電纜測(cè)壓資料在渤海海域XX34-9油田古近系油藏評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

劉文超，張婕茹，田曉平，王少鵬，郭 維

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

?

電纜測(cè)壓資料在渤海海域XX34-9油田古近系油藏評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

劉文超，張婕茹，田曉平，王少鵬，郭 維

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

海上油田投資成本高,探井井距大,且渤海油田多為復(fù)雜斷塊油田,儲(chǔ)量評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)較大，電纜測(cè)壓資料成為輔助油藏評(píng)價(jià)的有效手段,并在開(kāi)發(fā)井鉆后得到了驗(yàn)證。以XX34-9油田古近系為例,在充分論證壓力資料適用性的基礎(chǔ)上,運(yùn)用ERCT和EFDT壓力資料進(jìn)行了油藏評(píng)價(jià)，研究結(jié)果表明：DST測(cè)試和取樣資料結(jié)合測(cè)壓有效點(diǎn)和致密點(diǎn)的分析，可提高儲(chǔ)層孔隙度下限取值精度；在鉆井地質(zhì)特征和沉積規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，測(cè)壓資料可輔助劃分壓力系統(tǒng)、預(yù)測(cè)儲(chǔ)層連通性、驗(yàn)證地層劃分的合理性。

渤海油田；電纜測(cè)壓；孔隙度下限；壓力系統(tǒng)；儲(chǔ)層連通；地層劃分

1 研究背景

利用儲(chǔ)層特性測(cè)試儀(ERCT)和鉆井中途油氣層測(cè)試儀(EFDT)進(jìn)行電纜地層測(cè)試是近年來(lái)渤海油田應(yīng)用較為廣泛的測(cè)井技術(shù),在油氣勘探開(kāi)發(fā)中發(fā)揮了重要作用[1-3]。海上油田投資成本高,探井井距大,且渤海油田多為復(fù)雜斷塊油田,儲(chǔ)量評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)較大。電纜測(cè)壓資料成為輔助渤海油田油藏評(píng)價(jià)的有效手段,且多在開(kāi)發(fā)井鉆后得到了驗(yàn)證。本文利用ERCT和EFDT測(cè)壓資料確定了XX34-9油田古近系油藏的有效厚度下限,劃分了壓力系統(tǒng),預(yù)測(cè)了儲(chǔ)層連通性,輔助驗(yàn)證了地層劃分的合理性,提高了儲(chǔ)量評(píng)價(jià)的精度,為儲(chǔ)量風(fēng)險(xiǎn)和潛力研究奠定了基礎(chǔ)，并且為相似油田的壓力分析及應(yīng)用提供了參考。

1.1 壓力測(cè)試適用性

電纜地層測(cè)試的測(cè)前設(shè)計(jì)一般在現(xiàn)場(chǎng)由測(cè)井監(jiān)督和測(cè)井解釋人員合作完成,要綜合現(xiàn)場(chǎng)多種資料,考慮多種因素[1，4]。除考慮井眼條件、泥漿條件及人為誤差外,還需考慮靜態(tài)地質(zhì)油藏因素。

儲(chǔ)層條件：儲(chǔ)層物性較好(孔隙度大于15%、滲透率大于10×10-3μm2)，分布穩(wěn)定的厚砂巖層段測(cè)試成功率高,且一個(gè)儲(chǔ)層段至少獲得3個(gè)有效測(cè)壓點(diǎn)才可準(zhǔn)確求取地層流體的密度,儲(chǔ)層段厚度一般大于3 m[5-6]。

流體性質(zhì)：流體性質(zhì)較好時(shí)，測(cè)壓成功率高。前人總結(jié),當(dāng)?shù)叵略兔芏刃∮?.910 g/cm3、黏度小于100 mPa·s時(shí),渤海油田地層測(cè)試壓力回歸的地下原油密度與實(shí)測(cè)的PVT密度相近,地層測(cè)試壓力資料較準(zhǔn)確[7]。

