高清多邊界電阻率反演技術在南海東部巖性油藏開發(fā)中的應用

萬 鈞

高清多邊界電阻率反演技術在南海東部巖性油藏開發(fā)中的應用

萬 鈞

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067）

南海東部M巖性油藏的砂體厚度變化大，夾層分布的規(guī)律性差。在該油藏的水平井開發(fā)項目中，選用了PeriScope HD工具提供的高清多邊界電阻率反演探邊技術來指導水平井的地質導向施工。多口井的實鉆結果顯示，該技術能夠實時識別非均質儲層中砂體的疊置關系、砂體和夾層的空間展布形態(tài)以及構造傾角變化，軌跡得以按照要求精確控制，保證了地質油藏目標的實現，說明該技術在復雜巖性油藏的開發(fā)中起著關鍵的作用。

高清多邊界電阻率反演；巖性油藏；地質導向；砂體展布形態(tài)

巖性油氣藏已成為我國各類油氣盆地增儲上產的重要領域[1]，在珠江口盆地也存在巨大的潛力，至今已發(fā)現了多個商業(yè)性或潛在商業(yè)性的巖性油氣藏[2]，主要存在于新生代以來的陸相沉積、古三角洲沉積、重力流沉積和碳酸鹽巖沉積環(huán)境中。古珠江和韓江三角洲沉積范圍是盆地內巖性油氣藏發(fā)育的主要區(qū)帶，而且頻繁的海（湖）平面升降導致縱向上多期次巖性圈閉疊置分布，由此使得珠江口盆地內巖性油氣藏儲層特征比較復雜，整體表現為小、散、薄，連通性較差，橫向物性變化快，非均質性較強，砂體與不規(guī)則的鈣質和泥質夾層互層。上述特征在南海東部某油田M巖性油藏中體現的比較典型，本文針對M油藏水平井開發(fā)過程中儲層描述和地質導向時存在的具體問題，提出了基于高清多邊界電阻率反演技術的解決方案。基于此方案，儲層描述精度得以有效提高，可準確識別砂體形態(tài)及其尖滅點，不僅保證了水平段中有效儲層的鉆遇率，而且通過儲量更新和相關鉆采工藝的對應優(yōu)化使得巖性油藏的開發(fā)效率得以最大化，同時希望該方案可為珠江口盆地內相似巖性油氣藏的精準開發(fā)提供指導。

1 M油藏特征

該油田內共發(fā)育13個油藏，分布于新近系中新統(tǒng)珠江組和古近系漸新統(tǒng)珠海組，各自形成獨立的油水系統(tǒng)。多數油藏為背斜構造自圈，主力油藏M在構造主體部位受構造控制，在構造東部和東南部受巖性控制。M層厚約2.0～17.3 m，油層有效厚度1.4～10.8 m，測井解釋平均孔隙度為19.4%，滲透率為515.8 mD， 總體上屬于中孔、高滲透率儲集層。該層在油田主體部位物性變化不大，局部含鈣質夾層及泥質紋層，滲透性砂巖向東南方向逐漸減薄，呈現上傾尖滅的趨勢，儲層非均質程度較強。

油區(qū)沉積相帶歸屬古珠江三角洲前緣—東沙隆起濱岸沉積體系，處于河流、波浪、潮流3種地質應力交互區(qū)。受3種水動力作用的影響，砂體發(fā)育特征比較復雜。M層砂體主要由兩期沉積砂體進積疊置而成：第I期沉積以水下分流河道沉積為主，單期河道難以區(qū)分，主要為河道復合體；伴隨著沉積物源的不斷供給，以及沉積基準面的相對上升，第II期沉積開始在水下分流河道末端發(fā)育多期河口壩沉積。

2 開發(fā)目標和地質導向難點

M層的開發(fā)項目始于2014年，包括17口水平井，水平段長度約400~800 m。在這個上傾尖滅型巖性油藏中，鄰井對比顯示儲層的橫向和縱向非均質性較強，砂體厚度變化較大（0.5~5.6 m），井間儲層特征比較復雜。水下分流河道和河口壩沉積過渡帶砂體的多期疊置導致砂體空間展布特征復雜，存在砂體相對孤立、連通性差的可能性，而且泥質和鈣質夾層的厚度及其分布的規(guī)律性較差。

