陳德照，陳 磊，張曉明，張衛(wèi)剛，郭龍飛，韓 禹，韓 明，李 強(qiáng)

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 第八采油廠，陜西 西安 710000）

致密油在北美地區(qū)得到了商業(yè)性的開發(fā)，給世界油氣勘探開發(fā)帶來(lái)了重大變革，正逐漸影響著世界能源供需的格局，也為鄂爾多斯盆地致密油的開發(fā)提供了可靠的借鑒。隨著三維地震、油藏精細(xì)描述、水平井開發(fā)、體積壓裂與監(jiān)測(cè)、“工廠化”作業(yè)等關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步，特別是體積壓裂工藝的突破，國(guó)內(nèi)外致密油氣單井產(chǎn)量大幅攀升[1-4]。一個(gè)油藏的成功開發(fā)，不僅要考慮初期單井產(chǎn)量，同時(shí)要兼顧持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)能力，提高最終采收率。鄂爾多斯盆地非常規(guī)油氣資源豐富，其中中生界三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段烴源巖層系內(nèi)發(fā)育頁(yè)巖油資源，保守評(píng)估其資源量可達(dá)百億噸以上。對(duì)其中液態(tài)游離烴，按目前水平井體積壓裂開發(fā)技術(shù)2%～8%的采收率估算，產(chǎn)出的石油資源量將非?？捎^。鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段頁(yè)巖油的有效勘探與開發(fā)，對(duì)保障國(guó)家能源安全和油田的持續(xù)發(fā)展均具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。新安邊地區(qū)位于鄂爾多斯盆地一級(jí)構(gòu)造單元陜北斜坡中部，前期的勘探開發(fā)成果顯示，該區(qū)主力含油層系為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7油藏。受沉積特征控制，該區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層多期砂體橫向遷移疊置，導(dǎo)致儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性強(qiáng)，砂泥互層，橫向連續(xù)性差，測(cè)井解釋大套厚油層中往往存在致密夾層[5-11]。由于油層橫向存在未知變化，水平井實(shí)施難度較大。本文通過建立長(zhǎng)7致密油主力貢獻(xiàn)層段識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，為水平井軌跡優(yōu)化、確保油層鉆遇率提供地質(zhì)依據(jù)。

1 新安邊地區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層特征

前人研究表明，新安邊長(zhǎng)7主要發(fā)育一套三角洲前緣沉積體系，水下分流河道砂體是主要儲(chǔ)集體。長(zhǎng)7儲(chǔ)層以細(xì)粒、極細(xì)—細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，填隙物以鐵方解石、水云母、綠泥石膜為主。儲(chǔ)層物性整體較差，孔隙度6%～12%，平均9.8%；滲透率0.1×10-3～0.4×10-3μm2，平均滲透率為0.19×10-3μm2。儲(chǔ)層孔隙主要以粒間孔和長(zhǎng)石溶孔為主，平均面孔率僅為2.4%。儲(chǔ)層排驅(qū)壓力為1.8 MPa，中值壓力為9.3 MPa，中值半徑0.08 μm，最大進(jìn)汞飽和度為61.5%，退汞效率為28.0%。排驅(qū)壓力和中值壓力高，中值半徑小，孔隙結(jié)構(gòu)屬于小孔微細(xì)喉型。

2 主力貢獻(xiàn)層識(shí)別

受沉積特征控制，儲(chǔ)層縱向隔夾層分布較多，甚至單砂體內(nèi)部物性、含油性亦表現(xiàn)出差異性特征。因此，主力貢獻(xiàn)層識(shí)別需要遵循小層—單砂體—主力貢獻(xiàn)層的研究思路。

2.1 數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法可以很好地識(shí)別小層中含油單砂體儲(chǔ)層特征。該方法是通過選取儲(chǔ)層中孔隙度、滲透率、聲波時(shí)差等參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，依據(jù)各參數(shù)正態(tài)分布曲線進(jìn)行分類從而確定主力貢獻(xiàn)層參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用式（1）進(jìn)行計(jì)算：

（1）

式中，f（x）為相應(yīng)的概率，即自變量為x時(shí)的概率；μ為均數(shù)，描述正態(tài)分布的集中趨勢(shì)位置，正態(tài)分布以X=μ為對(duì)稱軸，左右完全對(duì)稱；σ為標(biāo)準(zhǔn)差，σ越大，數(shù)據(jù)分布越分散，曲線越扁平，σ越小，數(shù)據(jù)分布越集中，曲線越瘦高（圖1）。