另外,為提高測(cè)壓資料分析的精度和效果,也得考慮以下幾個(gè)因素:①壓力回歸線(xiàn)相關(guān)系數(shù)越高,壓力資料分析精度越高；②一般選用與油層點(diǎn)深度相近的水層測(cè)壓點(diǎn)來(lái)回歸水線(xiàn),壓力預(yù)測(cè)油水界面的精度較高；通過(guò)大量的實(shí)例發(fā)現(xiàn),渤海油田選用單井水線(xiàn)進(jìn)行壓力分析較區(qū)域水線(xiàn)更加合理[8]；③通過(guò)油線(xiàn)斜率計(jì)算的地層流體密度與實(shí)測(cè)的PVT密度越接近,壓力資料應(yīng)用效果越好[9]；④由油線(xiàn)和水線(xiàn)相交得到的油水界面與測(cè)井解釋或測(cè)試得到的油水界面越接近,壓力資料應(yīng)用效果越好。

1.2 油田概況

XX34-9油田位于黃河口凹陷南斜坡帶,整體古近系為復(fù)雜斷塊構(gòu)造,研究區(qū)被近東西向的一級(jí)大斷層F1分成了南北兩個(gè)區(qū)塊,北區(qū)塊1、5井區(qū)中間被另外一條繼承性發(fā)育的大斷層F2所分割,6井區(qū)位于南區(qū)塊(圖1)。依據(jù)砂層發(fā)育特征、測(cè)井旋回對(duì)比，將含油層段東三段和沙一段各劃分為2個(gè)油組,其中東三段Ⅰ油組又細(xì)分為3個(gè)亞油組。油層主要在東三段Ⅱ油組和沙一段Ⅱ油組發(fā)育(圖2)。

圖1 XX34-9油田東三段頂面構(gòu)造

東三段和沙一、二段沉積類(lèi)型為辮狀河三角洲,儲(chǔ)層發(fā)育,平面分布穩(wěn)定,物性中孔、中高滲,砂巖有效儲(chǔ)層孔隙度為16.4%～22.0%,滲透率為(135.0～1 590.0)×10-3μm2。該區(qū)古近系實(shí)測(cè)地層原油密度為0.671～0.744 g/cm3,實(shí)測(cè)地層原油黏度為0.59～1.52 mPa·s,原油性質(zhì)為輕質(zhì)油。較好的儲(chǔ)層條件和流體性質(zhì)使得砂巖層段電纜測(cè)試成功率高,為壓力剖面的連續(xù)性提供了保證,同時(shí)也提高了測(cè)壓資料分析的精度。

圖2 XX34-9油田古近系東三段和沙一、二段連井對(duì)比(東三段頂面層拉平)

2 確定有效厚度下限

海上油田試油成本高,資料較少,基本不特意測(cè)試界限層,故難以通過(guò)DST測(cè)試獲得有效厚度下限。電纜地層壓力測(cè)試能夠反映地層的滲透性,且測(cè)試點(diǎn)較多,測(cè)試結(jié)果豐富而全面,可作為儲(chǔ)層有效厚度下限研究的依據(jù)。XX34-9油田東營(yíng)組測(cè)試產(chǎn)能高,沒(méi)有獲得界限值,利用ERCT和EFDT電纜測(cè)壓資料確定了儲(chǔ)層物性下限。通過(guò)DST測(cè)試和取樣證實(shí)的儲(chǔ)層孔隙度下限為18%,結(jié)合測(cè)壓有效點(diǎn)和致密點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)儲(chǔ)層孔隙度下限定為16%時(shí),取值精度提高,更加合理(圖3)。

3 劃分壓力系統(tǒng)