在水平井的地質導向過程中，必須精確控制軌跡追蹤不規(guī)則發(fā)育的砂體，溝通孤立的多套砂體，盡力避開泥質和鈣質夾層，這樣才能為油藏的高效開發(fā)奠定基礎。由此可以看出，高效地質導向的基礎是盡可能精確的儲層特征描述。當前，巖性油氣藏中儲層描述的核心技術是高分辨率三維地震解釋和反演技術、高精度層序地層學分析技術以及包括成像和核磁共振等項目的常規(guī)測井技術[3]。該油田內，在約束井有限的情況下，受地震和層序地層學資料的分辨率以及常規(guī)測井數據探測深度的限制，井間儲層形態(tài)、內幕特征、構造傾角及砂體尖滅點的識別和預測精度還不能滿足油氣藏開發(fā)的要求。因此，為了高效完成開發(fā)目標，必須選擇有針對性的技術及策略來實現實時精細油藏描述，才能提高地質導向效率，再綜合其他鉆采配套技術，在保證地層壓力充足的情況下盡力挖潛剩余油，才能將其開發(fā)效率提至最大化。

3 合理的地質導向技術及策略

針對M油藏水平井地質導向目標和難點，為提高地質導向效率，必須在實時儲層描述的精度和軌跡控制的準度兩個方面取得突破。實時儲層描述要能夠識別非均質儲層中砂體的疊置關系、砂體和夾層的空間展布形態(tài)、內幕流體特征及其尖滅點，以及構造傾角變化。根據儲層描述結果，可以主動的調整軌跡追蹤不規(guī)則發(fā)育的砂體，溝通孤立的多套砂體，盡力避開泥質和鈣質夾層（圖1），從而增加泄油面積和提高采收率，此外也可以使得軌跡盡可能平滑，從而降低工程風險和提供鉆井效率。

圖1 地質導向策略示意圖

針對本項目水平井開發(fā)的要求和難點，決策團隊通過比較和分析，決定選用斯倫貝謝公司PeriScope HD工具提供的隨鉆高清多邊界電阻率探邊技術來指導開發(fā)水平井的地質導向施工。PeriScope HD工具可提供伽馬和常規(guī)電阻率測量，而且通過兩個傾斜接收線圈可提供方向性測量數據，利用蒙特卡洛算法處理常規(guī)電阻率數據和方向性測量數據來反演地下地層模型。該反演是隨機的電阻率反演，無需用戶設定地層層數、厚度、電阻率值、傾角和各向異性等參數[4]，每2 s將分析數萬個模型并進行統(tǒng)計，最終提供描述地層模型的多個要素：地層層數、各層厚度及層內的電阻率分布特征、地層傾角等。高清多邊界電阻率反演可探測井筒周圍20 ft范圍內的地層電阻率變化，其探測深度與邊界兩側電阻率差異成正比。該技術在全球范圍的成功應用證實其在多邊界復雜儲層描述方面的有效性，可通過遠距離識別復雜環(huán)境中的儲層特征來優(yōu)化地質導向效率。

該項目也同時選用多功能隨鉆地層評價工具EcoScope提供常規(guī)的伽馬、電阻率、密度和中子孔隙度等參數來評價儲層物性。綜合兩條工具提供的實時數據，可有效地描述井筒周圍20 ft范圍內砂體空間展布形態(tài)、流體分布特征和構造傾角等信息，為本區(qū)地質導向效率的優(yōu)化提供關鍵的支持。

4 實例分析

在鉆前分析階段，根據鄰井資料模擬了目標儲層中PeriScope HD多邊界探測技術的適用性和可行性。模擬結果達到預期效果，由此預測該技術在實鉆過程中能有針對性地精細描述目標儲層，高效指導地質導向實時決策過程。模擬結果顯示，針對鄰井揭示的復雜儲層，多邊界探測技術可同時反演出多個關鍵界面（4~5），而且可顯示多層（>3）內的電阻率分布特征，探測深度最遠達15 ft，由此也可說明多邊界探測技術有助于遠距離探測和識別不連續(xù)、孤立砂體。

