录井工程 2018 , 29 (2): 61-64 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2018.02.014

Orginal Article

录井三维解释模型在阜东石炭系应用研究

陈亮¹^,, 张一军², 郑丽君¹, 付开良¹, 张霞², 张秀双¹

1 中国石油西部钻探克拉玛依录井工程公司
2 中国石油新疆油田公司开发公司

Application of mud logging three-dimensional interpretation model in Carboniferous system of Fudong slope belt

Chen liang¹^,, Zhang Yijun², Zheng Lijun¹, Fu Kailiang¹, Zhang Xia², Zhang Xiushuang¹

1 Karamay Mud Logging Engineering Company Of XDEC, 2 Nanxin Road, Karamay, Xinjiang, 834000,China

中图分类号: TE132.1

文献标识码: A

责任编辑: Chen liangZhang YijunZheng LijunFu KailiangZhang XiaZhang Xiushuang

收稿日期: 2018-04-19

网络出版日期: 2018-06-25

作者简介:

作者简介: 陈亮工程师,1983年生,2011年毕业于长江大学矿产普查与勘探专业,现在中国石油西部钻探克拉玛依录井工程公司地质研究所从事录井资料解释工作。通信地址:834000 新疆克拉玛依市南新路2号。电话:(0990)6840539。E-mail:402618821@qq.com

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摘要

为提高阜东斜坡带北三台凸起石炭系储集层解释符合率,对能反映储集层含油性的气测、地化参数,能反映物性的功指数参数进行研究,找出敏感参数通过单因素方差分析,运用费歇尔计算判别函数,得到融合了热解、气测、功指数的组合参数FRQW,并应用优选出的组合参数、功指数、气测能量系数建立了三维立体解释评价模型。首次用三维立体视角,形成一个空间概念交会图,其在新近完钻的部分井进行了应用,解释符合率达到83.3%。该三维模型较传统二维解释模型优势明显,进一步解决了复杂岩性地层流体识别困难的瓶颈问题。

关键词： 阜东斜坡带 ; 费歇尔 ; 单因素方差分析 ; 三维立体解释模型

Abstract

The fluid properties of Carboniferous reservoirs in Beisantai bump salience of Fudong slope belt are complex and difficult to explain. To improve the interpretation coincidence rate, the authors studied the effective parameters of gas logging and geochemistry which can reflect the oil bearing property of the reservoirs , and the work index parameters which can reflect physical property, and found out the sensitive parameter differential pressure, work index ratio, water content factor, hydrocarbon phase coefficient, gas logging energy coefficient, etc. Through single factor analysis of variances and using Fisher calculation discriminant function, the combined parameter (FRQW) of pyrolysis, gas logging and work index was obtained. The three-dimensional interpretation model and evaluation method were established by using the optimized combination parameter, work index and gas logging energy coefficient. For the first time, a spatial conceptual crossplot was formed from three-dimensional stereo vision. It has been applied in some newly drilled wells, and the coincidence rate is 83.3 %. The effects are good. Compared with the traditional two-dimensional interpretation model, the three-dimensional model has obvious advantages and further solves the bottleneck problem of fluid identification in complex lithologic formations. The ideas of constructing the model can provide reference for data interpretation of other blocks and identification of oil and water layers.

Keywords： Fudong slope belt ; Fisher ; single factor analysis of variance ; three-dimensional interpretation model

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陈亮, 张一军, 郑丽君, 付开良, 张霞, 张秀双. 录井三维解释模型在阜东石炭系应用研究[J]. 录井工程, 2018, 29(2): 61-64 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2018.02.014

Chen liang, Zhang Yijun, Zheng Lijun, Fu Kailiang, Zhang Xia, Zhang Xiushuang. Application of mud logging three-dimensional interpretation model in Carboniferous system of Fudong slope belt[J]. Mud Logging Engineering, 2018, 29(2): 61-64 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2018.02.014

0 引言

准噶尔盆地阜东斜坡带北三台凸起中心部位是由石炭系基底古隆起构成的核心部分,近似圆形。凸起向西、西北和西南方向倾没于阜康凹陷,凸起西部整体呈现为一个大型的鼻状构造——西泉鼻隆,在鼻隆的轴部上发育一系列近东西向雁行状分布的断裂。北三台凸起从石炭纪至今经历了海西、印支、燕山、喜马拉雅等多期次构造运动,研究区石炭系储集层岩性分布极为复杂,既有火山碎屑岩和火山熔岩,又有正常沉积岩岩性分布特征,同时还发育少量过渡型岩类,在不同区块储集体相类型具有较大差异。储集层孔隙度范围变化较大,在2.1%~20.3%之间,平均为9.37%,渗透率在0.01~0.09 mD之间,平均为0.02 mD,为低孔隙度、特低渗透率Ⅳ(较差)-Ⅴ(差)类储集层。石炭系油藏为受不同期次的火山岩岩体控制的构造-岩性油藏^[1,2]。

