：油層砂巖明顯，具有油脂感，熒光主要集中在砂巖顆粒上，亮度高，面積大；干層膠結(jié)物含量明顯多于油層，無(wú)油脂感，熒光主要集中在膠結(jié)物上，亮度一般較低(圖3)。

圖3 BZ-6井油層與干層(高泥質(zhì)含量)巖屑熒光對(duì)比

(2)成巖壓實(shí)作用導(dǎo)致的干層與油層的區(qū)別特征：油層含砂巖明顯，顏色較深，具有油脂感，熒光集中在砂巖顆粒上，亮度高，面積大；干層所含砂巖呈明顯“水沙”特征，無(wú)油脂感，亮度低(圖4)。

圖4 KL-2井油層與干層(成巖壓實(shí)作用)巖屑熒光對(duì)比

2.2.2 地化錄井方法識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)

(1)高泥質(zhì)含量導(dǎo)致的干層與油層地化錄井區(qū)別特征：從PL-3井油層與干層地化特征對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)其差異很小。這主要是由于烴類物質(zhì)保存在膠結(jié)物中，受鉆井液沖洗影響較小，反而會(huì)保留更多的烴類信息，使干層顯現(xiàn)出“好顯示”的假象，使得干層和油層在譜圖形態(tài)上難以區(qū)分[9](圖5)?？紤]到干層泥質(zhì)含量高，其地化特征應(yīng)該更偏向于烴源巖，即裂解烴量S2值偏高，所以通過(guò)裂解烴量S2與液態(tài)烴量S1之比(S2/S1)可以有效判斷干層與油層。

圖5 PL-3井油層與干層(高泥質(zhì)含量)地化熱解及輕烴譜圖特征對(duì)比

(2)成巖壓實(shí)作用導(dǎo)致的干層與油層地化錄井區(qū)別特征：由于孔隙度極小，殘余油飽和度相對(duì)較高，地化譜圖特征與油層形態(tài)相似，但其值差異較大，油層熱解產(chǎn)油氣潛量Pg及輕烴峰值均大于干層熱解產(chǎn)油氣潛量Pg及輕烴峰值(圖6)。

圖6 KL-2井油層與干層(成巖壓實(shí)作用)地化熱解及輕烴譜圖特征對(duì)比

(3)油氣運(yùn)移優(yōu)勢(shì)指向區(qū)儲(chǔ)層地化特征：正構(gòu)烷烴表現(xiàn)為組分不全，由于含水飽和度較高，可動(dòng)水較多，生物降解特征明顯，常常表現(xiàn)為基線隆起，由此可以區(qū)分儲(chǔ)層含水性(圖7)。

圖7 BZ-7井油層與含油水層(高孔低滲)地化熱解色譜特征對(duì)比

2.3 含油系數(shù)公式定量判斷

研究表明，在同一油水系統(tǒng)中，儲(chǔ)層的單層厚度及砂泥比對(duì)該儲(chǔ)層的物性存在著一定影響。根據(jù)所鉆遇儲(chǔ)層的全烴量及單層厚度等系列參數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)擬合，創(chuàng)新建立了含油系數(shù)δ公式，明確了儲(chǔ)層含油氣性與地層厚度的關(guān)系。通過(guò)對(duì)含油系數(shù)的求取，根據(jù)δ值的大小及所處區(qū)間，實(shí)現(xiàn)定量判斷儲(chǔ)層內(nèi)部含油氣情況，可以輔助現(xiàn)場(chǎng)錄井解釋決策，其公式如下(其中，全烴量=C1+2C2+3C3+…+nCn)：

將已知儲(chǔ)層含油氣性和儲(chǔ)層厚度作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，應(yīng)用擬合方法確立其相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知儲(chǔ)層含油氣性的定性判斷，將表觀概念數(shù)據(jù)化，是渤海油田錄井解釋向數(shù)字化方向發(fā)展的創(chuàng)新。通過(guò)渤海油田20口井共998層驗(yàn)證標(biāo)定，歸納總結(jié)出定量解釋標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)于同一油水系統(tǒng)，δ值越大，含油氣性越好。一般情況下：δ>3，為油層；3>δ>2，為油水同層；2>δ>1，為干層；1>δ>0.5，為含油水層；δ<0.5，為水層。

3 實(shí)例分析

本文選取PL-4井2 663～2 740 m井段(館陶組)進(jìn)行分析。

通過(guò)對(duì)PL-1井、PL-5井等鄰井資料進(jìn)行分析，在館陶組存在多套由高泥質(zhì)含量導(dǎo)致的低孔低滲含油儲(chǔ)層，巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖以及細(xì)砂巖，泥質(zhì)含量大部分在40%以上，氣測(cè)全烴大部分在3%～10%之間，熒光面積為5%～10%；油層巖性為細(xì)砂巖，泥質(zhì)含量低，氣測(cè)全烴為5%～20%，熒光面積為10%～20%。

