录井工程  2019 , 30 (1): 124-130 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2019.01.022

地质研究

红星地区沙三段火成岩储集层气测录井解释评价方法

周艳红, 裴绍明, 马铭择, 陈光权

中国石油长城钻探工程有限公司录井公司

中图分类号:  TE132.1

文献标识码:  A

收稿日期: 2019-03-1

网络出版日期:  2019-03-25

版权声明:  2019 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有

作者简介:

作者简介: 周艳红 工程师,1966年生,1987年毕业于辽宁省冶金工业学校地质找矿与勘探专业,现在中国石油长城钻探工程有限公司录井公司解释评价中心从事油气层解释评价与研究工作。通信地址:124010 辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街77号。电话:(0427)7833059。E-mail:ljyh.gwdc@cnpc.com.cn

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摘要

辽河盆地红星地区在沙三中亚段发育的不同期次的火成岩储集层,在近年来出现了高产油流井。但由于该套储集层岩性致密坚硬,裂缝发育不均,且油质较轻,现场气测录井资料很难区分油水层,对以往的试油井资料进行分析也可以看出,该火成岩储集层的气测全烃值异常幅度与产能响应关系不明显,这给解释评价带来了很大的难度。为了提高解释符合率,从气测录井的烃组分和派生参数特征分析入手,通过研究该地区沙三段火成岩储集层的气测全烃值、组分含量、含油性特征与油气产能的关系,提出了基于火成岩气测录井相关参数C2/C3及其与WhBh 关系的解释标准,并在H-15、H-11等6口井的验证中取得成功,解释符合率达85%以上。该解释标准对红星地区火成岩油气层的解释评价具有一定的指导意义。

关键词: 火成岩储集层 ; 致密 ; 全烃异常与产能 ; 解释评价 ; 烃组分 ; 派生参数

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周艳红, 裴绍明, 马铭择, 陈光权. 红星地区沙三段火成岩储集层气测录井解释评价方法[J]. 录井工程, 2019, 30(1): 124-130 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2019.01.022

0 引 言

红星地区位于辽河盆地东部凹陷的南部,在沙三段早中期,由于驾掌寺断层、驾东边界断层等断裂活动,湖盆裂陷加剧,基底大幅度沉陷,使该区处于深湖-半深湖沉积环境,沉积了巨厚的暗色泥岩,为该区的油源提供了保障。同时,该地区岩浆活动非常强烈,沿驾掌寺断层两侧发育了沙三中下亚段的多期次、多类型、含油气性不等的火山岩储集体[1]。火成岩储集层特征不同于碎屑岩储集层,其储集层岩性空间分布形态多变,岩性横向变化具有突变性,物性变化异常和油气水关系复杂,增加了深层火成岩油气层的解释评价难度[2]。红星地区沙三段火成岩储集层岩性以基性岩、中性岩为主,受后期构造运动的影响,局部裂缝比较发育,因此油气聚集呈不规律性分布,属于裂缝型油藏。该区块油质较轻,气测异常比较活跃。气测录井在发现裂缝型油气层、轻质油气层等方面,具有连续性、灵敏性等优势[3],是解释油气层的重要手段之一。然而由于火成岩储集层的特殊性,气测实测全烃值和实测甲烷值有时难以反映地层中烃类物质的真实情况,油层和水层的气测异常值区分不明显,伴随高气测全烃值出现产水层,因此往往将一部分水层误解释为油层。为了正确区分油层与非油层,本文从气测烃组分特征分析入手,在红星地区的9口探井中选出H-1、H-3等4口井,通过对这4口井的油层与非油层气测录井烃组分以及派生参数的研究与分析,总结了以反映重组分的派生参数烃湿度比(Wh)与反映轻组分的派生参数平衡比(Bh)的分布特征及与其C2/C3的关系[4],建立了该地区沙三段火成岩储集层的气测录井参数解释标准,提高了解释符合率,较好地解决了油层和非油层的识别难题。

