氣測錄井技術在渤海疑難層流體識別中的應用

汪瑞宏，李興麗，崔云江，楊洪偉

（中海石油（中國）天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

鉆井過程中獲得的錄井資料是識別油氣層最直觀、最重要的第一手資料，也是目前油、氣、水層綜合分析和評價的基礎資料。應用各種氣測錄井資料結(jié)合經(jīng)驗統(tǒng)計方法可以對儲層的含油氣水情況作出判斷，為油氣層的識別評價和試油等下步工作提供重要依據(jù)，這種技術方法在陸上的多個油田得到了廣泛深入的應用［1－5］。目前，海上油田由于錄取資料成本較高，在開發(fā)階段難以獲得大量的取心或測試資料，大量地使用隨鉆測井通常也難以得到勘探階段應用效果較好的自然電位、中子、密度等測井資料，給部分儲層流體性質(zhì)識別帶來了困難。在對多個油田的應用過程中發(fā)現(xiàn)，有效利用氣測錄井這一基礎資料，將其與測井信息結(jié)合來進行油氣層的評價，可以取得較好的效果，在渤海油田疑難層的識別評價方面有較大的應用前景。

1 理論基礎

1.1 氣測曲線形態(tài)分析

全烴曲線是氣測錄井過程中連續(xù)測量的重要參數(shù)，它含有豐富的儲層信息，地層流體的特征可以通過全烴曲線的幅度和形態(tài)表現(xiàn)出來。應用這些直觀的信息建立全烴曲線形態(tài)與油氣水間的關系，用于進行儲層流體的判別。通常情況下，全烴曲線主要呈現(xiàn)以下幾種特征：

“箱狀”：全烴曲線形態(tài)上升快，上升幅度大，在峰值出現(xiàn)一平直段，峰形跨度較大，峰形飽滿，形如“箱體”。曲線的異常顯示厚度與儲層厚度基本相當，在該井段鉆時較快。烴組分含量主要以C1（甲烷）為主，重烴含量齊全，有時呈C3（丙烷）含量高于C2（乙烷）含量的趨勢，多解釋為氣層或油層。

“指狀”：全烴曲線形態(tài)呈齒狀變化，層段內(nèi)出現(xiàn)多個尖峰，形狀像“手指狀”。這種形態(tài)的地層，鉆時普遍較快，鉆開儲層后，全烴曲線呈現(xiàn)出上升、下降速度快、幅度大的形態(tài)。一般將具有該形態(tài)特征的地層判斷為“氣層”。

“單尖峰狀”：全烴曲線上升和下降速度均較快，曲線峰形跨度較小，形成單尖峰。烴組分以C1為主或重組分含量高低不均。這類地層一般較薄，為“差油層”或“干層”。

“三角形狀”：全烴曲線存在鉆時較快的特征。在全烴曲線低值時，烴組分主要以C1為主，重烴含量低或沒有；而全烴曲線高值時，烴組分含量明顯增加，C1的含量高，重烴組分齊全。一般解釋為“含油水層”或“油水同層”。

1.2 烴組分三角形圖解法

1.2.1 烴組分三角形的繪制

烴組分三角形圖解法是將氣測錄井資料用于定量評價的一種方法，用減去背景值后的C1、C2、C3、nC4（正丁烷含量）和∑C（∑C＝C1＋C2＋C3＋nC4）值建立解釋圖版。圖版是由三角形坐標系和三角形內(nèi)價值區(qū)組成，三角形坐標系實際上是一個極坐標，極角為60°，構(gòu)成等邊三角形，邊長均定義為20個單位。等邊三角形各軸上為逆時針分別對應C2／∑C、C3／∑C、nC4／∑C值，分別通過三個值做三個邊長的平行線來構(gòu)成一個三角形，由三角形的大小和形狀可判斷儲層中油氣的性質(zhì)（圖1）。

