南堡凹陷碳酸鹽巖儲集性能測井評價研究

周鳳鳴,林發武,司兆偉,劉得芳,陳晶瑩,田超國

(中國石油冀東油田勘探開發研究院,河北唐山063004)

南堡凹陷碳酸鹽巖儲集性能測井評價研究

周鳳鳴,林發武,司兆偉,劉得芳,陳晶瑩,田超國

(中國石油冀東油田勘探開發研究院,河北唐山063004)

針對南堡凹陷潛山碳酸鹽巖勘探開發需求,基于基質孔隙和裂縫發育情況進行儲集類型識別。利用橫波和斯通利波測井資料分析儲層有效性,快慢橫波最大最小正交能量差較大時,斯通利波出現“Ⅴ”字型干涉條紋,反射特征明顯?；诳偪紫抖取⒘芽p孔隙度、流體移動指數等測井成果信息構建綜合判別指標,經自然產能刻度后實現對儲集性能的定量評價,初步形成了碳酸鹽巖儲集性能測井評價方法和標準。將南堡凹陷碳酸鹽巖儲層劃分為3個等級,其中米日產液量≥1 t的為優質儲層。實際應用表明,自然產能預測和儲集性能評價成果與生產結果基本吻合。

測井評價;碳酸鹽巖;儲集類型;儲集性能;南堡凹陷

0 引 言

碳酸鹽巖儲層儲滲空間主要是洞穴、孔洞和各種裂隙,非均質性極強,且不同的儲集類型具有不同的產能特征[1]。隨著成像測井技術的進步,對雙重孔隙結構儲層的測井產能預測研究有了一定進展,但由于受測井參數精度、測試資料代表性及儲層非均質性影響,國內外尚無較好的預測方法[2]。南堡凹陷潛山碳酸鹽巖油氣藏是油田可持續發展的重要勘探領域,提出了基于產能預測的儲集性能評價思路,形成了南堡凹陷潛山碳酸鹽巖儲層儲集性能的測井評價方法和標準。

1 儲層儲集類型識別

結合巖心觀察、薄片分析及成像測井特征研究,認為南堡凹陷酸鹽巖儲層儲集空間以孔隙、溶蝕孔洞和裂縫為主。按照儲集空間的優勢配比關系,將南堡凹陷酸鹽巖儲層儲集類型劃分為孔洞型、裂縫-孔洞型、孔洞-裂縫型、裂縫型4種類型[3]。目前南堡凹陷碳酸鹽巖高產井儲層以裂縫-孔洞型為主,溶蝕孔洞主要沿裂縫發育,FM I測井資料顯示,暗色斑點狀溶蝕孔洞形似串珠狀(見圖1)。儲集類型的定性識別有助于客觀評價儲層儲集性能。

以微電阻率掃描圖像為主要識別基礎,不同儲集類型儲層的裂縫孔隙度-總孔隙度交會圖見圖2。不同儲集類型的分布區域和優勢儲集空間相對清晰、明確。因此,基于孔洞和裂縫發育情況,利用裂縫孔隙度-總孔隙度交會圖可以有效識別儲層的儲集類型。

圖1 裂縫-孔洞型儲層FM I圖像特征

圖2 碳酸鹽巖儲集類型識別圖版

2 儲層有效性分析

以微電阻率掃描成像和三孔隙度測井資料為基礎的儲集類型識別存在一定局限性。南堡凹陷資料表明,部分井段微電阻率掃描圖像反映高角度裂縫非常發育,并可見串珠狀溶蝕孔洞,但經大型酸壓后仍為低產液層。因此,進一步評價儲層有效性十分必要。

2.1 利用橫波測井資料指示儲層的有效性

橫波在各向異性地層傳播時產生分裂現象,偶極橫波成像測井提供的快慢橫波最大最小正交能量差指示了地層各向異性的強弱[4-5],能量差越大則地層各向異性越強,各向異性強一般和儲集空間有效性成正相關。圖3顯示高產液量儲層橫波各向異性特征,快慢橫波最大最小正交能量之間填充紅色,紅色面積越大,則地層各向異性越強。圖4顯示快慢橫波最大最小正交能量差較小,測試證實為干層。