1 区域概况

1.1 构造特征

红星地区位于辽河盆地东部凹陷的南部,西以驾掌寺断层为界,北东与黄金带构造相接,南临驾掌寺洼陷,是依附于驾掌寺断层及其派生断层切割而成的一个断裂鼻状构造。该断鼻倾向南东,高部位位于驾掌寺断层附近,驾掌寺断层及其派生断层作为油气运移的良好通道,使其高部位及其靠近驾掌寺断层附近具有较好的含油气性。

1.2 储集层特征

红星地区沙三段火成岩岩性主要为玄武岩、粗面岩及火成碎屑岩,致密坚硬。岩相主要发育火山通道相、爆发相和溢流相,火成岩体累计厚度由几百米至上千米,储集空间以孔隙和裂缝为主。该区火成岩实测孔隙度平均值7.56%,渗透率平均值0.24 mD,密度平均值2.46 g/cm3,储集性能较好。

1.3 生储盖组合特征

红星地区紧邻黄于热深陷带和驾掌寺洼陷,具有优越的油源条件。沙三中下亚段的火成岩为油气聚集提供了一定的储集空间,沙一段泥岩作为区域盖层,沙三上亚段的泥岩层和致密的火成岩为局部盖层。因此该区生储盖条件优越,能够形成火成岩油气藏。

1.4 流体特征

通过对以往试油井资料统计,该区原油密度为0.7980.841 g/cm3(20℃),并且随埋深的增加原油密度有减小的趋势(表1),属于轻质油。

表1   红星地区沙三段火成岩已试油井的原油密度

   

井深/m原油密度/(g·cm-3)
H-4井H-2井H-8井H-3井H-14井
<3 0000.834---0.824
3 0003 9000.8300.8210.8410.8180.833
>3 9000.8100.8230.8280.7980.822

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2 气测参数特征

2.1 气测曲线特征

气测录井是应用气测仪直接检测钻井液中与石油密切相关的轻烃参数,发现油气层并判断油气性质,估算油气产能的有效方法。通常情况下,可根据气测全烃峰值大小、全烃峰基比以及全烃曲线的形态来确定油气层的生产能力,再根据组分数据确定地层流体类型[5]。通过对红星地区部分已经试油的井进行统计分析,发现在地层压力基本一致的情况下,气测全烃值高的储集层试油出水或为干层,相对全烃值低的储集层试油出油的情况较为普遍(表2)。

表2   红星地区部分井火成岩储集层气测全烃异常与产液性能关系

   

井号井深/m全烃/%C1/%C2/%C3/%iC4/%nC4/%试油结论
3 8830.1590.0500.0040.00300.002
3 8841.7610.6180.0760.0380.0050.008
3 8950.2210.0700.0070.0050.0010.003
3 8961.4790.4970.1250.0530.0080.008
3 8972.6071.0960.1860.0870.0120.019
3 8980.8960.2890.0170.0240.0060.009
H-33 8990.5260.2500.0250.0020.0000.000油层
3 9000.6190.3950.0370.0040.0000.002
3 90115.11112.8361.6991.6790.4391.180
3 90225.11119.9742.5182.5200.9891.360
3 9064.1953.1180.1420.2100.0940.204
3 9073.6192.1630.1070.1920.0860.206
3 3826.0933.8010.6550.2250.0340.038
H-83 3837.5295.6130.8280.2630.0390.043油层
3 4047.9285.5420.8350.3310.0670.062
3 46115.7684.8240.7740.6060.0870.133
H-143 46235.67215.0642.1551.6980.2350.368油层
3 46324.25513.8891.9331.4200.1970.300
3 8331.8731.0870.1420.0360.0030.006
3 83410070.08112.7045.9320.8281.192
3 83510069.16812.7045.9030.8211.184
H-93 83679.76653.3756.3982.1990.2770.386干层
(见油)
3 83713.1787.1040.9560.4090.0600.096
3 83823.52911.4521.5170.6890.1170.195