圖1 正態(tài)頻率分布曲線分區(qū)示意Fig.1 Partition diagram of normal frequency distribution curve

計(jì)算結(jié)果表明：①縱向上孔隙度與滲透率、聲波時(shí)差為近線性關(guān)系（圖2）；②主力貢獻(xiàn)層孔隙度>10%，滲透率>0.15×10-3μm2。

圖2 新安邊地區(qū)長(zhǎng)7油藏孔隙度—滲透率、孔隙度—聲波時(shí)差交匯Fig.2 Intersection diagram of porosity permeability and porosity acoustic time difference of Chang 7 reservoir in Xin′anbian area

該方法可以識(shí)別出多個(gè)含油小層中含油單砂體，但對(duì)于單砂體內(nèi)部油層縱向變化還需要進(jìn)一步進(jìn)行識(shí)別，從而確定最優(yōu)的主力貢獻(xiàn)層特征。

2.2 巖心觀察+常規(guī)測(cè)井+核磁測(cè)井識(shí)別法

巖心觀察是獲取油層含油性認(rèn)識(shí)最直觀可信的方法。在巖心含油性觀察過程中，發(fā)現(xiàn)測(cè)井解釋厚度大的油層往往巖心觀察含油層厚度較?。缓蛯樱ㄖ髁ω暙I(xiàn)層）厚度為測(cè)井解釋油層厚度的30%～40%，且縱向分布不連續(xù)。對(duì)于這類儲(chǔ)層，可以通過綜合利用巖心觀察、常規(guī)測(cè)井、核磁測(cè)井等資料來(lái)識(shí)別主力貢獻(xiàn)層。

首先，在平面內(nèi)選定有取心資料的探評(píng)井作為基準(zhǔn)井，主力貢獻(xiàn)層砂巖巖性純、含油性好，通過與測(cè)井解釋對(duì)比，確定主力貢獻(xiàn)層段測(cè)井曲線響應(yīng)特征；然后利用相同層位相同測(cè)井曲線特征進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，從而確定主力貢獻(xiàn)層段平面展布規(guī)律。該方法具有直觀易識(shí)別、資料豐富、可精細(xì)到單砂體以內(nèi)級(jí)別的特點(diǎn)。

2.2.1 巖心觀察

新安邊地區(qū)長(zhǎng)72主要發(fā)育一套厚層塊狀中細(xì)砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，油層縱向含油性差異較大。砂巖中主力貢獻(xiàn)層段巖性主要為灰褐色油斑細(xì)砂巖，縱向上不連續(xù)分布，單層厚度2～3 m，與上下含油性差的層段區(qū)別明顯。

2.2.2 常規(guī)測(cè)井

通過將同深度巖心觀察特征與測(cè)井曲線相對(duì)應(yīng)，XP27-21井2 276～2 278 m為主力貢獻(xiàn)層段，對(duì)應(yīng)測(cè)井曲線特征為中高電阻率（40～50 Ω·m）、低密度（2.52～2.55 g/cm3）、低自然伽馬（60～70 API）；滴水后呈串珠狀分布，表明含油性好。與油層中的鈣質(zhì)夾層段2 284～2 285 m對(duì)比，鈣質(zhì)夾層特征為灰白色鈣質(zhì)粉砂巖，測(cè)井的曲線特征為高電阻率（70～100 Ω·m）、低聲波時(shí)差（180～200 μs/m），滴酸后冒泡明顯（圖3）。

2.2.3 核磁測(cè)井

通過對(duì)新安邊地區(qū)XP27-21井長(zhǎng)7地層核磁測(cè)井測(cè)試資料分析，在2 276.0～2 278.0 m砂層段，核磁計(jì)算總孔隙度為8.41%，有效孔隙度為5.20%，毛管束縛水體積為1.36%，可動(dòng)流體體積為3.84%，含油飽和度為54.72%，測(cè)井解釋為差油層，綜合分析該段應(yīng)解釋為油層，是該井長(zhǎng)72的主力貢獻(xiàn)層段。

位于同一砂體的2 285.0～2 287.0 m砂層段，核磁計(jì)算總孔隙度為7.81%，有效孔隙度為5.84%，毛管束縛水體積為2.79%，可動(dòng)流體體積為3.05%，含油飽和度為47.64%，該層測(cè)井解釋為油層；考慮該層物性差，綜合分析解釋為差油層，屬非主力含油層段。

