王志战
Wang Zhizhan
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
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收稿日期: 2018-02-10
网络出版日期: 2018-06-25
版权声明: 2018 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有
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作者简介:
作者简介:王志战 教授级高工,1969年生,1991年毕业于西北大学岩矿及地球化学专业,2002年、2006年分别获工学硕士、博士学位,主要从事录井技术研究工作。通信地址:100101 北京市朝阳区北辰东路8号北辰时代大厦9层。电话:(010)84988382。E-mail:Wangzz.sripe@Sinopec.com
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摘要
非常规油气有其特殊的地质特点与工程特征,依靠一张图板划分油气层类型的方法常常难以满足要求,因而需要打破传统思维,采取非常规的思路和方法进行该类油气层的录井综合解释。针对致密砂岩油气,提出“三个识别、四个评价”的流程与方法;针对页岩油气层地质评价的十多项参数,在考虑参数间的相关性与录井可操作性的基础上,建立了“四参数”解释方法。这些思路与方法的提出,在满足非常规油气需求的同时,丰富了录井解释的内涵,有助于推动录井解释向定量化、准确化的方向发展。
关键词：
Abstract
Unconventional oil and gas have their special geological characteristics and engineering characteristics. It is often difficult to meet the requirements by dividing oil and gas layers by a chart. Therefore, we need to break the traditional thinking and adopt unconventional ideas and methods to carry out comprehensive mud logging interpretation of this type of hydrocarbon reservoirs. For tight sandstone oil and gas, the process and method of three-identification and four-evaluation were put forward. In view of more than 10 parameters of geological evaluation of shale oil and gas reservoirs, the interpretation method of four parameters was established on the basis of the correlation between parameters and the maneuverability of mud logging. These ideas and methods have enriched the connotation of mud logging interpretation while meeting the requirements of unconventional oil and gas, and promoted the development of mud logging interpretation in the direction of quantification and accuracy.
Keywords：
油气层综合解释是录井的核心业务之一。长期以来,录井人员局限于采用一张图板来划分目标区内所有的油气层类型,只是所采用的图板类型、所用参数及划分方法不尽相同[1,2,3]。对于常规储集层,这样的方法能够获得较高的解释符合率,但对于采用传统技术无法获得自然工业产量而需用新技术改善储集层渗透率或流体粘度才能经济开采的非常规油气,依靠一张图板,解释符合率往往很低。目前已实现规模化开采的非常规油气主要有致密砂岩油气及页岩油气,二者的解释结论有较大差异,所采用的思路和方法也完全不同。
对于致密砂岩油气层的录井综合解释,目前仍沿用常规油气层的解释结论。依据行业标准《SY/T 6293-2008 勘探试油工作规范》(以下简称“SY/T 6293”),解释结论分为油(气)层、含水油(气)层、油(气)水同层、含油(气)水层、低产油气层、水层、干层。油(气)层、含水油(气)层、油(气)水同层都要达到工业油气流,差别在于含水量不同,分别为<5%、5%~20%、>20%。低产油气层、含油(气)水层的油气产量均未达到工业油气流标准(图1a);但前者的油气产量、后者的产水量却又高于干层标准;水层、干层的产油气量均低于干层标准,差别在于前者的产水量高于干层标准,而后者的产水量也低于干层标准(图1b)。由此可见,要准确解释油气层,需要做好“三个识别”和“四个评价”:“三个识别”是有效储集层识别、含水识别、油气识别(图2);“四个评价”是储集层物性评价、流体丰度/饱和度评价、流体特性评价、油气产能评价。大量实践表明,对于致密砂岩的油气层解释,仅通过任何一张图板都难以获得较高的解释符合率,而采用上述流程,针对每一个“识别”与“评价”建立或采用相应的标准或图板,则能大幅度提高解释符合率与解释水平。
