涪陵二期某區塊頁巖氣井氣測校正方法

王蔭良 (中國石化江漢石油工程有限公司測錄井公司，湖北 潛江 433123)

1 氣測特征異常現象

涪陵頁巖氣田已開發多年，目前已積累了數百口氣測錄井資料[1～3]。通過大量的數據對比發現，在涪陵一期主體箱狀背斜構造穩定區內所鉆井大多為高產井，巖心實驗室分析和測錄井測試等資料解釋均呈現出高壓、高產、高孔隙的良好頁巖氣儲層特征[4～12]，目的層水平段氣測全烴體積分數φ(TG)平均值普遍達15%左右，氣測顯示的分異性不明顯。而在二期產建區域，受頁巖儲層自身品質及保存條件差異較大的客觀因素影響，高、中、低產井均較為常見，氣測錄井資料顯示主力目的層段平均氣測φ(TG)從5%～18%，區間跨度較大，分異性明顯。理論上由于氣測錄井是連續監測的，且被鉆頭破碎的頁巖會釋放出幾乎所有的游離氣和部分吸附氣，在單井鉆探過程中，在其他因素不變的情況下，縱向上具備較好的可對比性，對于識別有利頁巖層段有較強的指示作用。但精細對比研究后發現，普遍存在氣測顯示與儲層品質不匹配現象。例如涪陵二期某區塊焦頁184平臺某井3743～3929m井段測井解釋含氣飽和度為64.2%、孔隙度為4.7%、總有機碳質量分數w(TOC)為4.5%，綜合評定為Ⅰ類的頁巖氣儲層井段，氣測顯示φ(TG)為9.6%；而含氣飽和度為56.2%、孔隙度為4.0%、w(TOC)為3.3%，綜合評定為Ⅱ類的頁巖氣儲層井段，氣測顯示φ(TG)為10.8%；高于上述Ⅰ類頁巖氣儲層井段，即表現出高氣測全烴體積分數差品質、低氣測φ(TG)好品質的倒轉現象。同時，通過該區塊不同井目的層段氣測φ(TG)平均值與各測試產量的對應性(見表1)看，存在部分氣測顯示相似的井，測試產量卻相差極大，甚至出現測試產量明顯增加，氣測φ(TG)卻降低的逆向變化。

表1 單井氣測全烴體積分數與產量對比

2 氣測影響因素分析

根據氣測錄井原理，對氣測顯示值造成影響的因素較多[13～15],如鉆頭尺寸、轉盤轉速、鉆壓、鉆井液密度及黏度、儀器脫氣效率等均會影響氣測φ(TG)的大小。分析認為，上述因素的共同作用使涪陵二期某區塊氣測φ(TG)無法真實體現地質體本身的品質差異，造成單井連續剖面可對比性差。

筆者對該區塊氣測數據進行了大量統計，以鉆頭尺寸相同、目的層位一致的井作為研究對象，同時規避異常工況、異常設備所記錄的氣測φ(TG)，選取了鉆壓、泵速、轉盤轉速、鉆井液密度及鉆井液黏度等可量化的十余項影響因素，開展了單因素回歸，分析得出鉆時(t)、鉆井液排量(Q)、鉆井液密度(ρ)和鉆井液漏斗黏度(μ)4項因素與氣測φ(TG)具有相對較強的相關性(見圖1)，因此在建立上述4項因素基準值的前提下明確其偏差量，再通過建立校正公式求取氣測φ(TG)。

3 氣測校正模型

根據涪陵二期某區塊現有的20余口井的鉆探資料進行統計，得到目的層平均鉆時為8min/m，平均鉆井液密度為1.7g/cm3，平均鉆井液漏斗黏度為76s，平均鉆井液排量為25L/s，以上述4項因素的平均值為基準值，同時為明確各因素對氣測全烴體積分數的影響程度，開展多元數理統計分析(見圖2)，其中自變量X1為鉆時，X2為鉆井液密度，X3為鉆井液漏斗黏度，X4為鉆井液排量，因變量Y為氣測φ(TG)。從分析結果來看，相關系數為0.677，表明自變量與因變量具有一定程度的相關性，F顯著性統計量P值為0.073，說明該回歸方程回歸效果較為顯著，各因變量t統計量的P值從X1到X4依次升高，且X1和X2的P值分別為0.065和0.070，均小于0.1，說明其顯著性水平較高，即φ(TG)與鉆時和鉆井液密度相關性較高，與鉆井液漏斗黏度其次，與鉆井液排量相關性最差。由于鉆時和鉆井液密度的P值均小于0.1，鉆井液漏斗黏度的P值為0.197(大于0.1小于0.2)，鉆井液排量的P值為0.331(大于0.2小于0.4)，表現出明顯的極差現象。因此，以鉆時和鉆井液密度作為影響氣測φ(TG)的Ⅰ級主控因素，鉆井液漏斗黏度作為Ⅱ級主控因素，鉆井液排量作為Ⅲ級主控因素，建立氣測φ(TG)校正模型：

(1)

式中：φ(TG)c、φ(TG)0分別為校正氣測全烴體積分數及原始氣測全烴體積分數，%。

4 模型檢驗

以式(1)建立的校正模型為基礎，隨機選取該區塊數口井開展氣測φ(TG)校正，并與氣測φ(TG) 進行對比，結果如圖3所示。

可以看出，φ(TG)c整體與測試產量關系更為一致，測試產量相差大的井，φ(TG)c相差也較大，區分度較為明顯。如188-cHF井、182-fHF井、184-bHF井的φ(TG)0差距不大而測試產量相差較大，說明這幾口井的原始氣測全烴體積分數受外部因素影響較大，無法真實反映地層屬性；191-aHF井、191-bHF井校正前、后氣測φ(TG)變化不大，反映出其氣測φ(TG)低并非是外部工程因素造成，而是其本身地質品質或保存條件較差導致。

5 應用

通過對目前搜集的涪陵二期某區塊已鉆井的氣測φ(TG)進行校正，建立了該區的氣測顯示分布圖(見圖4)，可以看出，整個氣測高值區沿背斜脊線富集，向兩翼變差，其原因主要是該區為一個典型的狹長斷背斜，背斜構造高部位更易于頁巖氣儲層的內部運移成藏，且沿脊線裂縫較為發育，更易于釋放產能，同時遠離區域性斷層，保存條件也更佳；氣測φ(TG)在核部高部位向兩翼變差速率明顯快于低部位。

現階段已測試井產量呈現出沿背斜中軸線整體較高，兩側整體較低的現象，尤其是190、191平臺井區多為低產井，產量規律分布表現與圖4的分布規律極為接近，說明校正后的氣測φ(TG)在一定程度上可以較好地揭示所鉆目的層的品質，對全區優質目的層的平面分布位置也有較好的指示作用，同時對測試產能也起到了一定程度的預估作用。

6 結論

1)涪陵頁巖氣田普遍存在氣測φ(TG)無法真實反映儲層品質的現象，尤其涪陵二期產建區地質品質差異及產能差異相對較大，使得上述現象更為明顯。

2)通過多元數理統計分析，明確了影響研究區氣測φ(TG)的4項主控因素分別為鉆時、鉆井液密度、鉆井液黏度和鉆井液排量，建立了該區的氣測φ(TG)校正模型。

3)經校正后的氣測φ(TG)分布規律，與產能測試結果較為一致，較好地揭示了該區頁巖氣富集特征及鉆探目的層的儲層品質。