沉積微相約束下的測(cè)井解釋模型研究

孟祥梅,楊少春

(1.中國(guó)石油大學(xué) 地球資源與信息學(xué)院,山東東營(yíng) 257061;2.勝利油田地質(zhì)錄井公司,山東東營(yíng) 257064)

0 前言

葡北油田于1979年7月正式投入開發(fā),其含油面積為55.3 km2,地質(zhì)儲(chǔ)量為4 113×104t。1985年該區(qū)基本實(shí)現(xiàn)了全面轉(zhuǎn)抽。1987年開始井網(wǎng)一次加密調(diào)整,1997年井網(wǎng)非均勻二次加密調(diào)整。目前,油田的開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入高含水期,產(chǎn)量預(yù)測(cè)存在明顯誤差,需要精確的儲(chǔ)層參數(shù)進(jìn)行地質(zhì)建模以及油藏?cái)?shù)值模擬,為油藏描述、剩余油的挖潛提供直接、有效的依據(jù)。

測(cè)井精細(xì)解釋是在獲得目的層段巖心分析資料和試油資料后,針對(duì)目的層段開展的測(cè)井解釋方法研究,最終建立可靠的參數(shù)計(jì)算公式和油水層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)開展葡萄花油層測(cè)井二次解釋模型研究,提高解釋精度,對(duì)進(jìn)一步明確剩余油挖潛方向,提高采收率具有重要意義。常見測(cè)井解釋模型的研究,主要從細(xì)分層位或者統(tǒng)計(jì)回歸參數(shù)等角度提高解釋模型精度,很少將地質(zhì)條件應(yīng)用到模型中。為了提高葡萄花油層儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算精度,把葡萄花油層劃分為五種沉積微相類型[1]:

(1)主體席狀砂。

(2)主體河道。

(3)廢棄河道。

(4)薄層砂。

(5)非主體席狀砂。

各沉積微相在平面上分布穩(wěn)定,在垂向上變化快,因此選擇分區(qū)塊建立解釋模型,并不適合研究區(qū)的特點(diǎn)。分流動(dòng)單元建立解釋模型,巖心分析數(shù)據(jù)點(diǎn)少,甚至極少,所建模型的精度低以至沒(méi)有意義。同一沉積單元有時(shí)包括多種沉積微相,微相內(nèi)部的各小層之間儲(chǔ)層物性差異小,因此分層建立解釋模型也不合適。

根據(jù)沉積微相的物性統(tǒng)計(jì)可以看出(見下頁(yè)表1),不同沉積微相之間的儲(chǔ)層物性變化大,尤其是主體河道、席狀砂與薄層砂、非主體席狀砂之間,物性差別顯著。綜合分析認(rèn)為,同一沉積微相或巖相具有相近的巖石物性,在相同的微相內(nèi)建立巖石物性分布參數(shù)模型,會(huì)較大地提高預(yù)測(cè)精度。因此,建立不同沉積微相控制下的測(cè)井解釋模型最為合適,更具有實(shí)際意義[2、3]。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理

對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理,是測(cè)井資料精細(xì)解釋的首要工作,也是實(shí)現(xiàn)由單井到多井解釋的關(guān)鍵。為了提高和保證儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算的精度,在進(jìn)行儲(chǔ)層參數(shù)研究時(shí),一定要考慮測(cè)井、巖心及地質(zhì)資料的質(zhì)量。對(duì)一系列的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行的整理,包括標(biāo)準(zhǔn)化、巖心深度歸位等。

表1 不同沉積微相物性分析對(duì)比Tab.1 Comparison of reservoir physical properties of different sedimentary microfacies

1.1 測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化

葡Ⅰ油層頂界泥巖全區(qū)沉積厚度穩(wěn)定,測(cè)井特征響應(yīng)明顯。在該段內(nèi),泥巖電阻率曲線低平,聲波時(shí)差曲線階梯狀變化明顯,油田上普遍采用該段泥巖作為區(qū)域地層對(duì)比標(biāo)志,用來(lái)確定葡萄花油層頂界,是全區(qū)較為理想的標(biāo)準(zhǔn)層。因此,可選擇葡萄花油層頂界泥巖作為標(biāo)志層,對(duì)深淺側(cè)向、聲波時(shí)差,以及微電極測(cè)井曲線等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。聲波時(shí)差主要集中在400μs/m,R045主要集中在2.75Ω·m,以此為依據(jù)對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)值進(jìn)行校正[4～6]。

1.2 巖心深度歸位

在鉆井取心過(guò)程中,由于鉆時(shí)、鉆速和巖心收獲率的影響,鉆井取心深度與測(cè)井深度存在一定的偏差。利用巖心分析孔隙度與孔隙度(密度或聲波)測(cè)井曲線作對(duì)比,找出二者的深度誤差。將研究區(qū)對(duì)應(yīng)較差的井的巖心深度進(jìn)行歸位校正。

2 測(cè)井解釋模型的建立

測(cè)井解釋的最終目的,是應(yīng)用測(cè)井資料準(zhǔn)確計(jì)算儲(chǔ)層參數(shù)并對(duì)油水層進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)研究區(qū)的特點(diǎn),利用“巖心刻度測(cè)井”方法,在對(duì)現(xiàn)有測(cè)井資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和重新解釋的基礎(chǔ)上,對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層巖性、物性、電性、含油性及其關(guān)系進(jìn)行了深入研究,建立了儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井解釋模型[7～11]。

