基于FLAIR技術識別儲層流體

吳昊晟

(中法渤海地質服務有限公司，天津 300452)

郭明宇，劉坤

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

趙澄圣，鄧貴柏

(武漢時代地智科技股份有限公司，湖北 武漢 430000)

1 FLAIR技術的特點及解釋方法

圖1 改進的皮克斯勒模版

1.1 改進的皮克斯勒法及解釋模版

20世紀60年代，皮克斯勒在烴比值數據統計分析的基礎上建立了皮克斯勒圖板，國內利用已減去背景值的C1～C5計算烴比值，建立半對數圖版，并劃分為4個區(qū)域[1～4]。

表1 改進的皮克斯勒模版流體判別臨界值表

1.2 全烴-流體類型模版法及解釋模版

φ(TG)=φ(C1)+2φ(C2)+3φ(C3)+4φ(iC4+nC4)+

5φ(iC5+nC5)+6φ(nC6)+7φ(nC7)+8φ(nC8)

(1)

圖2 LZ凹陷φ(TG)-FT模版

式中：φ(TG)為全烴體積分數，10-6；FT為流體類型，無量綱；φ(C1)～φ(C8)為相應烴類的體積分數，10-6;i和n分別代表異構烷烴和正構烷烴。

以φ(TG)為縱坐標、FT為橫坐標，采用雙對數建立全烴-流體類型模版。根據研究區(qū)FLAIR檢測數據計算φ(TG)和FT并繪制交匯點，結合測井、測試及實際生產結論劃分出油、氣、水層等區(qū)域界限(圖2)。

1.3 流體指數法及解釋模版

1.3.1衍生參數

1)油指數(Io)。儲集層的含油情況主要取決于烴組分中的液態(tài)烴含量，液態(tài)烴含量越高，表明儲層含油豐度越高。在標準壓力和常溫下，含有1～4個碳原子的烷烴呈氣態(tài)，含有5～15個碳原子的烷烴呈液態(tài)[4]。因此，選擇對油氣反應敏感的參數Io反映儲層的含油豐度，其計算公式為：

2)氣指數(Ig)。天然氣是以烴類氣體為主的混合氣體，主要成分為甲烷，其次為乙烷、丙烷和丁烷，除此之外還含有少量CO2、CO、H2S等。通常以甲烷的含量來表征儲層的含氣豐度，定義Ig計算公式為：

3)水指數(Iw)。儲集層內含水分為儲集層為純水層和含油儲集層遭受徹底改造的水層2種情況。純水層成分單一，Io低，同時烴類組分苯類含量也較低，在油氣水指數模版上表現為Io曲線在儲集層內相對于上部地層無明顯變化或者數值接近于0。改造后的水層，其孔隙中原有的油氣會被水洗置換，孔隙空間主要被水和少量烴類溶解氣充填。由于氣體組分中苯和甲苯比正己烷、正庚烷和甲基環(huán)己烷組分更具有親水性特征，因此，改造前后儲集層中的苯和甲苯所占氣體比例會出現明顯差異，該差異能較好地指示儲層的含水狀況。選用苯和甲苯占所有氣體組分的比值作為反映儲層含水情況的參數指標，稱作水指數。在計算過程中，首先要對nC6進行校正，以便于與nC7同級數比較。校正系數(a)受油源、油質影響較大，因此需參考鄰井試油的FLAIR檢測資料，a計算公式為：

式中：m為針對某儲層的常數，取值為該儲層的有效厚度，無量綱。

將式(5)中求得的a代入Iw計算公式，即可得到Iw：

1.3.2建立模版

選擇Ig、Io、Iw共3個衍生參數，在一個圖形欄內成圖。根據3條曲線的在剖面縱向上的變化趨勢和參數范圍，參考地質錄井的巖性、含油性(熒光顯示)情況，在數據分析與統計的基礎上，根據試油及測試結論建立油氣水指數的流體識別模版(圖3)。根據3條曲線的特征及其變化趨勢可以判斷儲層的油氣水性質：①氣層表現為Ig高值(一般Ig>95%)、φ(TG)高值、無熒光顯示、烴組分以甲烷為主，少量乙烷和丙烷；②油層熒光顯示好，Ig和Io兩者對頂形成交叉狀，同時Iw降低；③含油水層有熒光顯示，與油層相比較φ(TG)明顯降低，Ig降低的同時伴隨Io略微抬升，但兩者未形成交叉，且Iw小于2.0，Io大于20；④水層的Iw顯著抬升，Ig明顯比含油水層降低，Io變化不大，若同時伴隨出現nC6、nC7和C7H14等含量明顯降低，則表現為純水層。

圖3 流體指數解釋模版

2 應用實例及效果

表2 K1井FLAIR氣體數據及烴比值表

圖4 K1井在改進的皮克斯勒模版上的投點

在改進的皮克斯勒模版(圖4)中標記出2層(2113～2115m井段和2118～2122m井段)的5個烴比值，分層將5個點連成線，可以看出，2層均落在圖版的油層區(qū)域，圖版解釋為油層。該井投產前對以上2層合層試油，日產油46.6m3，日產氣733m3，試油結論為油層，圖版解釋與實際情況符合。

J3井位于LZ凹陷，在3125～3144m井段錄井見熒光顯示，巖性為細砂巖。FLAIR氣測數據顯示齊全(表3)。

表3 J3井FLAIR氣體組分特征

圖5 J3井在φ(TG)-FT模版投點

該層氣體檢測數據反映烴類各組分仍以輕烴C1～C2為主，其次為C3，而C4～C5含量較少，C6及以上組分微量，此外還有少量C7H8及C7H14。該層計算φ(TG)較低，僅為2099×10-6，FT為1.06。模版上投影落入水(干)層區(qū)域(圖5)，該層試油無油流，圖版解釋與試油結論符合。

XX井在2150～2190m井段的FLAIR檢測烴類組分數據如圖6所示，其中各烴組分體積分數在解釋的1、2、3號層有明顯增高，在對應儲層位置表現為Ig下降，同時伴隨Io顯著抬升，且兩者對頂形成交叉；根據鄰井檢測數據計算該井a=0.35，從而得到Iw曲線，可以看出在2150m處Iw高達10，而在2156～2187m井段Iw呈現下降，反映出明顯的油層特征，因此1、2、3號層均判斷為油層。

后期該井3號層試油，油嘴放噴日產油398.9m3，并伴隨產出3972m3/d的氣量，證實該層為油層，圖版解釋與測試結果符合。

圖6 XX井流體指數解釋

3 結論與認識

1)FLAIR提供的實時曲線對于發(fā)現油氣顯示起到了重要作用，通過其組分信息計算衍生參數，直觀表征儲層流體類型，改進模版，為現場快速準確判斷油氣提供了可靠保障。

2)研究發(fā)現，不同凹陷、不同構造的全烴-流體類型模版上，油氣水區(qū)域的界限位置存在一定差異。因此，應分別對不同區(qū)域進行數據分析及界限位置劃定，得出各自的解釋模型。

3)模版的制定以統計數據為基礎，而數據統計的人為因素較強，存在數據是否全面、是否精準、是否具有代表性等問題。因此，還需參考其他傳統錄井資料加以佐證。

4)隨著FLAIR資料的不斷豐富，應實時各修正解釋方法的閾值范圍以及各解釋模版的參數界限，不斷提高油氣水層的解釋符合率。