田東油田中孔滲儲層測井解釋方法研究與應用

馬成明 盧艷 韋仁釗

摘 要 本文針對田東油田以往測井解釋有效厚度物性和電性下限確定方法單一、油水層識別標準和滲透率及泥質(zhì)含量確定無模型、孔隙度和飽和度計算誤差較大等多年測井解釋問題，利用豐富的取芯、不同時期不同測井系列和試油及動態(tài)等資料，通過對儲層巖性、物性、含油性以及電性的“四性”關(guān)系深入研究，發(fā)展和建立了有效厚度物性和電性下限、油水層識別標準、儲層參數(shù)等圖版或計算模型，形成了適合田東油田中孔滲儲層的測井解釋方法，應用其解釋方法使有效厚度物性、電性、油水層識別精度分別達到95%、97%和92%以上，孔隙度、滲透率等儲層解釋參數(shù)平均相對誤差小于7.8%以下，為田東油田那讀組綜合調(diào)整及擴邊方案編制提供了依據(jù)和油田可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān) 鍵 詞：百色盆地;中孔滲儲層;有效厚度下限;油水層解釋標準;儲層參數(shù)解釋

Abstract： In tiandong oil field before logging interpretation effective thickness properties and electrical floor single， oil and water layer identification method for determining standard and the permeability， porosity and shale content determine model and years of log interpretation problems such as saturation calculation error is bigger， use abundant core， logging series at different time points and test and dynamic data， Through the in-depth study of the "four properties" relationship of reservoir lithology， physical property， oil-bearing property and electrical property， the chart or calculation model of physical property and electrical property lower limit of effective thickness， oil-water layer identification standard， reservoir parameters and so on are developed and established， and the logging interpretation method suitable for medium porosity and permeability reservoir in Tiandong Oilfield is formed. Its interpretation method makes the effective thickness， electrical property， oil and water layer identification accuracy above 95%， 97% and 92% respectively， porosity and permeability reservoir interpretation parameters such as average relative error is less than 7.8% the following， in tiandong oil field that read a set of comprehensive adjustment and provide a basis for the extension project establishment and oilfield sustainable development laid a solid foundation.

Key words： Baise Basin; Medium porosity and permeability reservoir; Lower effective thickness limit; Oil and water reservoir interpretation standard; Interpretation of reservoir parameters

0 引言

田東油田那讀組構(gòu)造位置屬百色盆地田東坳陷北部斷階帶高臺階中段，是在第三系地層單斜背景上砂巖沿上傾受巖性圈閉和斷層切割而形成的復雜斷塊油藏，為中孔滲儲層[1]。油藏從早期七-八十年代探評井應用傳統(tǒng)的橫向測井系列，到九十年代探井和開發(fā)井應用JD581測井系列，到二十世紀開發(fā)井應用SDZ-300、SKD3000B、SKC-9800測井系列。油藏不斷應用各類鉆井及取芯資料，分別于1986年、1999年、2016年和2019年共4次研究了油水層測井解釋方法。本文針對以往測井解釋存在的不系統(tǒng)、精度比較低等問題，應用現(xiàn)代測井解釋先進技術(shù)，建立了測井解釋技術(shù)流程。通過對儲層“四性”關(guān)系的研究，確定了儲層巖性、物性、含油性和電性下限。采用經(jīng)驗統(tǒng)計法、含油產(chǎn)狀法及試油法確定了有效厚度物性下限。在物性標準確定的基礎(chǔ)上，優(yōu)選敏感測井曲線重新建立了儲層有效厚度電性標準和油水層識別圖版。完善了有效孔隙度、空氣滲透率、泥質(zhì)含量和原始含油飽和度等儲層參數(shù)解釋方法及計算模型，并結(jié)合動態(tài)資料驗證，不斷完善測井解釋方法，有效提高了測井參數(shù)解釋精度，為那讀組油藏油水分布奠定了基礎(chǔ)，測井解釋方法對類似油藏測井解釋具有重要指導作用和借鑒意義。

1 儲層“四性”關(guān)系研究

儲層“四性”關(guān)系是指巖性、物性、含油性與電性之間的關(guān)系。利用測井資料研究儲層時，儲層的“四性”關(guān)系研究是基礎(chǔ)，它即是識別儲層流體性質(zhì)的前提，也是建立儲層有效厚度標準及有效孔隙度等參數(shù)解釋的依據(jù)。研究“四性”關(guān)系的目的是確定儲層的巖性、物性、含油性和電性下限，并為儲層有效厚度劃分標準的建立和有效孔隙度、原始含油飽和度等參數(shù)的確定奠定基礎(chǔ)[2][3]。

