曹英權(quán) 熊 亭 袁勝斌 汪 芯

(①中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司；②中海石油(中國)有限公司深圳分公司)

0 引 言

近年來，陸豐凹陷油氣勘探重心逐步由淺層新近系向中深層古近系拓展，先后在恩平組和文昌組發(fā)現(xiàn)了多個大中型油氣藏，展現(xiàn)出巨大的勘探潛力[1]。但陸豐凹陷古近系儲層不僅物性較差，還具有巖性變化快、非均質(zhì)性強(qiáng)、孔隙結(jié)構(gòu)多樣等特點，這也導(dǎo)致儲層的錄測井響應(yīng)特征十分復(fù)雜，給解釋評價帶來了極大的困難。為了提高解釋評價的符合率，提高對儲層的認(rèn)知，本次研究通過優(yōu)選FLAIR流體錄井技術(shù)、數(shù)字巖屑錄井技術(shù)、XRD衍射錄井技術(shù)，實現(xiàn)對這一類低孔滲儲層的流體性質(zhì)、物性、孔隙連通性等關(guān)鍵信息快速、實時的解釋評價，為陸豐凹陷勘探開發(fā)和“增儲上產(chǎn)”提供技術(shù)支持。

1 陸豐凹陷低孔滲儲層特征

陸豐凹陷位于珠江口盆地的東北部，面積約7 760 km2，自下而上發(fā)育文昌組、恩平組、珠海組、珠江組、韓江組、粵海組、萬山組和第四系地層[2]，主力含油層位為古近系恩平組和文昌組，儲層巖性以中砂巖、粗砂巖為主，油層的巖心孔隙度主要分布于11%～13%，滲透率主要分布于0.1～50 mD，為典型的低孔滲儲層[2]。低孔滲儲層在錄測井響應(yīng)上往往表現(xiàn)為明顯的油層特征，錄井呈較好的熒光顯示、氣測異常明顯；測井則表現(xiàn)為高電阻率，指示較好的含油飽和度，但測試結(jié)果往往產(chǎn)量較低，制約了油田的高效勘探。

以LF-X井文昌組為例，該井W 3層鉆遇較好的熒光顯示，錄井高氣測值，測井高電阻率，但測試未獲工業(yè)性產(chǎn)能。后續(xù)利用井壁取心的薄片、掃描電鏡等資料對文昌組的分析結(jié)果表明，該層測試失利主要受黏土礦物及膠結(jié)物含量較高、孔隙連通性差的影響。此類儲層的孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、縱向上非均質(zhì)性強(qiáng)、物性差異大，導(dǎo)致后續(xù)的產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果難度增大，僅依靠常規(guī)錄測井手段難以實現(xiàn)準(zhǔn)確評價。

2 特色錄井技術(shù)應(yīng)用

由于陸豐凹陷古近系低孔滲儲層具有流體性質(zhì)識別難、孔隙連通性差、黏土礦物和膠結(jié)物含量高等特點，后續(xù)資料錄取過程中有針對性地選擇了FLAIR流體錄井技術(shù)來識別儲層流體性質(zhì)，數(shù)字巖屑錄井技術(shù)獲取儲層的孔隙度、滲透率及三維孔隙結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)，XRD衍射錄井輔助判斷儲層的物性、孔隙連通性等信息。這三項特色錄井技術(shù)形成了一套適用于低孔滲儲層的錄井技術(shù)組合，可對低孔滲儲層進(jìn)行實時、快速、準(zhǔn)確的解釋評價。

2.1 FLAIR流體錄井技術(shù)

陸豐凹陷古近系發(fā)育烴源巖內(nèi)儲層，常規(guī)氣測異常往往并不明顯。此外，低孔滲儲層孔隙度小、滲透率低、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、束縛水飽和度高，導(dǎo)致測井方法中阿爾奇公式的應(yīng)用效果不理想。由于FLAIR流體錄井技術(shù)能實現(xiàn)定量脫氣、恒溫加熱[3-4]，通過入口氣體對出口氣體數(shù)據(jù)進(jìn)行校正以消除再循環(huán)氣的影響，并可檢測常規(guī)氣測設(shè)備無法檢測到的正己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯、甲基環(huán)己烷等組分，更準(zhǔn)確地反映儲層的真實特征，從而快速識別儲層流體性質(zhì)。

針對陸豐凹陷儲層FLAIR錄井參數(shù)特點，優(yōu)選出敏感參數(shù)C1異常倍數(shù)和計算全烴建立適用于陸豐凹陷的FLAIR參數(shù)組合圖板(圖1)。其中，C1異常倍數(shù)即儲層和上部蓋層C1含量的比值[4]，取儲層中C1含量最大峰值與其上部鄰近的單層厚度大于5 m的穩(wěn)定泥巖C1平均值之比。若異常倍數(shù)變化明顯，則說明蓋層條件好，儲層內(nèi)部壓力高、烴類豐富[5]。計算全烴即各組分的值與基數(shù)的乘積，可以有效反映出儲層真實的含烴豐度，其計算公式為：