2.2 利用斯通利波測井資料指示儲層的有效性

斯通利波沿井壁傳播,當其穿過滲透性地層時,儲集空間的流體會引起聲波能量的衰減,同時還會發生頻散,這種衰減和頻散與地層的基質孔隙、孔洞及天然裂縫發育程度密切相關。因此,利用斯通利波波形、能量衰減和反射特性,能夠對裂縫性儲層儲集空間有效性進行評價。在地層基質孔隙、孔洞及裂縫非常發育情況下,斯通利波出現明顯的“Ⅴ”字型干涉條紋(見圖3);在地層基質孔隙、孔洞及裂縫不發育時,斯通利波反射信息微弱(見圖4)。

圖3 高產儲層橫波各向異性及斯通利波特征

綜合分析高、低產液儲層橫波各向異性及斯通利波特征可見,橫波及斯通利波反應儲集空間有效性具有很好的一致性,即快慢橫波最大最小正交能量差較大時,斯通利波出現“Ⅴ”字型干涉條紋,反射特征明顯。

圖4 低產儲層橫波各向異性及斯通利波特征

3 儲層自然產能預測

3.1 單層米產液量的確定

目前,南堡凹陷碳酸鹽巖儲層測試均為裸眼大井段,因此,本文基于儲層物性參數評價結果,采用體積加權法將大段測試產能匹配到不同的儲層段,獲取相對客觀的不同儲集性能儲層的自然產能樣本,并得到單個儲層的米日產液量

式中,Q為單井日產液量,t;Ji為米日產液量,t;Hi測試層段不同品質儲層有效厚度,m;X為產量系數;Ai為測試層段不同品質儲層的產能貢獻系數;φi為測試層段不同品質儲層總孔隙度,%。

3.2 自然產能預測模型

通過對工區碳酸鹽儲層測試、測井資料研究,認為地層的自然產能與地層總孔隙度、裂縫孔隙度、流體移動指數、地層各向異性指示參數呈正相關。根據各參數對產能的敏感性,合理選擇權系數,構建了測井綜合參數 Z,各基礎參數均采用無量綱標準化數值,在0～1之間變化,Z參數構建函數為

式中,Z為測井綜合參數;A、B、C、D為權系數;φ＊為地層總孔隙度,來自于對三孔隙度測井資料的處理,標準化數據;Q FM＊為流體移動指數,來自于對偶極橫波成像測井資料的處理,標準化數據;E＊為地層快慢橫波最大最小正交能量差,來自于對偶極橫波成像測井資料的處理,標準化數據;φ＊f為地層裂縫孔隙度,來自于對微電阻率掃描成像測井資料的處理,標準化數據。

圖5為南堡凹陷碳酸鹽巖儲層5 mm油嘴自然條件下米日產液量與測井綜合參數 Z值的交會圖。由圖5可見,儲層米日產液量與 Z值有較好的正相關關系,即

式中,J為儲層米日產液量,t;Z為測井綜合參數。

通過該模型,可以實現基于測井資料的儲層自然產能預測。

圖5 米日產液量與Z值交會圖版

4 儲層儲集性能評價

由于裂縫性油氣藏儲集層裂縫、孔洞空間的非均質性以及油氣聚集和滲濾的特殊條件,需結合地區特點研究儲集性能的評價方法和標準。根據南堡凹陷碳酸鹽巖儲層產能特征和生產需求,并參照裂縫性油氣藏儲量規范,將南堡凹陷碳酸鹽巖儲層劃分為3個等級(見表1)。