1.1 巖性、物性與含油性關(guān)系

儲層的巖性、物性與含油性關(guān)系研究主要通過鉆井取心資料獲得巖性特征，既是鉆井取心和巖屑錄井對巖石的顆粒大小、分選程度高低，儲層的物性特征一般是指儲層孔隙度、滲透率高低及分布等[4]。田東油田儲層巖性主要為粉砂巖、細粉砂巖、含鈣泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖;含油性主要為含油、油浸、油斑和油跡（圖1）。隨著儲層孔隙度和滲透率的增大，巖性、含油性逐漸變好。油藏總體表現(xiàn)為巖性越粗、有效孔隙度和空氣滲透率越大、含油級別越高;反之巖性越細、有效孔隙度和空氣滲透率越小、含油級別越低。可見，油層巖性、物性與含油性之間有較好的關(guān)系。

對田東油田那讀組巖心樣品物性分析資料統(tǒng)計表明，在油層有效厚度范圍內(nèi)孔隙度主要分布在14.0%-32.0%之間，平均為23.03%，滲透率主要分布在1-1700×10-3μm2之間，平均為205.6×10-3μm2，那讀組油藏為中孔中滲透儲層。

1.2 巖性、物性與含油性與電性關(guān)系

儲層的電性特征指的是儲層的測井響應特征，應用資料主要包括常規(guī)電阻率系列曲線、三孔隙度曲線、自然伽馬、自然電位和井徑以及測井新技術(shù)等。田東油田侖2-8井那讀組油層上下兩層取心為含油粉細砂巖，平均有效孔隙度為22.1%，滲透率124.5×10-3μm2。同一油層組內(nèi)的巖性、物性、含油性和電性之間的“四性”關(guān)系具有較好的一致性，即：巖性越粗、分選越好、孔隙度和滲透率越大的儲層，含油飽和度越高的儲層，電阻率越大[5]。從侖2-37井成果圖上可以看出：與上部油層比，下部水層自然電位負異常較大，電阻率較小，該層為典型水層，其“四性”關(guān)系也具有較好的對應性。通過研究區(qū)“四性”關(guān)系，搞清了各測井信息間的對應關(guān)系，為后續(xù)參數(shù)計算模型及流體識別標準的敏感信息篩選提供了依據(jù)。

2.油水層解釋標準研究

2.1 儲層有效厚度物性下限研究

油層有效厚度是指儲集層中具有產(chǎn)油能力的那部分厚度，它是正確識別油層分布狀況和準確計算石油地質(zhì)儲量的重要參數(shù)。有效厚度物性標準是指在目前生產(chǎn)工藝條件下，利用取心得到的儲層巖性、物性（有效孔隙度、空氣滲透率）和含油性（含油飽滿程度）以及試油等資料，確定儲層的有效孔隙度、空氣滲透率的下限。研究中常以試油、取心及巖心分析資料為依據(jù)，常采用試油法、含油產(chǎn)狀法、壓汞法及經(jīng)驗統(tǒng)計法綜合確定油層有效厚度物性下限[6][7]。

2.1.1 經(jīng)驗統(tǒng)計法

經(jīng)驗統(tǒng)計法是以巖心分析孔隙度和滲透率資料為基礎(chǔ)，以低孔滲段累積儲滲能力丟失占總累積的5%左右為界限的一種累積頻率統(tǒng)計法[8]。根據(jù)田東油田那讀組具有含油產(chǎn)狀的樣品分析資料，編制了有效孔隙度分布直方圖和與滲透率關(guān)系圖（圖2），由圖可以確定：有效孔隙度下限值為10.0%，空氣滲透率下限值為0.3×10-3μm2。

2.1.2 含油產(chǎn)狀法

巖心是認識地下油層的最直接的靜態(tài)資料，在田東油田河流相沉積的砂泥巖儲層中，儲層的四性關(guān)系具有較好的一致性，即巖性粗、物性好、含油性好的儲油層，儲油能力強，產(chǎn)油能力高。反之，儲油能力差，產(chǎn)油能力低。為此有效厚度巖性下限為粉砂巖、含油下限為含油砂巖。根據(jù)田東油田巖心的含油產(chǎn)狀（圖1），可以確定出：有效孔隙度下限值為11.0%，空氣滲透率下限值為0.3×10-3μm2。