1井東三段Ⅱ油組測(cè)井解釋油水界面之上為連續(xù)含油層段,該段油層有效測(cè)壓點(diǎn)共11個(gè),含油水層及水層有效測(cè)壓點(diǎn)共3個(gè)。該連續(xù)含油層段厚度為52.6 m,泥巖夾層厚度4.0～9.4 m(圖2)。儲(chǔ)量規(guī)范規(guī)定,對(duì)于尚不能斷定為統(tǒng)一油氣水界面的層狀油氣藏,當(dāng)縱向上的油氣層跨度大于50m時(shí),視情況劃分儲(chǔ)量計(jì)算單元[10]。在儲(chǔ)量評(píng)價(jià)時(shí),通過(guò)鉆井地質(zhì)、沉積規(guī)律與測(cè)壓資料的綜合分析，雖然東三段Ⅱ油組縱向上連續(xù)含油層段跨度超過(guò)50 m,仍可視為一套壓力系統(tǒng),即按一個(gè)計(jì)算單元進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算。考慮以下幾個(gè)因素：①油層有效測(cè)壓點(diǎn)具有統(tǒng)一的壓力梯度,回歸相關(guān)系數(shù)高,油層點(diǎn)壓力回歸原油密度為0.733 g/cm3,實(shí)測(cè)地層原油密度為0.716 g/cm3,絕對(duì)誤差僅為0.017 g/cm3,表明油線(xiàn)回歸精度較高；②油層點(diǎn)壓力線(xiàn)與本井本層段的水線(xiàn)相交得到的油水界面海拔為-2 933.8 m,而測(cè)井解釋油水界面海拔為-2 932.8 m,絕對(duì)誤差僅為1 m,表明測(cè)壓資料回歸的油水界面精度也較高(圖4)；③東三段為辮狀河三角洲沉積,儲(chǔ)層具有疊置連片發(fā)育的特點(diǎn),平面上夾層分布可能不穩(wěn)定,且儲(chǔ)層物性好,鑒于油線(xiàn)相關(guān)系數(shù)高,縱向上連續(xù)含油層段的砂體很有可能連通。

圖3 XX34-9油田東營(yíng)組孔隙度與泥質(zhì)含量關(guān)系

需要注意的是,油層有效測(cè)壓點(diǎn)具有統(tǒng)一的壓力梯度不一定代表Ⅱ油組為一套壓力系統(tǒng),具有統(tǒng)一的壓力梯度是為一套壓力系統(tǒng)的必要條件但并不是充分條件,這有待后期開(kāi)發(fā)井做進(jìn)一步的證實(shí)。

圖4 XX34-9油田1井東三段Ⅱ油組壓力分析

4 預(yù)測(cè)儲(chǔ)層連通性

1井東三段Ⅰ-3油組測(cè)井解釋含油水層頂界海拔為-2 840.6 m,5井東三段Ⅰ-3油組測(cè)井解釋油層底界海拔為-2 839.2 m,兩者并不矛盾。經(jīng)過(guò)地質(zhì)對(duì)比、測(cè)壓資料綜合分析表明，儲(chǔ)層也可能連通,考慮因素如下：①Ⅰ-3油組砂體GR曲線(xiàn)形態(tài)相似,可認(rèn)為同期沉積砂體；②5井Ⅰ-3油組油層壓力點(diǎn)回歸密度為0.739 g/cm3,與2井Ⅰ-3油組-2 758 m取樣PVT密度(0.744 g/cm)接近,油線(xiàn)選擇合理；③)1井Ⅰ-3油組含油水層壓力點(diǎn)回歸密度為1.004 g/cm3,接近真實(shí)地下水密度,水線(xiàn)選擇合理；④5井Ⅰ-3油組油層段回歸油水界面海拔為-2 837.2 m,與測(cè)井解釋油層底界海拔-2 839.2 m絕對(duì)誤差較小,可認(rèn)為油水界面即為測(cè)井解釋油層底界,因此與1井東三段I-3油組含油水層頂不矛盾(圖1,圖5a)。

因此,1、5井東三段Ⅰ-3油組砂體壓力系統(tǒng)可能一致,儲(chǔ)層可能連通,斷層在東三段I-3油組可能處于開(kāi)啟狀態(tài)。另外,因?yàn)閴毫︻A(yù)測(cè)油水界面與測(cè)井解釋油底差別不大,5井I-3油組油底之下儲(chǔ)量潛力小,為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),不能下推計(jì)算控制儲(chǔ)量。