圖3 XP27-21井長(zhǎng)72儲(chǔ)層巖心與測(cè)井曲線對(duì)比Fig.3 Comparison between core and logging curve of Chang 72 reservoir of well XP27-21

通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)和巖心觀察結(jié)合常規(guī)測(cè)井、核磁測(cè)井建立了新安邊長(zhǎng)72儲(chǔ)層主力貢獻(xiàn)層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：巖心觀察為灰褐色細(xì)砂巖；孔隙度>10%；滲透率>0.15×10-3μm2；常規(guī)測(cè)井電阻率40～50 Ω·m，聲波時(shí)差>215 μs/m，自然伽馬60～70 API，密度2.52～2.55 g/cm3，解釋結(jié)果為油層；核磁測(cè)井有效孔隙度>5%，含油飽和度>50%，中值半徑>0.3 μm。

2.3 主力貢獻(xiàn)層段縱向特征

在上述研究的基礎(chǔ)上，對(duì)長(zhǎng)7儲(chǔ)層進(jìn)行井間主力貢獻(xiàn)層連井剖面對(duì)比可以看出，新安邊地區(qū)長(zhǎng)72主力貢獻(xiàn)層厚度僅占測(cè)井解釋油層厚度30%～40%，平均厚度4～6 m。

3 水平井軌跡優(yōu)化

以往的水平井軌跡設(shè)計(jì)主要沿油層頂部1/3處實(shí)施，若儲(chǔ)層為均質(zhì)厚油層，可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層縱向的充分動(dòng)用。若儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性強(qiáng)、橫向變化快則往往鉆遇油層效果不理想。針對(duì)新安邊地區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層特征，水平井軌跡設(shè)計(jì)沿主力貢獻(xiàn)層實(shí)施，可有效提高油層鉆遇率及儲(chǔ)層改造效果。 新安邊地區(qū)XP27-21和XP28-21井相鄰，依據(jù)主力貢獻(xiàn)層縱向變化特征，XP27-21和XP28-21均設(shè)計(jì)目的層長(zhǎng)72上段，油層鉆遇率分別達(dá)到93.8%和94.1%，在儲(chǔ)層變化較快的區(qū)域可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量充分動(dòng)用（圖4、圖5）。

圖4 新安邊XP27-21水平井油藏剖面Fig.4 Reservoir profile of XP27-21 horizontal well in Xin′anbian area

圖5 新安邊XP28-21水平井油藏剖面Fig.5 Reservoir profile of XP28-21 horizontal well in Xin′anbian area

通過對(duì)應(yīng)用主力貢獻(xiàn)層的認(rèn)識(shí)，2013年在新安邊北部試驗(yàn)區(qū)完鉆水平井11口，井均油層鉆遇率91.6%；完試4口，井均日產(chǎn)油30.4 m3；投產(chǎn)4口，初期產(chǎn)量達(dá)到12.2 t/d，含水32.5%，實(shí)施效果好。

4 結(jié)論

（1）通過綜合應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和巖心觀察、常規(guī)測(cè)井、核磁測(cè)井識(shí)別法，建立了新安邊長(zhǎng)7主力貢獻(xiàn)層縱向識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。主力貢獻(xiàn)層段孔隙度>10%，滲透率>0.15×10-3μm2；對(duì)應(yīng)測(cè)井曲線特征為中高電阻率（40～50 Ω·m）、低自然伽馬（60～70 API）、低密度（2.52～2.55 g/cm3）。

（2）應(yīng)用主力貢獻(xiàn)層段研究取得的認(rèn)識(shí)，對(duì)水平井鉆井軌跡進(jìn)行優(yōu)化，2013年新安邊長(zhǎng)7水平井試驗(yàn)區(qū)取得了較好的應(yīng)用效果。

（3）新安邊地區(qū)長(zhǎng)7段頁(yè)巖油具有大面積規(guī)模成藏的重要特征，雖然砂泥巖儲(chǔ)層總體致密，但由于油藏含油飽和度較高、油質(zhì)黏度輕、氣油比較高及埋藏較淺等有利因素，長(zhǎng)7段頁(yè)巖油具備規(guī)?？碧介_發(fā)有利條件，是長(zhǎng)慶油田石油持續(xù)上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要接替領(lǐng)域。