利用成像測井資料綜合評價南海低阻油氣層

李國軍,李俊良,王 猛,廖鯤鵬

(1.中海油田服務股份有限公司油田技術事業部,北京101149;2.中海石油(中國)有限公司湛江分公司研究院)

利用成像測井資料綜合評價南海低阻油氣層

李國軍1,李俊良2,王 猛1,廖鯤鵬1

(1.中海油田服務股份有限公司油田技術事業部,北京101149;2.中海石油(中國)有限公司湛江分公司研究院)

利用電成像測井資料和核磁資料分析認為高含束縛水和砂泥巖薄互層是形成低阻油氣層的主要原因。利用偶極橫波資料中的縱波衰減信息和泊松比、體積壓縮系數等巖石力學參數能夠較好的識別低阻氣層;高含束縛水儲層利用核磁資料的束縛水飽和度和常規計算的地層含水飽和度比較,識別地層可動水;對于特殊疑難油氣層,采用核磁共振和MDT相結合的方法,求取地層流體。

低阻油氣層;電成像資料;核磁共振測井;偶極橫波測井;南海

低阻油氣層電阻率和泥質含量與圍巖(泥巖)基本相同,利用常規測井資料很難識別,前幾年通常依賴氣測資料評價油氣層,經常出現油氣水層誤判或者是油氣水界面難以界定。但是這類儲層具有較好的產能,單井DST測試能達到日產油40～60m3。近幾年成像測井(電成像、偶極聲波成像和核磁成像等)廣泛使用,為精確評價低阻儲層提供了豐富的資料,因此如何利用成像測井資料評價低阻油氣層是測井解釋工作者亟待解決的首要任務之一。

1 低阻油氣層評價方法

廣義上的成像測井包括微電阻率掃描成像測井(電成像)、偶極聲波成像測井和核磁共振測井三大類。首先利用電成像資料和核磁資料從沉積紋層、微觀孔隙結構和泥質、毛管束縛水含量等方面刻畫低阻油氣層形成原因。然后針對儲層不同成因采用相應的方法進行識別,利用偶極聲波資料通過提取縱橫波時差,計算巖石力學參數,其中氣層處泊松比降低,體積壓縮系數增大,水層和油層對泊松比、體積壓縮系數響應不敏感,因此二者交會既能夠指示氣層,又能劃分氣水邊界。對于高含束縛水的低阻儲層,利用核磁共振計算束縛水飽和度與常規計算的地層總含水飽和度交會,兩者差值可以評價儲層產出可動水。對于特殊疑難儲層,采用核磁資料和電纜地層取樣儀(MDT或RCI)結合的方法,力求取出地層流體樣品,直觀評價儲層流體性質。在南海西部通常是三種類型的成像測井資料綜合應用,精細評價低阻油氣層。

2 低阻油氣層成因分析

以電成像測井和核磁測井資料為主,在分析巖心或壁心粒度資料、壓汞數據、粘土礦物種類和含量以及重礦物等資料的基礎上,提出了形成低阻油層的三種原因。

泥質含量高是形成低阻油層主要的原因,取心井巖礦鑒定低阻油層段泥質含量在30%～50%之間。電成像測井表明泥質在儲層中存在兩種賦存狀態,最常見以條帶狀分布,形成砂泥巖薄互層,俗稱“千層餅”。單個砂條厚度只有0.2～0.4m,電阻率測量值受鄰近圍巖影響較大,掩蓋了儲層真實電阻率;其次是泥質以分散狀粘土存賦在儲層內部,由于生物擾動強烈,破壞了原生層理構造,在電成像成果圖上表現為砂泥混雜或層理不清晰,這些分散狀泥質呈薄膜狀包裹巖石顆粒表面,吸附大量陽離子與地層孔隙中的鹽水溶液進行離子交換,產生巖石附加導電,使儲層電阻率降低[1]。

束縛水含量高是形成低阻油層的另一個主要原因。低阻油層段在核磁測井表現為 T2譜流體束縛峰幅度大,可動峰窄且幅度低[2]。巖心壓汞實驗進汞曲線轉折端指示束縛水飽和度為56%;粒度細、孔隙結構復雜、粘土類型伊蒙混層含量高導致巖石高含束縛水。巖心粒度分析骨架顆粒粒度中值為0.031mm(通常顆粒粒度小于0.0313mm屬于泥質粉砂范疇);巖礦鑒定分析低阻油層段孔隙類型以粒內溶孔和生物體腔孔為主,含粒間孔、粒間溶孔、長石溶孔和雜基微孔;巖心粘土礦物分析低阻油層段粘土類型以伊蒙混層為主(約50%),伊利石(約30%)和高嶺石(約20%)次之。