2.1 孔隙度(POR)解釋模型

選取有代表性的巖心資料,進(jìn)行巖心歸位,標(biāo)定測(cè)井曲線。根據(jù)“四性(巖性、物性、電性、含油性)”關(guān)系研究結(jié)果,研究區(qū)取心井的巖心分析孔隙度參數(shù)與聲波時(shí)差,以及自然電位參數(shù)有較好的相關(guān)性。根據(jù)不同的沉積微相建立的孔隙度計(jì)算模型為:

(1)主體河道:

(2)廢棄河道:

(3)主體席狀砂:

(4)非主體席狀砂:

(5)薄層砂:

2.2 滲透率(PERM)解釋模型

滲透率是測(cè)井解釋模型中最主要的參數(shù),通過(guò)對(duì)十二口井336個(gè)樣品的物性統(tǒng)計(jì)分析表明,研究區(qū)滲透率與孔隙度參數(shù)有較好的相關(guān)性(見圖1～下頁(yè)圖5)。通過(guò)對(duì)該區(qū)取心井的物性分析數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì),建立了不同沉積微相的滲透率解釋模型。

(1)主體河道:

(2)廢棄河道:

圖1 主體河道孔滲關(guān)系圖Fig.1 The porosity and permeability cross-plot of main river channel

(3)主體席狀砂:

(4)非主體席狀砂:

(5)薄層砂:

圖2 廢棄河道孔滲關(guān)系圖Fig.2 The porosity and per meability cross-plot of abandoned channels

圖3 非主體席狀砂孔滲關(guān)系圖Fig.3 The porosity and per meability cross-plot of minor sand sheet

2.3 泥質(zhì)含量(Vsh)解釋模型

儲(chǔ)層泥質(zhì)含量是指示儲(chǔ)層物性好壞的重要參數(shù),巖性與電性特征關(guān)系研究表明,自然伽瑪、自然電位結(jié)合其它測(cè)井曲線,可以進(jìn)行砂巖與泥巖的劃分。泥質(zhì)含量與自然伽瑪,以及自然電位具有較好的相關(guān)性。采用泥質(zhì)含量的計(jì)算公式為:

式中 GCUR取3.7,為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);ΔGR為自然伽瑪相對(duì)值。

圖4 主體席狀砂孔滲關(guān)系圖Fig.4 The porosity and per meability cross-plot of main sand sheet

圖5 薄層砂孔滲關(guān)系圖Fig.5 The porosity and per meability cross-plot of thin bed sand

在上式中的自然伽瑪曲線,也可用自然電位代替。對(duì)于不同的井以及不同的層段,二種測(cè)井曲線的質(zhì)量存在差異,可根據(jù)實(shí)際情況擇優(yōu)選擇。

2.4 含油飽和度(SO)解釋模型

電阻率是反映儲(chǔ)層含油性最為重要的測(cè)井資料,一般含油性越好,地層的電阻率越大。測(cè)井資料計(jì)算含油氣飽和度,是建立在阿爾奇公式計(jì)算含水飽和度(Sw)基礎(chǔ)上的,其計(jì)算模型為:

式中 Rw為地層水電阻率,取0.2～0.5;Rt為深探測(cè)電阻率,取RLLD或者RL3D;a、b為巖性系數(shù),分別為1.05、1.03;Φ為孔隙度;m為巖石的膠結(jié)系數(shù),取2;n為飽和度指數(shù),取1.61。

在上式中,包含的多個(gè)待確定的解釋參數(shù),對(duì)于不同地區(qū),應(yīng)選用不同的巖性系數(shù)、膠結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)等參數(shù)來(lái)提高解釋精度[12～14]。主要是通過(guò)巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行地層因素和飽和度指數(shù)分析,建立儲(chǔ)層的巖電關(guān)系,進(jìn)而分析得出適合本區(qū)的解釋參數(shù)[15]。

表2 不同孔隙度解釋模型誤差對(duì)比表Tab.2 Comparison of error from different porosity interpretation models

3 應(yīng)用效果分析

利用上述數(shù)理統(tǒng)計(jì)等分析建立的解釋模型和經(jīng)驗(yàn)公式,編制了相應(yīng)的測(cè)井解釋程序,處理了267口井的實(shí)際資料。將解釋結(jié)果結(jié)合構(gòu)造特征進(jìn)行油水關(guān)系對(duì)比,將不同相帶建立的測(cè)井解釋模型處理的結(jié)果,與巖心分析結(jié)果、動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)作對(duì)比,分別對(duì)孔隙度、滲透率等參數(shù)進(jìn)行了誤差對(duì)比。以孔隙度為例,分相帶回歸模型的誤差明顯減小(見表2)。解釋模型的建立,進(jìn)一步劃清了油水邊界,統(tǒng)一了油層解釋參數(shù),更精確地計(jì)算了地質(zhì)儲(chǔ)量,經(jīng)復(fù)算,總儲(chǔ)量為4 315.19×104t,相比原計(jì)算儲(chǔ)量4 113×104t,增加了202.19×104t,提高了儲(chǔ)量計(jì)算的精度。

4 結(jié)論

應(yīng)用測(cè)井二次解釋方法進(jìn)行精細(xì)解釋研究,必須在測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化及巖心歸位的基礎(chǔ)上,根據(jù)研究區(qū)實(shí)際特點(diǎn)建立合理的解釋模型。根據(jù)葡北油田儲(chǔ)層的具體特點(diǎn),對(duì)孔隙度、滲透率分沉積相帶建立解釋模型,并在處理時(shí)根據(jù)不同的沉積相帶,

選擇相應(yīng)的解釋評(píng)價(jià)模型,能夠提高解釋精度。在葡北油田取得了良好的應(yīng)用效果,為油田的開發(fā)決策及調(diào)整提供更加可靠的依據(jù)。

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