Tg=C1+2C2+3C3+4(iC4+nC4)+5(iC5+nC5)+6nC6+7nC7+8nC8

圖1 陸豐凹陷古近系FLAIR參數(shù)組合圖板

FLAIR參數(shù)組合圖板可以對陸豐凹陷低孔滲儲層的流體性質(zhì)進(jìn)行有效區(qū)分，其中油層的C1異常倍數(shù)一般大于5倍，計算全烴大于1.0%；差油層的C1異常 倍數(shù)普遍大于2.5倍，F(xiàn)LAIR計算全烴介于0.5%～1.0%。以LF13-X井為例(圖2)，其主要目的層W 3層鉆遇泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖，巖屑熒光D-C級，熒光面積10%～50%，縱向上儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)，利用FLAIR圖板進(jìn)行投點，并依據(jù)解釋結(jié)論進(jìn)行評價，該層段共解釋油層30 m/3層，差油層28 m/4層，干層18 m/3層。后續(xù)的測壓、取樣以及測試結(jié)果為：解釋為油層及差油層的層位取到油樣，流度分別為14.6、5.6 mD/cP，解釋為干層的層位中測壓點無流度，證實了解釋結(jié)論的可靠性。

圖2 LF 13-X井綜合錄井圖

2.2 數(shù)字巖屑錄井技術(shù)

儲層物性評價是古近系低孔滲儲層評價的難點，應(yīng)用常規(guī)的錄測井技術(shù)對于這類低孔滲儲層物性的定性及定量評價難度較大。而數(shù)字巖屑錄井技術(shù)通過對隨鉆巖屑樣品進(jìn)行高分辨率微米CT掃描，并對圖像進(jìn)行人工智能識別，可以獲得儲層的孔隙度、滲透率及三維孔隙結(jié)構(gòu)，大幅降低鉆井取心成本，并縮短傳統(tǒng)實驗室的測量周期[6]。

以LF 13-B井為例，其主要目的層W 3層鉆遇油斑中砂巖：成分以石英為主，次為長石，含油面積30%，熒光直照亮黃色，面積80%，B級。通過在鉆井作業(yè)現(xiàn)場連續(xù)、實時地篩選儲層的巖屑樣本，開展數(shù)字化CT掃描，并計算獲取不同巖性的典型油層物理參數(shù)特征，對現(xiàn)場巖屑數(shù)字化分析。結(jié)果表明：W 3層的數(shù)字巖屑孔隙度6.96%～11.24%，平均8.88%；滲透率0.59～3.22 mD，平均1.64 mD；測井解釋孔隙度6.5%～14.3%，平均9.9%，滲透率0.16～2.89 mD，平均1.85 mD?？梢钥闯鰯?shù)字巖屑計算出的孔隙度及滲透率與測井解釋孔隙度及滲透率十分接近，數(shù)據(jù)較為可靠(圖3)。

圖3 LF 13-B井?dāng)?shù)字巖屑孔隙度、滲透率與測井解釋對比

對隨鉆巖屑樣品進(jìn)行高分辨率微米CT掃描(圖4)，并對圖像進(jìn)行人工智能識別，結(jié)果表明：LF 13-B井W 3層的巖屑孔隙以微米級孔為主，微米級孔隙半徑3～25 μm，約占總孔隙的60% ，平均孔隙半徑9.06 μm，孔隙連通性較差(圖5)。數(shù)字巖屑錄井的分析結(jié)果表明，W 3層為低孔、超低滲儲層，雖然含油性較好，但物性較差，孔隙半徑小，連通性差，預(yù)計測試產(chǎn)量較低，取消了后續(xù)的測試計劃，從而節(jié)約了可觀的測試費(fèi)用。

圖4 LF 13-B井W 3層CT掃描照片

圖5 LF 13-B井W 3層孔隙半徑分布

2.3 XRD衍射錄井技術(shù)

儲層孔隙連通性差是陸豐凹陷古近系測試失利的重要原因，但儲層孔隙連通性等信息往往只能通過巖屑返回陸地后進(jìn)行薄片分析等手段獲得，無法實時進(jìn)行判斷。由于XRD衍射錄井技術(shù)可以快速了解地層中的礦物種類及含量[7]，陸豐凹陷古近系儲層通過XRD衍射錄井資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)儲層填隙物含量(膠結(jié)物與黏土礦物含量之和)與儲層的孔隙度、滲透率呈反比(圖6)。隨著儲層中填隙物含量的增高，大量孔隙、喉道被充填，儲層物性變差。因此，利用XRD衍射錄井技術(shù)，定量計算儲層填隙物含量W，通過與鄰井資料進(jìn)行對比，可以輔助判斷儲層的物性及孔隙連通性。計算公式為：