地質(zhì)對(duì)比、測(cè)壓資料的綜合分析表明,1、5井沙二段頂部砂體也可能連通。一方面,儲(chǔ)層對(duì)比結(jié)果表明,1、5井沙二段頂部砂體GR曲線(xiàn)形態(tài)相似,為同期沉積砂體。另一方面,壓力資料分析表明,選取1、5井沙二段的水層點(diǎn)壓力回歸線(xiàn)為水線(xiàn),與沙二段油線(xiàn)相交得到的油水界面與1井沙二段測(cè)井解釋油水界面(海拔為-3 061.5 m)絕對(duì)誤差很小,壓力資料的精度較高(圖1,圖5b)。雖然兩個(gè)井區(qū)被一條斷層所隔開(kāi),但儲(chǔ)層可能連通,壓力系統(tǒng)一致,由此可以判斷1、5井之間的斷層在沙二段可能處于開(kāi)啟狀態(tài)。5井測(cè)井解釋的油底海拔為-3 053.4 m,離油水界面有8.1 m,儲(chǔ)量潛力較大,可計(jì)算為控制級(jí)別。由此,測(cè)壓資料不僅反映了儲(chǔ)層的連通性、斷層的封閉性,而且在儲(chǔ)量風(fēng)險(xiǎn)和潛力的研究中也得到了很好的應(yīng)用，從而輔助了多井油藏評(píng)價(jià)。

5 輔助地層劃分

圖5 XX34-9油田1、5井東三段和沙二段壓力分析

在油藏評(píng)價(jià)中，測(cè)壓資料常用來(lái)輔助油組劃分和油藏單元的劃分，但對(duì)地層層序劃分的輔助研究較少。本文嘗試從成藏動(dòng)力學(xué)的角度，利用壓力資料輔助研究區(qū)地層劃分。

地層劃分的依據(jù)有古生物分析、地震解釋、測(cè)井旋回對(duì)比、巖性組合等因素。6井位于油田南區(qū)塊大斷層的上升盤(pán),地層劃分困難：一方面,6井古生物分析資料缺少,僅在海拔-2 648 m左右發(fā)現(xiàn)了沙一段標(biāo)志性化石多刺甲藻屬和小繁棒藻,且未對(duì)古生物分析的巖屑進(jìn)行歸位,僅憑古生物分析資料難以對(duì)6井地層進(jìn)行準(zhǔn)確劃分；另一方面,該區(qū)古近系地震資料品質(zhì)很差,地震同相軸雜亂,分辨率低,難以通過(guò)地震資料進(jìn)行地層追蹤解釋。

選取1井為標(biāo)準(zhǔn)井,以測(cè)井曲線(xiàn)的旋回對(duì)比為主要依據(jù),結(jié)合巖性組合特征對(duì)6井地層進(jìn)行了初步劃分(圖2)。通過(guò)與鄰井的對(duì)比發(fā)現(xiàn),6井東三段和沙一二段分屬于不同的旋回,且各自頂部均有一套分布穩(wěn)定的泥巖標(biāo)志層,之下為砂泥互層沉積。另外,在1井海拔-2 970～-2 985 m沙一段處存在“刺刀狀鈣尖”,以刺刀形狀的低伽馬和高電阻為測(cè)井響應(yīng)特征,巖性成分含鈣質(zhì),而在6井沙一段海拔-2 610 m處也發(fā)現(xiàn)了“刺刀狀鈣尖”,驗(yàn)證了上述分層的合理性。在6井地層初步劃分的基礎(chǔ)上,本次也利用壓力資料驗(yàn)證了分層的合理性。