2.1.3 試油法

單層試油成果是儲層物性、流體性質(zhì)以及測試技術(shù)的綜合反映，是研究儲層產(chǎn)液性質(zhì)的直接資料，將單層試油成果單因素地歸結(jié)到物性參數(shù)上就可近似確定儲油層的物性下限。應用田東油田那讀組29口井57層試油資料編制了采油強度與有效孔隙度和空氣滲透率關(guān)系曲線，在曲線上以采油強度大于零為標準，確定出：有效孔隙度下限值為14.0%，空氣滲透率下限值為1.0×10-3μm2（圖3）。

2.1.4 多種方法綜合確定

多種方法確定的物性標準是確定有效厚度下限標準的基礎(chǔ)，根據(jù)開發(fā)情況，綜合確定出孔隙度和滲透率。利用田東油田那讀組儲層29口井57層試油資料，采用試油法、經(jīng)驗統(tǒng)計法、含油產(chǎn)狀法，并綜合確定物性標準為有效孔隙度下限為14.0%， 空氣滲透率下限為1.0×10-3μm2（表1）。

2.2 儲層有效厚度電性下限研究

有效厚度電性下限是對儲量計算起到實質(zhì)作用的標準。對于未取心的評價井、開發(fā)井、取心井未取心的層段和取心井取心不完整的層段，無法用上述方法劃分巖心有效厚度 [9][10]。為了劃分這些層段的有效厚度，研究了有效厚度電性下限。

在物性下限確定的基礎(chǔ)上，利用研究區(qū)試油井共計67層資料，優(yōu)選出優(yōu)選聲波時差及深側(cè)向電阻率、自然電位曲線建立了田東油田那讀組油層有效厚度電性下限（圖4）。

對于有深側(cè)向電阻率的井，其判別標準為：

式中：Rt-深探測電阻率，Ω.m;AC-聲波時差值，us/m。

對于未測深側(cè)向電阻率的井，其判別標準為：

式中：R025-0.25米梯度電極系視電阻率，Ω.m。

由此表明：田東油田那讀組聲波時差≥260us/m時，深側(cè)向電阻率≥20.0Ω.m、0.25米梯度電極系視電阻率≥16.0Ω.m;聲波時差﹤260us/m時，其油層深側(cè)向電阻率和0.25米梯度電極系視電阻率隨聲波時差減少而增加。

2.3 油水層識別標準研究

準確識別油水層是開展儲量參數(shù)研究的基礎(chǔ)，通過“四性”關(guān)系研究成果，篩選對油水識別敏感的信息[11][12]，利用那讀組試油井67層資料，優(yōu)選出電阻率、自然電位曲線建立了田東油田那讀組儲層油水層識別標準（圖5）：

有深側(cè)向電阻率，其油水層判別標準為：

式中：GSP-自然電位相對值，mV。

對于未測深側(cè)向電阻率的井，采用如下標準判別油水層：

由此表明：田東油田那讀組深側(cè)向電阻率和0.25米梯度電極系視電阻率≥16.0Ω.m為油層;自然電位相對值聲波時差≥260us/m時，深側(cè)向電阻率≥20.0Ω.m、0.25米梯度電極系視電阻率≥16.0Ω.m為油層;聲波時差﹤260us/m時，其油層深側(cè)向電阻率和0.25米梯度電極系視電阻率隨聲波時差減少而增加。

在有效厚度下限確定基礎(chǔ)上，還對有效厚度起算厚度和夾層起扣厚度進行了研究，分別由原來的0.4m和0.2m下調(diào)為0.2m和0.1m，為田東油田那讀組油水層解釋及其有效厚度解釋提供了依據(jù)（表2）。

3 儲層參數(shù)解釋方法研究

為實現(xiàn)油層的定量評價，滿足勘探開發(fā)的需要，為油田增儲上產(chǎn)提供技術(shù)支持，就必須對儲層參數(shù)進行定量計算。常用的儲層定量計算參數(shù)有孔隙度、滲透率和泥質(zhì)含量及飽和度等[13][14]。