PL-4井2 663～2 740 m井段錄井油氣顯示活躍，氣測(cè)全烴為6.41%～18.41%，組分齊全，異常倍數(shù)高，熒光面積為5%～20%。2 679～2 683 m井段巖性為細(xì)砂巖，砂巖明顯，泥質(zhì)膠結(jié)物含量較少；氣測(cè)全烴達(dá)到該井段最高值18.41%，異常倍數(shù)15倍左右，組分齊全；熒光面積為該井段最高值20%，亮度高，主要集中在砂巖顆粒上，A/C反應(yīng)中速；地化錄井巖石熱解分析參數(shù)較高，Pg為2.644 mg/g，正構(gòu)烷烴組分齊全，為C12-C32，標(biāo)志化合物分辨清晰，色譜曲線基線較平直，具有油氣混合峰，輕烴可檢測(cè)到C7。綜合以上分析，結(jié)合鄰井區(qū)域資料，該井解釋為油層，故選取該層為“縱向?qū)Ρ葘印薄?/p>

以“2 680～2 685 m”為“縱向?qū)Ρ葘印保謩e對(duì)2 665～2 670 m、2 675～2 680 m、2 685～2 690 m、2 715～2 720 m、2 725～2 730 m、2 735～2 740 m井段進(jìn)行熒光顯示及地化熱解色譜圖縱向分析對(duì)比(圖8)，結(jié)果表明：2 675～2 680 m巖性、氣測(cè)全烴、熒光特征均與2 680～2 685 m“縱向?qū)Ρ葘印毕嗨疲? 685～2 690 m氣測(cè)值為15.73%，與2 680～2 685 m“縱向?qū)Ρ葘印毕嗨疲菐r性泥質(zhì)膠結(jié)物含量明顯增加，熒光顯示明顯變差；其余各層泥質(zhì)膠結(jié)物含量均比2 680～2 685 m“縱向?qū)Ρ葘印倍?，氣測(cè)值較低，熒光顯示差。

圖8 熒光顯示與地化熱解色譜圖分析對(duì)比

2 665～2 670 m正構(gòu)烷烴組分不全，測(cè)量值小，為含油水層特征。2 670～2 675 m正構(gòu)烷烴組分齊全，為C12-C32；標(biāo)志化合物分辨清晰，基線稍微隆起，存在油氣混合峰，與標(biāo)準(zhǔn)油層相似，為油層特征。2 685～2 690 m正構(gòu)烷烴組分齊全，為C12-C32；基線隆起，含水特征，存在油氣混合峰，為含油水層特征。2 715～2 720 m正構(gòu)烷烴組分齊全，為C12-C38，主峰碳后移，基線隆起嚴(yán)重，含水特征，不存在油氣混合峰，為干層特征。2 725～2 730 m正構(gòu)烷烴組分基本為直線，水層特征。2 735～2 740 m正構(gòu)烷烴組分齊全，為C12-C38，主峰碳后移，基線隆起嚴(yán)重，含水特征，不存在油氣混合峰，為干層特征。

綜合以上分析，該井段儲(chǔ)層初步錄井解釋結(jié)論為： 2 663～2 667 m為干層；2 670～2 677 m為油層；2 679～2 683 m為油層；2 685～2 687 m為含油水層；2 718～2 720 m為干層；2 726～2 729 m為水層；2 737～2 740 m為干層。

對(duì)該井段含油儲(chǔ)層進(jìn)行含油系數(shù)δ驗(yàn)證，見(jiàn)表1。

表1 PL-4井含油系數(shù)δ解釋表

綜合以上所有分析，對(duì)該井段含油儲(chǔ)層進(jìn)行解釋：2 663～2 667 m為干層；2 670～2 677 m為油層；2 679～2 683 m為油層；2 685～2 687 m為含油水層；2 718～2 720 m為干層；2 726～2 729 m為干層；2 737～2 740 m為干層。與最終測(cè)井解釋基本吻合。

4 結(jié) 論

通過(guò)研究分析認(rèn)為錄井解釋符合率低主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：油層和干層解釋混亂、儲(chǔ)層含水性識(shí)別不明、錄井解釋厚度與實(shí)際厚度偏差大。應(yīng)用氣測(cè)類比分析法、巖屑熒光特征分析、地化錄井特征分析、含油系數(shù)公式定量判斷能夠有效提高錄井解釋準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)提高錄井解釋符合率的目的。

應(yīng)用錄井快速解釋流程可實(shí)現(xiàn)油氣顯示的快速發(fā)現(xiàn)和油氣解釋分析，創(chuàng)新建立的含油系數(shù)公式將錄井解釋量化，實(shí)現(xiàn)錄井解釋從定性到定量的轉(zhuǎn)換，則是錄井解釋的亮點(diǎn)。

實(shí)時(shí)錄井資料解釋準(zhǔn)確性對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)決策起著重要的指導(dǎo)作用，實(shí)時(shí)錄井解釋工作成本較低且時(shí)效性高，解釋符合率的提高對(duì)于渤海油田精細(xì)勘探具有重要意義。