圖1 烴組分三角形

1.2.2 烴組分三角形解釋方法

解釋時，根據(jù)形成的內(nèi)三角形頂尖的指向和邊長占坐標三角形邊長的比例來綜合判斷對應層中流體的性質(zhì)，邊長占比小于25%為小三角形，占比位于25%～50%為中等三角形，占比大于75%為大三角形。然后根據(jù)三角形形狀及對應的油氣分類來對油氣層性質(zhì)進行判斷。

何宏［6］等人通過計算得出結(jié)論，當C2／∑C、C3／∑C、nC4／∑C三者之和大于圖版三角形邊長時，所得內(nèi)三角形為倒三角形；三者之和小于圖版三角形邊長時，所得內(nèi)三角形為正三角形；三者之和等于圖版三角形邊長時，所得內(nèi)三角形為一個點。三種情況下所得內(nèi)三角形邊長均為三者之和與圖版三角形邊長的差值。

因此，在使用三角形圖解法解釋油氣層時，可以簡單化處理，通過定義一個參數(shù)Q來確定三角形的形狀及含油氣性質(zhì)（表1）。

Q＝ ［1－ （C2／∑C＋C3／∑C＋nC4／∑C）／20］×100%

表1 參數(shù)Q所對應的內(nèi)三角形形狀及含油氣性質(zhì)

2 方法驗證

B×2井2915.0～2935.0m儲層深電阻率僅為4Ω·m左右，自然電位異常幅度較大，從常規(guī)測井曲線特征分析認為可解釋為水層。但從錄井顯示上看，該層氣測組分較全，總烴含量高，類似“箱形”；計算得到兩個小層Q值分別為6.7%和7.3%，形狀為小正三角形；錄取的井壁取心資料顯示該層對應壁心為油斑及以上級別，含油性較好，存在低阻油層的可能，隨后提出測試，測試證實該層為油層，由于巖性細、物性差等原因造成了低阻（圖2）。鄰井B×3井2802.0～2812.0m對應儲層與該層對比關系較好，測井特征類似，不同之處在于氣測全烴相對較低，組分不全，經(jīng)過計算其對應烴組分三角形邊長占圖版三角形邊長比例為58.7%，應為水層特征，后取資料也證實該層含油性差，為水層（圖2）。可見，將氣測錄井應用于油水層的解釋是可行的。

圖2 B×2井和B×3井烴組分三角形特征

3 實例分析

3.1 開發(fā)井疑難層解釋

到了開發(fā)階段，由于井斜一般較大，多采用隨鉆測井，無法測量自然電位，隨鉆測量的微側(cè)向電阻率也不同于電纜測井，不能再用評價階段的有效厚度下限標準進行儲層的劃分，氣測錄井資料有不受電阻率影響，也不受巖屑錄井含油級別影響的優(yōu)勢，為這類問題的解決提供了有效的手段。

圖3是儲量評價階段南2油田油層劃分圖版，取樣和測試證實20Ω·m以上的儲層均為油層，10～20Ω·m間既有油層也有部分水層，單從電阻率測井上難以對油層和水層進行區(qū)分。通過對該油田測井曲線特征進行分析發(fā)現(xiàn)，油層處自然電位異常與水層相比較小，所測微側(cè)向電阻率與水層相比也較高，因此用微側(cè)向電阻率相對值（測量的微側(cè)向電阻率／水層微側(cè)向電阻率）／自然電位相對值（測量的自然電位／水層自然電位）同時結(jié)合深電阻率可以較好地將油層和水層區(qū)分開來。

圖3 南2油田評價階段下限確定圖版

圖4是該油田一口開發(fā)井的測井曲線特征圖，該層頂部深電阻率大于20Ω·m，應為油層，底部深電阻率降低到10～20Ω·m，處于油田評價階段認識的低阻油層區(qū)內(nèi)。由于沒有自然電位測井，憑自然伽馬和電阻率測井資料難以判斷是油層還是水層。依據(jù)全烴曲線（第一道），該層下部在儲層物性變化不明顯的情況下氣測數(shù)值明顯降低，呈“倒三角形”，是典型的頂油底水特征，后該層的生產(chǎn)情況證實了這一結(jié)論。