阜东斜坡带北三台凸起石炭系试油井录井解释相对符合率仅为53.25%。导致符合率不高的原因在于石炭系岩性难以识别,存在孔隙、裂缝双重储集空间,油气横向变化大及油水关系复杂等。录井显示层气测异常幅度明显,组分齐全,岩心裂缝发育,剧烈冒气,反映油气显示活跃,但试油结果多为非价值层,存在录井资料特征与试油结果相矛盾的现象,且传统二维解释模型在石炭系遇到瓶颈,落点区分性不明显。

根据研究区块录井显示特征,运用费歇尔计算判别函数,以能反映储集层含油性的气测、地化参数和能反映物性的功指数参数为研究对象,旨在建立阜东斜坡石炭系三维立体解释模型及评价方法。

1 录井显示特征研究

通过对研究区多口井录井资料进行统计发现,油气层一般呈现以下4方面的特征:

(1)岩屑、岩心等实物资料具有较高的含油级别。油层一般以油迹为主,其次为油斑。

(2)油层、油水同层气测异常明显,油层气测曲线整体上形态好,呈箱型;水层气测曲线异常幅度低,组分比值明显低于油层、油水同层。

(3)岩石热解分析主要集中在煤油柴油(S₂₁)以及重油(S₂₂),随含油性变差含量降低;随含水饱和度增大,水洗作用增强,S₂₂含量将大于S₂₁。

(4)热解气相色谱分析油层正构烷烃出峰较全,未分辨化合物含量低;水层、干层地化热解含油丰度偏低、气相色谱碳数范围较窄,水层基线隆起、未分辨化合物含量明显增多。

2 敏感参数介绍

录井基本参数有全烃T_g、全烃前基值T_gj1、全烃后基值T_gj2、含油气总量S_T、煤油柴油S₂₁、重油S₂₂、沥青S₂₃、轻重比Q_zhb。计算参数有:

(1)压力差:△p(MPa)=0.009 81H(ρ_入口-G)

式中:H为深度,m;G为地层压力当量密度,g/cm³;ρ_入口为钻井液入口密度,g/cm³。

(2)全烃校正值:T_g校正(%)=1.558 7tQT_g60/D²

式中:Q为钻井液入口排量,L/h;D为钻头直径,mm;t为钻时,min/m。

由于气测资料采集影响因素较多,如井眼直径、机械钻速、钻井液排量等,需按上式对气测值进行校正。

(3)功指数比值:W_b=W_m/W_N

式中:W_m为功指数(无量纲);W_N为功指数趋势线。

功指数比值W_b越小,反映储集层物性越好^[3,4,5]。

(4)含水因子S₂₁/(S₂₂+S₂₃),反映储集层含水程度。对研究区试油段热解分析资料统计发现,含水程度越大时,水洗作用越强,产生的S₂₂、S₂₃越多,该因子越小,含油性就越差;反之含油性越好。

(5)烃相系数^[6]:Uh=H_q/H_t

式中:H_t为气测异常显示段对应的低钻时厚度,以半幅点为界,m;H_q为低钻时段对应的气测异常显示厚度,以半幅点为界,m。

(6)气测能量系数:E_q=( $\frac{H_{q}}{H_{t}}$ )(1+ $\frac{T_{gj 2} - T_{gj 1}}{T_{gjp 2} - T_{gjp 1}}$ )

式中:T_gjp1为区块气测异常段前平均基值,取0.046%;T_gjp2为区块气测异常段后平均基值,取6.06%。

气测能量系数E_q表征钻揭储集层后释放气测能量的持续程度。

3 模型的研制

以阜东斜坡带北三台凸起石炭系的32层试油层数据为样本,根据地区经验及单因素方差分析表(概率值越小越好),将有利于区别试油层价值层(油层、气层、油水同层、气水同层)、非价值层(含油水层、水层、干层、含油层)的5项参数 ${Q_{zhb}}^{2}$ ×S_T、Uh、S₂₁/(S₂₂+S₂₃)、100(1-W_b)²、△p×T_g校正(虽然其概率值较大,但考虑到气测全烃与压力的关系,也将其作为敏感参数对待)通过SPSS软件计算费歇尔判别函数系数^{[7,8,9,10,11,12]},得到一个融合了热解、气测、功指数的组合参数FRQW。

FRQW=0.031 0 ${Q_{zhb}}^{2}$ ×S_T+9.333 9Uh+

0.019 3S₂₁/(S₂₂+S₂₃)+0.001 2×

△pT_g校正+0.073 9[100(1-W_b)²]

收集阜东斜坡带北三台凸起石炭系32层试油、录井资料,其中价值层15层(油层11层,油水同层4层),非价值层17层(含油水层3层,水层8层,干层5层,含油层1层)。将计算取得FRQW以及常用组合参数进行单因素方差分析(表1)。根据显著性水平(Fα_=0.05,Fα_=0.01),筛选出识别价值层的3个敏感参数分别为FRQW、E_q和100(1-W_b)²。以100(1-W_b)²为x轴、FRQW为y轴、E_q为z轴,根据样本点分布趋势,建立识别价值层、非价值层的录井三维立体解释模型(图1),并用于新近完钻的10口井12层,符合10层,符合率达到83.3%。在此基础上确定了相应的综合解释评价标准(表2)。