1.1.1 有效储集层识别
有效储集层是在现有工艺技术条件下,能够采出具有工业价值产液量(烃类或与烃类同体积的水)的储集层[4]。有效储集层识别需要考虑所采取的储集层改造措施,可依据物性、孔隙结构或含油气性等参数进行识别。地质上的有效储集层识别方法很多[5],对于录井而言,常用的方法有两种:一是产层类型法,将同一层位各试油段的孔隙度及渗透率依据试油结论的不同绘制在同一坐标系内,确定有效储集层孔隙度及渗透率下限值,并依此物性下限值对目标井的有效储集层进行识别(图3a);二是油气产能法,通过建立单井日产油(气)量与物性参数或含油气参数之间的关系图板,依据SY/T 6293确定有效储集层的物性参数或含油气参数下限值,并依此下限值对目标井的有效储集层进行识别(图3b)。
1.1.2 含水识别
录井识别含水性的手段及方法很多,可以概括为3类:第一类是岩心滴水实验[6];第二类是根据图板进行识别;第三类是根据数据、曲线、谱图、图像的变化或特征进行识别。对于第三类识别方法,可采用的数据有氯离子滴定、离子色谱分析数据等,曲线包括钻井液出入口电导率曲线、离子色谱曲线等,谱图包括核磁共振谱、热蒸发烃谱等,图像包括荧光显微图像等。例如:王志战等(2010)建立了基于出、入口电导率的3种地层含水性识别模式[7];王志战等(2003)、王晓丹(2010)、刘彩霞(2014)、李磊(2016)建立了基于离子色谱的地层水检测识别方法[8,9,10,11];王志战等(2011)建立了考虑原油性质、润湿性、样品放置时长、孔隙结构的核磁共振油水层评价模式[12];吐洪江等(2016)建立了基于气测与轻烃技术的气水性识别方法[13];殷建平等(2007)建立了基于荧光显微图像的油水层识别模式[14]。
1.1.3 油气识别
找油找气是录井的首要任务,围绕地层钻开后油气组分在钻井液、岩屑(心)中的分布,录井已建立了涵盖色谱、质谱、光谱、波谱的完整技术系列[15]。对于油、气识别,主要有3种方法:一是组分或谱图特征,主要看组分齐全程度及含油气丰度;二是图板,如皮克斯勒图板、三角图板等;三是曲线特征,如3H法等。气层的识别手段主要有两种:气测和罐顶气轻烃,二者具有互补性。油层的识别手段比较多,除了气测、罐顶气轻烃色谱外,还有岩石热解、定量荧光、热蒸发烃色谱及核磁共振等。由于低渗透的影响,使核磁共振采用弛豫剂浸泡岩样测得含油饱和度的方法受限,并使二维及三维核磁共振获得录井界重视而展开了初步研究与应用[16]。
对于传统意义的油气层解释,在“三个识别”的基础上,做好物性评价及流体饱和度评价也就满足了油气层解释要求,但要做到精细化解释,则还有待进行流体特性评价及产能评价。
1.2.1 物性评价
录井评价储集层物性的最有效手段是核磁共振。纳米孔是非常规储集层能够大面积连续成藏的关键,也对核磁共振的信噪比及孔喉尺度分辨率提出了较高的要求。国内将岩样核磁的磁场频率提高到12 MHz,国外文献中最高的达到19 MHz,而回波间隔国内外最短都到了0.06 ms。非常规储集层的另一个特征是非达西渗流,基于达西定律建立起来的SDR、Coates等渗透率计算模型不再适用,Bray和Smith(2011,2013)给出了基于有效孔隙度及孔隙度分量的非常规储集层渗透率计算模型[17],宋延杰等(2016)提出了基于有效流动孔隙度的渗透率计算模型[18]。对通过弛豫时间计算孔喉尺度的方法,主要受样品表面弛豫率的影响,由于岩石的非均质性,即使同样的岩性,表面弛豫率差别也较大。
1.2.2 流体丰度或饱和度评价
孔隙流体包括油、气、水,含油、含气、含水丰度是各自含量的体现,但要解释油气水层,则要知道其充满度或饱和度。为此,常常采用丰度或表征丰度的参数与孔隙度建立关系图板,进行油气水层的解释;而核磁共振可直接测量饱和度,包括束缚流体饱和度、可动流体饱和度、含油饱和度,并可间接计算含气饱和度等。岩石热解、定量荧光、罐顶气轻烃等也都可以评价含油气丰度。
1.2.3 流体特性评价
对于油层,要评价油质,按粘度或密度分为凝析油、轻质油、中质油、重质油、稠油等,对油质反应比较灵敏的录井参数包括不受限流体的核磁共振弛豫时间、定量荧光的油性指数、气测的甲烷相对百分含量等。对于气层,往往要区分其成因(油型气、煤成气、生物成因气等)、相态(干气、湿气、凝析气等)等,可根据气体同位素、气测比值图板等方法进行评价。对于水层,则要区分水型,包括氯化钙型、硫酸钠型、氯化镁型、重碳酸钠型,通过离子色谱分析结果根据苏林分类进行评价。
1.2.4 油气产能评价
决定油气产能高低的因素很多,既有复杂的地质因素,也有储集层改造方式、求产方式等因素,影响产能的地质因素有物性(孔隙度、渗透率、孔隙结构)、含油气丰度/可动流体饱和度、有效厚度、孔隙压力、润湿性等。录井可以根据这其中的参数或参数组合进行油气产能的评价,如通过图2思路进行产能预测或评价。具体采用哪个或哪些参数,取决于目标区油气产能的主控因素或储集层均质程度。
依据产能潜力的高低,页岩油气层的解释结论可分为Ⅰ(好)、Ⅱ(中)、Ⅲ(差)类层[19]或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类层[20]。依据国家标准《GB/T 31483-2015 中国页岩气地质评价方法》,参与评价的参数有十多个。针对这些参数,国内外不同的石油单位或学者采用的分类方法不同:有的分为地质参数(地质甜点、储集层品质)和工程参数(工程甜点、完井品质)两类;有的分为含油气性条件、工程技术条件、经济条件,或储集层品质、完井品质、驱动力,或生油条件、储集条件、开采条件3类;还有的分为烃源岩质量、储集层质量、潜力与前景、生产方式与产能,或生烃条件、储集层条件、保存条件、开采条件4类。