3.1 有效孔隙度解釋方法

孔隙度是描述儲集巖孔隙空間大小的一種度量。是表征儲層儲集能力的重要指標，是油、氣、水儲存的空間，是測井油水層定量解釋與評價的重要基礎(chǔ)。在測井解釋孔隙度模型建立過程中，通常采用“巖心刻度測井”技術(shù)，利用巖心孔隙度分析資料，與各種反映孔隙度的測井資料，如密度、聲波和中子等測井曲線之間建立函數(shù)關(guān)系，采用有時多元回歸方法，最終選取最為合理的函數(shù)關(guān)系作為孔隙度計算模型。實際操作過程中，考慮到測井曲線的分辨率以及巖樣是否具有代表性等因素，一般選用解釋厚度≥0.4m，取樣密度≥3塊/m，相鄰樣品間隔≤0.4m的非鈣質(zhì)層樣品，對巖心分析數(shù)據(jù)進行歸位整理取其平均值，并讀取相應層段的經(jīng)標準化校正后的測井數(shù)據(jù);若縱向上非均質(zhì)嚴重，則分段讀取測井曲線值[15]。

在測井響應特征分析的基礎(chǔ)上，應用田東油田那讀組3口取心井11層資料，利用反映物性的聲波時差和密度建立了油藏有效孔隙度模型，相關(guān)系數(shù)0.86，平均相對誤差5.28%，精度滿足儲量規(guī)范的要求：

相對誤差為5.28%，小于儲量規(guī)范要求的小于8%。

式中：φ-有效孔隙度，%;DEN-補償密度，g /cm3。

另外，對于未測密度曲線的井，有效孔隙度采用如下公式：

田東油田那讀組測井解釋油層、差油層、水淹層和油水同層有效孔隙度分別為22.88%、18.30%、22.84%和21.36%，平均有效孔隙度22.98%比原解釋高1.8個百分點。

3.2 空氣滲透率解釋方法

滲透率是表示介質(zhì)允許流體通過它的能力的大小，是衡量孔隙介質(zhì)允許流體流動和產(chǎn)出能力的重要參數(shù)，儲層巖石的滲透率取決于巖石孔隙的大小、分布和連通程度等，不同的孔隙結(jié)構(gòu)對滲透率的影響差別很大，尤其大孔隙對滲透率的貢獻非常明顯，巖石的顆粒越細，束縛水飽和度越高，則其滲透率越低[16]。各國學者在對大量實際資料統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了利用常規(guī)巖石物性資料預測滲透率的公式，其中較為普遍使用的是Wyille—Rose經(jīng)驗相關(guān)公式：

式中：Swi-束縛水飽和度，小數(shù);C、x、y為經(jīng)驗系數(shù)，隨區(qū)域地質(zhì)規(guī)律變化。

由于滲透率預測很難找到一個通用的、普遍適用的模型，目前廣泛采用“巖心刻度測井”技術(shù)來建立區(qū)域性的測井解釋模型。在實際工作中，僅僅利用常規(guī)測井資料求準束縛水飽和度是比較困難的，而經(jīng)驗表明，束縛水飽和度的數(shù)值通常與巖石的有效孔隙度和泥質(zhì)含量以及孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)系，因此可直接建立孔隙度與滲透率間的函數(shù)關(guān)系。

本次研究采用數(shù)理統(tǒng)計分析的方法，充分利用巖心分析資料建立滲透率測井解釋模型，相關(guān)系數(shù)0.932，平均相對誤差97.8%。

田東油田那讀組測井解釋油層、差油層、水淹層和油水同層空氣滲透率分別為157.17×10-3μm2、13.54×10-3μm2、97.12×10-3μm2和59.64×10-3μm2，平均空氣滲透率138.59×10-3μm2比原解釋低95.06×10-3μm2。

3.3 泥質(zhì)含量解釋方法

計算泥質(zhì)含量的方法有很多種，例如自然電位法、電阻率法、孔隙度法等等。因為自然伽馬的變化趨勢較為平緩，我們還是采用比較通用的適合該地區(qū)的方法，即利用自然伽馬曲線來計算地層的泥質(zhì)含量[17]。計算公式如下：

式中：SH-自然伽馬相對值，%;GR-自然伽馬測量值，API;GRmin-自然伽馬最小值，API;GRmax-自然伽馬最大值，API;GCUR-計算泥質(zhì)含量時所用的經(jīng)驗指數(shù)3.7（新地層）;VSH-泥質(zhì)含量，%。