前人指出,成藏流體動(dòng)力系統(tǒng)是由固體格架和其中的流體組成的一個(gè)統(tǒng)一整體,它具有特定的功能和相對(duì)穩(wěn)定的邊界,其中的流體構(gòu)成一個(gè)流動(dòng)單元,受控于一個(gè)統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)[11-13]。本區(qū)塊東三段和沙一二段屬于不同的儲(chǔ)蓋組合,具有相對(duì)獨(dú)立的地層壓力系統(tǒng)。1、5井測(cè)壓資料分析表明,東三段和沙一二段的油層壓力點(diǎn)擬合線(xiàn)雖然基本平行,但有所偏離(圖6a)。6井測(cè)壓資料分析發(fā)現(xiàn)東三段和沙一二段的油層壓力點(diǎn)擬合線(xiàn)也具有類(lèi)似1、5井的特征,即擬合線(xiàn)雖然基本平行,但有所偏離,說(shuō)明6井關(guān)于東三段和沙一二段的地層劃分是較為合理的(圖6b)。

圖6 XX34-9油田1、5、6井東三段和沙一二段壓力分析

6 結(jié)論

(1)對(duì)電纜測(cè)壓資料的適用性進(jìn)行了分析,并利用電纜測(cè)壓資料確定了有效厚度下限,劃分了壓力系統(tǒng),預(yù)測(cè)了儲(chǔ)層連通性,并且輔助驗(yàn)證了地層劃分的合理性,為儲(chǔ)量研究奠定了基礎(chǔ)。

(2)海上油田勘探成本高,探井稀疏,電纜地層測(cè)試在渤海復(fù)雜斷塊油田的地質(zhì)油藏評(píng)價(jià)中起了重要作用。

[1] 張國(guó)強(qiáng). 電纜地層測(cè)試取樣模式研究[J].測(cè)井技術(shù),2011,35(3)：292-295.

[2] 余強(qiáng),劉樹(shù)鞏,劉書(shū)民,等. 鉆井中途油氣層測(cè)試儀(ERCT)及其在渤海油田的應(yīng)用[J].石油儀器，2011,25(6)：23-25.

[3] 曹軍,穆朋飛,郝仲田,等. 渤海油田儲(chǔ)層測(cè)壓作業(yè)方法研究[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2014,25(3):11-14.

[4] 羅興平,王燕,陳忠強(qiáng),等. 電纜地層測(cè)試技術(shù)的測(cè)前設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù),2004,19(3)：18-20.

[5] 匡立春. 電纜地層測(cè)試技術(shù)在準(zhǔn)噶爾盆地油氣勘探中的應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),2002,26(3)：229-232.

[6] 趙春明,王少鵬,劉維永,等. FMT壓力分析在渤海J25-1油田儲(chǔ)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田,2009,16(6)：85-87.

[7] 徐錦繡,呂洪志,崔云江. 渤海地區(qū)電纜地層測(cè)試應(yīng)用效果分析[J].中國(guó)海上油氣,2008,20(2)：106-110.

[8] 孫風(fēng)濤,田曉平,張?jiān)? 壓力資料預(yù)測(cè)油水界面精度分析[J].石油地質(zhì)與工程,2010,24(2)：77-78.

[9] 王昌學(xué),曹文利,王向榮. 電纜地層測(cè)試壓力梯度的計(jì)算與應(yīng)用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2008,35(4)：476-481.

[10] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局. 海上石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范：DZ/T0252-2013[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013：5-6.

[11] 吳孔友,查明,王緒龍,等. 準(zhǔn)噶爾盆地成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)劃分[J].地質(zhì)評(píng)論,2007,53(1)：75-81.

[12] 田世澄,陳建渝,張樹(shù)林,等. 論成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)[J].中國(guó)石油勘探,1996,1(1)：31-34.

[13] 吳曉智,李策. 準(zhǔn)噶爾盆地莫索灣地區(qū)異常地層壓力與油氣聚集[J].新疆石油地質(zhì),1994,15(3)：208-213.

編輯：王金旗

1673-8217(2016)06-0095-05

2015-06-21

劉文超，工程師，碩士，1987年生，2012年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，從事油氣儲(chǔ)量評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究工作。

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“渤海海域大中型油氣田地質(zhì)特征”部分研究成果(2011ZX05023-006-002)。

TE16

A