常见的评价方法是在分类的基础上,进行赋分或先赋权重再赋分,根据分值高低先对每类条件进行解释,再进行综合解释,结论分为Ⅰ(好)、Ⅱ(中)、Ⅲ(差)类层或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类层。解释符合率的高低不在于所用参数的多少,而在于选用的参数是否关键及界限阈值的设置是否准确。基于评价参数的相关性及录井评价的可操作性,采取孔隙度、总有机碳、含油率/含气量、脆性矿物含量4个参数进行页岩油气的录井综合评价(NB/T 14017-2016)。总有机碳可以通过岩石热解直接获取,也可以通过岩石的C、P、S、Mo、U/Th等敏感元素参数计算得到;页岩气的含气量可依据气测、页岩气含气量测试、高压气体吸附分析、罐顶气轻烃色谱实验等资料或含气量关系图板、关系式进行评价;页岩油的含油量可根据岩石热解、定量荧光、核磁共振等含油饱和度资料或含油率关系图板进行评价;孔隙度、脆性矿物含量则分别通过高分辨率核磁共振、元素/矿物录井方法得到。
非常规油气层录井综合解释的符合率是以储集层改造后的测试效果来验证的,在有效储集层识别、油气产能评价、油气层解释的标准或图板建立过程中必须考虑这一因素;而录井油气层综合解释的目的又是为储集层改造的设计优化、方案制定、压后评估提供依据,二者是相辅相成的。工业油气流的标准、干层产液量的标准随着深度的增加而变化,在油气层解释过程中不能忽视深度的因素。在非常规油气录井解释过程中,无论是解释参数还是解释结论,都应该具有看齐意识,即向标准看齐,向准确看齐。参数齐准、思路科学、方法可靠,是显著提高非常规油气层录井综合解释符合率的前提。
The authors have declared that no competing interests exist.
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准噶尔盆地气测无重组分特殊储集层录井解释评价方法 [J]. |
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准噶尔盆地金龙地区火成岩储集层录井多因素解释评价方法 [J]. |
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饶阳凹陷南部古近系中深层有效储层物性下限及控制因素 [J]. |
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低孔、低渗致密砂岩储层物性下限值的确定——以川中P地区须二段气藏为例 [J]. |
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录井滴水试验与储集层产液性质的差异性分析 [J]. |
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储层含水性与有效性的录井识别方法——以东营凹陷北部陡坡带为例 [J]. |
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离子色谱技术在钻井现场的应用研究 [J]. |
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离子色谱录井技术在SK 1井的应用 [J]. |
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离子色谱技术在地层水检测中的应用 [J]. |
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离子色谱录井地层水识别方法 [J]. |
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孔隙流体核磁共振弛豫特征及油水层识别方法 [J]. |
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辽河油区基岩潜山储集层含水录井识别方法 [J]. |
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荧光显微图像技术判别油水层特征要素研究 [J]. |
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录井基础理论体系的形成与发展 [J]. |
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页岩油气层核磁共振评价技术综述 [J]. |
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基于有效流动孔隙的低孔渗泥质砂岩储层渗透率确定方法 [J]. |
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四川威远页岩气储集层录井解释评价方法 [J]. |
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