W=W方解石+W白云石+W硬石膏+W菱鐵礦+W高嶺石+

W伊利石+W蒙脫石+W伊蒙混層+W綠泥石

式中：W為儲層填隙物總含量，%；W方解石、W白云石、W硬石膏、W菱鐵礦、W高嶺石、W伊利石、W蒙脫石、W伊蒙混層、W綠泥石分別為各礦物的XRD衍射分析含量百分比，%。

由于XRD衍射錄井參數(shù)中不同類型的礦物占比變化存在較大差異，為了更好地表征不同井段各種礦物縱向變化特點，減小設(shè)備及人為因素引起的誤差，在利用XRD衍射數(shù)據(jù)計算填隙物指數(shù)時，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。計算公式為[8]：

式中：I0為填隙物指數(shù)；Wm為參數(shù)實際測量值，%；Wmin為指定深度段參數(shù)實際測量的最小值，%；Wmax為指定深度段參數(shù)實際測量的最大值，%。

綜上可知，填隙物指數(shù)越小，指示儲層中黏土礦物與膠結(jié)物含量越低，孔隙連通性越好。以LFX構(gòu)造的兩口探井為例(圖7)：

LFX-1井在主要目的層W 4層鉆遇泥質(zhì)粉砂巖及泥質(zhì)細(xì)砂巖，填隙物含量為25.6%～37.7%。其中黏土礦物含量為14.5%～23.3%，平均值為18.5%，黏土礦物以高嶺石和伊利石為主；膠結(jié)物含量為10.1%～18.0%，平均值為13.4%，膠結(jié)物以菱鐵礦和黃鐵礦為主。通過歸一化計算的填隙物指數(shù)I0為0.50～0.89，平均值為0.65。

LFX-2井在W 4層鉆遇粗砂巖、中砂巖及泥質(zhì)粗砂巖，填隙物含量為15.3%～27.2%。其中黏土礦物含量為10.4%～16.4%，平均值為13.1%，黏土礦物以高嶺石、伊利石和綠泥石為主；膠結(jié)物含量為2.8%～11.9%，平均值為6.9%，膠結(jié)物以菱鐵礦、硬石膏和黃鐵礦為主。通過歸一化計算的填隙物指數(shù)I0為0.08～0.47，平均值為0.22。

通過兩井的對比分析，LFX-2井巖性更粗，填隙物含量更低，指示LFX-2井物性及孔隙連通性更好。后續(xù)的電纜測井結(jié)果為：LFX-1井W 4層孔隙度7.7%～10.6%，滲透率0.2～0.9 mD，在W 4層進(jìn)行了34次測壓，均為干點；而LFX-2井W 4層孔隙度12.1%～15.5%，滲透率9.2～32.3 mD，在W 4層進(jìn)行了43次測壓，28個點具有流度，說明儲層滲透性更好。最終選取LFX-2井W 4層進(jìn)行求產(chǎn)測試，獲得了較好的產(chǎn)能。

圖6 陸豐凹陷古近系儲層孔隙度、滲透率與填隙物含量關(guān)系散點圖

圖7 LFX構(gòu)造連井對比

3 結(jié) 論

陸豐凹陷古近系低孔滲儲層錄測井響應(yīng)特征復(fù)雜，儲層解釋評價難度大，影響了現(xiàn)場快速決策。本次研究通過優(yōu)選三種特色錄井技術(shù)(FLAIR流體錄井、數(shù)字巖屑錄井以及XRD衍射錄井)，形成一套適用于低孔滲儲層的錄井技術(shù)組合，對低孔滲儲層進(jìn)行實時、快速、準(zhǔn)確地解釋評價。

應(yīng)用FLAIR流體錄井衍生參數(shù)C1異常倍數(shù)、FLAIR計算全烴建立區(qū)域解釋圖板，可以實現(xiàn)對儲層流體性質(zhì)的快速評價；應(yīng)用數(shù)字巖屑錄井技術(shù)可以快速獲得儲層孔隙度、滲透率及三維孔隙結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)，可以有效提高儲層評價的精確度；應(yīng)用XRD衍射錄井?dāng)?shù)據(jù)，通過定量計算填隙物含量，建立歸一化的填隙物含量指數(shù)I0，通過與鄰井資料進(jìn)行對比，輔助判斷孔隙連通性等關(guān)鍵信息，可以指導(dǎo)后續(xù)的測壓、測試等工作。

上述特色錄井技術(shù)在陸豐凹陷低孔滲儲層解釋評價中取得了較好的應(yīng)用效果，解釋符合率有了明顯提高，可以為下一步高效勘探開發(fā)提供理論依據(jù)，具有較好的推廣意義。