低阻油層段巖石骨架中含黃鐵礦、鐵白云石和鐵方解石等導電物質,這些導電礦物也是形成低阻油層的原因之一。

3 低阻油氣層識別實例

針對南海低阻氣層,采用偶極聲波成像測井識別方法。圖1為 X1井氣指示綜合圖,第一道為自然伽馬和井徑曲線,第二道為電阻率曲線,第三道為三孔隙度曲線,第四道是縱橫波比、泊松比曲線和體積壓縮系數。在1945～2005m井段,自然伽馬曲線反映巖性較細,為泥質粉砂巖;中子-密度曲線交會不明顯,說明儲層物性較差;電阻率曲線平緩,數值在2.0Ω·m左右,利用這些常規曲線難以確定氣水邊界。但是在氣層段泊松比曲線和體積壓縮系數出現交會,水層處基本重合,所以氣層井段在1955～1985m,氣水邊界在1985m。該結論得到MDT證實。

圖1 偶極聲波成像測井氣指示識別低阻氣層組合

圖2是X2井利用核磁共振束縛水飽和度判別低阻油層的實例。利用核磁資料解譜可以得到各種的孔隙度曲線,利用束縛水孔隙度除以總孔隙度就是束縛水飽和度Swirr-CMR。對于1650～1700 m井段,從電阻率和自然伽馬曲線不易識別流體性質,但是從第五道的地層含水飽和度Sw和束縛水飽和度Swirr-CMR曲線可以看出,Swirr=SW時地層產出純油;當Swirr＜SW時地層出水。也就是說1650～1700m井段為低阻油層,1700～1710 m為正常油層,1710～1720m為水層。由于核磁測量成本較高,一個區塊不可能每口井都進行核磁共振測量,可以利用測過核磁的井資料回歸一條孔隙度和束縛水飽和度的公式(圖3)。在鄰井X3井解釋過程中,輸入孔隙度采用回歸的公式能計算出束縛水飽和度,同樣能夠判別地層油水關系,該井低阻油層段DST測試日產油38m3,與解釋結果相吻合,說明該方法具有可行性。

圖2 X 2井核磁共振束縛水飽和度判別低阻油層的組合

圖3 利用X2井回歸孔隙度和束縛水飽和度公式

對于特殊疑難油氣層,采用核磁共振和MDT相結合的方法。以前核磁共振資料利用差譜和移譜識別油氣,在南海使用效果不好,原因是低阻油氣層孔隙結構復雜,低阻儲層通常也是低孔儲層,而且泥質含量高,導致核磁極化效果差。因此采用核磁資料識別孔隙結構的優勢,尋找可動孔隙度最大(或大孔隙比例最高)的深度位置,作為MDT取樣位置,采用超大孔徑探針或雙封隔器mini測試技術[3],通常能夠取出地層樣品。

4 結論

目前偶極聲波成像測井為必測項目,因此氣指示方法具有良好的應用前景。核磁測井與MDT相結合的方法,發揮了核磁資料判斷孔隙結構和MDT直觀快捷識別油氣水層的優勢,從而能夠更加有效的評價儲層。

束縛水飽和度的計算是識別低阻油層的重要手段。在沒有核磁資料的情況下,采用公式回歸的方法,能夠求取到束縛水飽和度,達到定量評價低阻油氣層的目的。

[1] 王延峰.大慶扶楊低阻油藏滲流機理研究與應用[J].大慶石油學院學報,2004,(3):67-69

[2] 肖立志.核磁共振成像測井與巖石核磁共振及其應用[M].北京:科技出版社,1998:109-112

[3] 向榮,周燦燦.電纜地層測試器測井應用綜述[J].地球物理科學進展,2008,(5):45-46

編輯:彭 剛

P631.842

A

2010-05-07;改回日期:2010-06-21

李國軍,工程師,1971年出生,1995年畢業于成都地質學院石油工程專業,現從事成像測井解釋工作。

1673-8217(2010)06-0042-02