表1 南堡凹陷碳酸鹽巖儲層級別綜合評價標準

依據儲層儲集空間識別、測井特征認識和產能預測成果,進行南堡凹陷碳酸鹽巖儲層儲集性能的綜合評價,3級儲層綜合評價指標和標準見表1。

5 應用實例分析

××井為南堡凹陷碳酸鹽巖潛山1口新鉆井。該井鉆遇碳酸鹽巖地層86 m,全井段電阻率在20～1 000Ω·m分布。處理結果顯示(見圖6),總孔隙度分布在1%～6.4%,裂縫發育,儲集空間以裂縫-孔洞型、孔洞-裂縫型為主,快慢橫波最大最小正交能量差較大,斯通利波“Ⅴ”字型干涉條紋明顯。根據儲集性能綜合評價標準,該井評價Ⅰ類儲層4層44 m;Ⅱ類儲層2層13.8 m;Ⅲ類儲層1層6.6 m (見表2)。按厚度累計,預測該井5 mm油嘴日產液68.6 t。該井實際裸眼自噴生產,5 mm油嘴,日產油33.7 t,日產氣44 123 m3,折日產液量為77.8 t。生產結果與自然產能預測和儲集性能評價成果基本吻合。

圖6 ××井南堡凹陷碳酸鹽巖儲層儲集性能評價成果圖

表2 南堡凹陷××井碳酸鹽巖儲層儲集性能評價成果表

6 結 論

(1)利用儲層總孔隙度和裂縫孔隙度參數,實現了碳酸鹽巖優勢儲集空間和儲層儲集類型的識別。

(2)提出了一套基于自然產能預測的碳酸鹽巖儲層評價方法,建立了南堡凹陷碳酸鹽巖儲層儲集性能評價體系和標準,在實際應用中效果顯著。

[1] 譚承軍,呂景英,李國榮.塔河油田碳酸鹽巖油藏產能特征與儲集類型的相關性[J].油氣地質與采收率, 2001,8(3):43-45.

[2] 趙軍,祁興中,夏宏泉,等.測井資料在碳酸鹽巖洞-裂縫型儲層產能評價中的應用[J].現代地質,2003,17 (2):99-104.

[3] 趙良孝,補勇.碳酸鹽巖儲層測井評價技術[M].北京:石油工業出版社,1994.

[4] 張守謙,顧純學,曹廣華.成像測井技術及應用[M].北京:石油工業出版社,1997.

[5] 趙軍,蒲萬麗,張永忠,等.橫波各向異性在碳酸鹽裂縫性儲層評價中的應用[J].測井技術,2005,29(2) 118-120.

On Log Data Evaluation of Carbonate Reservoir Property in Nanpu Sag

ZHOU Fengming,L IN Faw u,SIZhaowei,L IU Defang,CHEN Jingying,TIAN Chaoguo
(Exp loration&Development Research Institute,Petrochina Jidong Oilfield Company,Tangshan,Hebei 063004,China)

In view of the exp loratory development needsof carbonate reservoir in Nanpu sag,put forward is reservoir type identification based on matrix porosity and fracture development degree. Analyzed is the reservoir effectiveness by use of transverse wave and Stoneley wave log data.It is believed that transverse wave and Stoneley wave show good consistency in indicating reservoir effectiveness.That is to say,Stoneley w ave show s distinct reflection features w ith“Ⅴ”shape interference fringe,w hen maxim um and m inim um o rthogonal energy difference betw een fast and slow S-wave components is comparatively larger.Built are the comp rehensive discrimination indices for reservoir p roperty according to total porosity,fracture porosity,fluid movement index, etc.Thereby,Quantitative evaluation of reservoir p roperty is realized after calibration of natural p roductivity,and consequently,formed is a p reliminary log evaluation method and criterion for the reservoir p roperty.Carbonate reservoir in Nanpu sag is divided into 3 grades,and the reservoir w ith liquid yield over 1 t/d per meter is higher quality reservoir.Practical app lication indicates that capacity p rediction and reservoir p roperty evaluation result is coincidence w ith the yield.

log evaluation,carbonate,reservoir type,reservoir p roperty,Nanpu sag

P631.84 文獻標識碼:A

國家科技重大專項渤海灣盆地南堡凹陷勘探開發示范工程(編號2008ZX05050)技術支撐項目

周鳳鳴,男,1966年生,高級工程師,博士,從事測井綜合評價研究工作。

2010-12-17 本文編輯 王小寧)