在應用PeriScope HD的第一口水平井中，當軌跡進入鈣質層下方的泥質砂巖層中后，多邊界探測技術在縱向上同時反演出4個邊界和5個薄層，確認在當前泥質砂巖下存在1 m厚的泥巖層和較厚的高阻層。據此決定緩慢下探進入反演出的高阻層，確認該高阻層是優(yōu)質砂巖儲層之后，平穩(wěn)著陸于其中。之后在該優(yōu)質儲層內完成近400 m進尺，滿足地質油藏要求（圖2）。在該井中，PeriScope HD遠距離確認了優(yōu)質儲層厚度在橫向上存在變化，而且物性在縱向上存在非均質性，實鉆過程中通過精細調整井斜分別靠近優(yōu)質儲層的頂底界面驗證了該非均質性。該井初產油量達2 300桶/天，超出設計15%。

基于該技術在第一口井的成功應用，該油藏高效開發(fā)的序幕由此拉開。在后續(xù)的多口水平井中，針對同一儲層開發(fā)中的不同難點和挑戰(zhàn)，PeriScope HD多邊界探測技術均有效應對、加以控制，保證了該開發(fā)項目的高效、順利實施。

圖2 基于多邊界探邊反演的水平井地質導向模型圖

5 結束語

PeriScope HD提供的高清多邊界探測技術展現的遠距離識別巖性油藏中薄互層復雜儲層特征的優(yōu)勢，可用于有效優(yōu)化地質導向效率并降低鉆井相關風險。此外，該技術提供的信息也有助于細化地質油藏模型和深化對儲層的認識，據此指導深入開發(fā)計劃的制定。

［1］陶士振，袁選俊，侯連華，等. 中國巖性油氣藏區(qū)帶類型、地質特征與勘探領域[J]. 石油勘探與開發(fā)，2016，43（6）： 863-872．

［2］丁琳，杜家元，張向濤，等．珠江口盆地巖性油氣藏類型及形成條件——以惠西南地區(qū)中新統(tǒng)珠江組為例[J]. 海相油氣地質，2017，22（2）：67-72.

［3］王西文，劉全新，呂煥通，等．儲集層預測技術在巖性油氣藏勘探開發(fā)中的應用[J]. 石油勘探與開發(fā)，2006，33（2）：189-193．

［4］Al-Ajmi S A, Pattnaik C , Al-Dawood A E,et al. Geosteering through Challenging Fractured Limestone Reservoir becomes Achievable Utilizing High Definition Multi-layer Boundary Mapping Service – A Case Study from a Deep Gas Reservoir[C]. SPE Kuwait Oil and Gas Show and Conference, 2015.

Application of High-definition Multilayer Resistivity Inversion Technology for Lithological Reservoir Development in Eastern South China Sea

（CNOOC Shenzhen Branch, Guangdong Shenzhen 518067, China）

In Eastern South China Sea, lithological reservoir M consists of sand zones with variable thickness and interbeds irregular distribution. During the development of project with the horizontal wells, PeriScope HD tool was employed to provide the high-definition multilayer resistivity inversion technology. This stochastic inversion can help optimize the geosteering efficiency. The actual drilling results indicated the value of this technology with the ability to remotely identify the superposition of the multi-phase heterogeneous sand bodies, the distribution of sand body and interbeds, as well as the structural dip. Accordingly, the horizontal trajectories were precisely controlledaccording to requirements to efficiently achieve the geological and reservoir objectives of this project. Therefore, this technology is critical and valuable for the successful development of complex lithological reservoirs.

high-definition multilayer resistivity inversion; lithological reservoir; geosteering; distribution of sand body

2020-01-19

萬鈞（1984-），男，工程師，碩士，江西新余人，2008年畢業(yè)于中國石油大學（華東），現從事油氣田開發(fā)地質研究工作。

TE321

A

1004-0935（2020）05-0588-03