圖4 南堡35油田某井隨鉆測井曲線特征

3.2 低阻油層解釋

歧口2油田是位于渤海西部海域的一個復雜斷塊油田，油田含油層段較長，斷層發(fā)育，受構(gòu)造、斷層和巖性等因素的影響，該油田油水系統(tǒng)復雜，油藏類型多樣，不同斷塊、不同油組、不同小層內(nèi)油層具有不同的油水系統(tǒng)。勘探階段，預探井QK1井測試油層段對應電阻率在4Ω·m左右，與水層差異不大，屬于典型的低阻油層。為評價該油田東塊的儲量情況，2011年在油田東塊鉆探了一口滾動開發(fā)井QK2D井，該井測井曲線特征見圖5，該井大部分儲層電阻率較低，從常規(guī)測井特征上判別油水層存在困難，利用綜合測井及氣測資料對該井進行了綜合解釋。

從圖5中第5道可以看出，該井總體氣測顯示良好，全烴值高，從全烴曲線形態(tài)特征上可以見到明顯的“箱形”、“指狀”等特征，說明該層段以油氣層為主，層薄。隨后對各個儲層分別采取烴組分三角形圖解法進行分析，結(jié)合井壁取心等資料共同劃分了油、氣、水層。該井在正常生產(chǎn)后產(chǎn)量穩(wěn)定，基本不產(chǎn)水，這也證實了測井解釋的可靠性。

圖5 QK2D井測井曲線特征

4 結(jié)論

（1）氣測錄井是在鉆井過程中進行的，具有實時、應用方便等特點，是目前發(fā)現(xiàn)和評價油氣層的一種有效手段。

（2）在油田的開發(fā)階段，由于測井項目較少，在評價階段識別低阻油層效果較好的自然電位和微側(cè)向電阻率曲線難以應用，氣測錄井在油田的各個階段都要測量，是開發(fā)階段儲層評價和流體劃分不可或缺的一種資料，在多個油田的應用也說明可以取得較好的效果。

（3）應用氣測錄井資料進行儲層評價時，在測井資料缺乏的情況下可以得到較好的結(jié)果，但單靠這一種資料是難以達到要求的，基于測井解釋的多解性，需要在對儲層測、錄井及其他資料分析的基礎上，去粗存精，綜合分析，才能得到正確的判別。

（4）氣測錄井的影響因素較多，如儲層性質(zhì)、鉆井液性能、現(xiàn)場施工條件、錄井儀器等，因此在應用時需要事先甄別資料的可靠性，保證氣測值的準確，以提高氣測錄井技術在油氣勘探中的可信度。

［1］韓國生，李雙龍，張繼德，等.氣測錄井在遼河坳陷非常規(guī)儲集層解釋評價中的應用［J］.錄井工程，2010，21（4）：24－29.

［2］潘桂林，李成軍，徐東旭，等.錄井技術在吉林油田四個地區(qū)儲集層評價中的應用［J］.錄井工程，2010，21（1）：43－47.

［3］宋書印.洛陽盆地屯1井錄井技術應用探討［J］.石油地質(zhì)與工程，2012，26（3）：46－48.

［4］朱兆信，劉忠.氣測錄井在油氣層解釋中的優(yōu)勢［J］.錄井技術，1998，9（3）：40－43.

［5］方錫賢，王光鵬，梁華偉，等.氣測錄井資料在安深1井頁巖油氣評價中的應用［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（5）：34－37.

［6］何宏，童錫駿，安源.對氣測錄井烴組分三角形圖解法的研究［J］.天津理工學院學報，2004，20（2）：30－33.