表1 单因素方差分析表

项目	${Q_{zhb}}^{2}$ ×S_T	S₂₁/(S₂₂+S₂₃)	E_q	Uh	100(1-W_b)²	△p×T_g校正	FRQW
组均值(价值层)	2.930 8	1.664 5	0.503 2	0.756 3	15.367 1	21.866 5	1.495 6
组均值(非价值层)	29.610 6	3.296 1	0.910 1	0.925 7	41.849 8	29.551 7	4.792 9
总均值	15.437 0	2.429 3	0.693 9	0.835 7	27.780 9	25.469 0	3.041 2
自由度(a-1)	1	1	1	1	1	1	1
自由度(ab-a)	31	31	31	31	31	31	31
总方差	19 351.517 3	203.795 0	2.389 7	0.783 4	12 787.254 2	100 413.768 8	142.757 3
组间方差	5 672.247 9	21.215 1	1.319 3	0.228 6	5 588.744 9	470.655 0	86.636 3
组内方差	13 679.269 4	182.579 9	1.070 4	0.554 8	7 198.509 3	99 943.113 8	56.121 0
F值	12.854 5	3.602 1	38.207 2	12.776 8	24.067 6	0.146 0	47.856 0
Fα_=0.05	4.159 6	4.159 6	4.159 6	4.159 6	4.1596	4.159 6	4.159 6
Fα_=0.01	7.529 8	7.529 8	7.529 8	7.529 8	7.529 8	7.529 8	7.529 8
概率值P	0.001 1	0.067 1	0.000 0	0.001 2	0.000 0	0.705 0	0.000 0

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图1 E_q与100(1-W_b)²及FRQW三维立体解释模型

表2 三维立体解释模型解释评价标准

储集层	三维立体模型
	100(1-W_b)²	FRQW	E_q
	价值层	>7.50	>4.50	>0.74
	<7.50	不限制	不限制
非价值层	≥7.50	≤4.50	≤0.74

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4 应用实例

B 418井是准噶尔盆地阜东斜坡带的一口评价井(图2)。钻揭井段3 096.00~3 104.00 m,岩性为灰色荧光火山角砾岩,干照荧光1%。在3 096.49~3 105.72 m井段取心,取获油迹级岩心5.00 m,荧光级岩心1.87 m。气测全烃由4.164 3%升至6.152 1%,组分出至nC₅,录井解释为油层。根据录井参数的原始数据,费歇尔判别式计算得到FRQW=11.71,E_q=0.75,100(1-W_b)²=52.85,根据解释评价标准,新模型落点在价值层区(图1)。

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图2 B 418井录井综合图(油水同层)

完井后在3 096~3 120 m井段试油,压裂,产油5.41 t/d,产水8.20 m³/d,试油结果为油水同层。新模型解释结果与试油结果相吻合。

B 411井是该区的一口重点评价井,主探石炭系。钻揭目的层3 354.00~3 358.00 m,岩性为灰色荧光凝灰质细砂岩,干照1%,淡黄色,中发光。气测全烃由0.061 1%升至0.410 6%,组分出至nC₅。地化热解S_T为4.01 mg/g,轻重烃比0.72。录井解释为干层。根据录井参数的原始数据,费歇尔判别式计算得到FRQW=3.56,E_q=0.30,100(1-W_b)²=9,根据解释评价标准,新模型落点在非价值层区(图1)。完井后在井段3 357.00~3 394.50 m试油,压裂,产油1.11 t/d,水31.31 m³/d,试油结果为含油水层。新模型解释结果与试油结果相吻合。

5 结束语

三维立体解释模型集思广益,开拓创新思维,综合运用录井各项资料数据,利用单因素方差分析法,提取气测、地化、功指数等重要参数,用三维立体视角,形成一个空间概念交会图,大幅提高了对油气水综合评价的有效性和准确率。较传统二维解释模型优势明显,进一步解决了复杂岩性地层流体识别困难的瓶颈问题。该模型构建思路可对其他区块的资料解释、油水层识别提供借鉴和参考意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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北三台地区石炭系成藏条件及勘探方向

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准噶尔盆地东部石炭纪富火山岩海相油气盆地原型:一个工作假说

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{Q_{zhb}}^{2}

×S_T、Uh、S₂₁/(S₂₂+S₂₃)、100(1-W_b)²、△p×T_g校正(虽然其概率值较大,但考虑到气测全烃与压力的关系,也将其作为敏感参数对待)通过SPSS软件计算费歇尔判别函数系数^{[7,8,9,10,11,12]},得到一个融合了热解、气测、功指数的组合参数FRQW. ...

2005

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1998

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1982

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录井三维解释模型在阜东石炭系应用研究

Application of mud logging three-dimensional interpretation model in Carboniferous system of Fudong slope belt

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2 敏感参数介绍

3 模型的研制

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