田東油田那讀組測井解釋油層、差油層、水淹層和油水同層泥質(zhì)含量分別為9.21%、14.91%、6.29%和10.21%，平均泥質(zhì)含量10.34%比原解釋0.49個百分點。

3.4原始含油飽和度解釋方法

原始含油飽和度是計算石油地質(zhì)儲量的重要參數(shù)之一，確定原始含油飽和度的方法有密閉取心資料的巖心分析法、壓汞毛管壓力曲線“J函數(shù)”、孔喉半徑法等，其中密閉取心資料分析是最直接、最可靠的方法[18]。田東油田那讀組無油基泥漿取心或密閉取心資料，僅有9口井73個常規(guī)巖心樣品的殘余飽和度分析數(shù)據(jù)，因分析樣品少且分散，無法建立含油飽和度解釋經(jīng)驗模型。儲層以粉-細砂巖為主，采用阿爾奇公式求取地層含水飽和度Sw：

式中：Rw-地層水電阻率，Ω.m;Rt-深探測電阻率值，Ω.m;a、b-巖性指數(shù);m-孔隙度指數(shù);n-飽和度指數(shù)。

田東油田那讀組測井解釋油層、差油層、水淹層和油水同層原始含油飽和度分別為68.35%、46.56%和63.40%及43.23%，平均原始含油飽和度67.05%比原解釋高0.21個百分點。

4單井精細解釋及多井評價方法

應用有效厚度、油水層識別標準及參數(shù)解釋方法，在單井測井解釋基礎(chǔ)上，結(jié)合那讀組斷層展布情況、平面上油水分布關(guān)系[19]。應用該方法對田東油田那讀組94口井進行了綜合解釋，并建立了油水層解釋、有效厚度劃分、孔隙度和飽和度參數(shù)解釋綜合數(shù)據(jù)表，為那讀組油藏精細評價奠定了基礎(chǔ)。在解釋的94口井中，有69口井識別出有效厚度，共劃有效厚度907.9m，比原標準解釋有效厚度825.7m多劃有效厚度82.2m（表3）。

5 測井解釋方法及成果應用

田東油田那讀組本測井解釋方法及解釋成果在《廣西百色盆地田東油田開發(fā)調(diào)整及擴邊方案優(yōu)化設(shè)計》中得到三方面應用：一是重新解釋有效厚度、孔隙度和滲透率及飽和度等儲層參數(shù)，為油藏首次開展精細油藏描述提供了依據(jù);二是重新計算石油地質(zhì)儲量357.76×104t，增加地質(zhì)儲量1.12×104t，計算地質(zhì)儲量參數(shù)及儲量精度更高（表4）;三是方案設(shè)計加密及擴邊井3口、轉(zhuǎn)注3口井、補孔3口井、堵水5口井、酸化4口井，為油田可持續(xù)發(fā)展提供了依據(jù)。

6 結(jié)論與認識

（1）針對田東油田那讀組以往測井解釋存在的問題，結(jié)合油田勘探開發(fā)及其油藏動態(tài)實際，依據(jù)現(xiàn)代測井解釋前沿技術(shù)，建立了旨在精細測井解釋的技術(shù)路線流程，為田東油田測井解釋奠定了基礎(chǔ)。

（2）應用田東油田那讀組豐富的巖芯及其測井資料，采用研究巖性、物性與含油性關(guān)系和巖性、物性與含油性與電性關(guān)系“兩步”研究方法，研究明確了田東油田那讀組巖性、物性與含油性與電性“四性”具有較好的相關(guān)性，達到了深化儲層有效厚度物性、電性和油水層識別標準及儲層參數(shù)解釋方法研究的目的。

（3）結(jié)合田東油田那讀組豐富的試油及其動態(tài)資料，采用現(xiàn)代測井理論、傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計以及測井相關(guān)經(jīng)驗等方法研究，形成了儲層有效厚度物性及電性下限確定方法，重建油水層測井解釋圖版和完善儲層參數(shù)解釋計算模型提高了油水層識別和儲層參數(shù)可靠性和有效性，采用單井精細解釋和多井評價分析方法提高測井解釋技術(shù)水平和精度。

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1.中油廣西田東石油化工總廠有限公司，廣西壯族自治區(qū) 田東 531500;2.大慶油田有限責任公司，黑龍江省 大慶 163712