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例如:H-3井3 881.7~3 907.5 m井段气测异常明显,全烃最大值25.111%,平均值4.692%,峰基比2.21,经试油获得油15.9 t/d、气9 349 m3/d的工业油流;H-9井3 832.9~3 837.2 m井段气测全烃值最大100%,平均值63.29%,峰基比33.79,经试油产出油0.06 m3/d,结论为干层(见油)。

2.2 气测派生参数特征

针对气测全烃值高的储集层试油出水,相对全烃值低的储集层试油出油的情况,将筛选出的H-1井、H-3井H-14井、H-5井4口试油获得了不同性质流体的井,按照产能分别对气测录井的烃组分进行统计分析(表3),依据C2/C3比值的变化特征以及全烃和各组分的显示情况,判断储集层的优劣和产能的高低[6]。通过分析发现C2与C3差值越小,即C2/C3比值越小,试油出油的几率越高,反之试油时多为干层或水层。如表3中H-1井的C2和C3值接近,即C2/C3比值接近1,试油结论为油层;而H-5井的C2和C3的值相差较大(C2>C3),即C2/C3比值>3,试油结论为干层(见油)。分析中还发现,气测派生参数烃湿度比(Wh)和平衡比(Bh)变化也较为明显。利用表3中H-1井、H-3井、H-14井、H-5井的气测资料,分别计算出烃派生参数湿度比(Wh)和平衡比(Bh),重点分析不同性质流体中C2/C3WhBh的响应关系。

表3   红星地区火成岩储集层部分试油井的气测参数

   

井号井深/m全烃/%C1/%C2/%C3/%iC4/%nC4/%C2/C3WhBh试油结论
3 47612.4414.8840.4270.4030.1050.1341.0617.968.27
3 47736.57012.3351.1091.1230.3000.4000.9919.207.37
H-13 47839.86216.9621.4721.5620.4230.5710.9419.197.21油层(压后
产油22.8 t/d)
3 4793.8651.1210.0990.1000.0300.0380.9919.247.26
3 4806.7423.0900.2670.2550.0730.0891.0518.128.05
3 90190.11173.6769.1997.5092.1062.8471.2322.726.65
H-33 90299.11178.4749.2687.7682.4892.8601.1922.196.69油层(压后
产油15.9 t/d)
346115.7684.8240.7740.6060.0870.1331.2824.916.78
3 46235.67215.0642.1551.6980.2350.3681.2722.837.48
H-143 46324.25513.8891.9331.4200.1970.3001.3621.708.25油层(压后
产油3.2 t/d)
3 4993.4020.6990.1500.1620.0370.0420.9335.873.52
3 9719.4047.8571.5290.7460.3290.4782.0528.176.04
3 97210.7818.7422.0360.9040.3880.5922.2530.965.72
3 9754.3333.5870.6390.2660.2920.2932.4029.354.97低产油层
H-33 9766.99613.2190.9900.3730.2520.2592.6512.4216.07(压后产油1.52 t/d,
3 98213.20110.4801.1630.5010.0840.1922.3215.6214.98产气1587 m3/d)
4 00212.7197.7900.9830.3280.0670.1673.0016.5515.61
42972.4381.1880.1160.0360.0180.0093.2213.0920.70
4 2982.3391.1040.1080.0340.0170.0083.1813.1420.54
4 3341.0550.3020.0260.0050.0030.0025.2010.6532.80
H-54 3352.7831.4600.1190.0230.0160.0065.1710.1035.09干层(见油)
(产油0.05 t/d)
4 3362.7851.8550.1550.0320.0230.0094.8410.5631.41
4 3372.5491.4760.1200.0250.0180.0074.8010.3331.92

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2.3 气测参数解释标准

2.3.1 C2/C3参数出油范围

C2/C3又称烃比值法,即用C2与C3的气测组分之比[6](是以C1为参照,确定C2、C3两种单组分的变化趋势),作为判断油气水层的一项重要参数。通过对表3中C2/C3的分析,发现该项参数与储集层产能关系密切。在全烃曲线异常明显、形态较饱满、组分齐全的情况下,当C2/C3<1.5,试油为油层;当1.5<C2/C3<3,有望获得工业油流(图1)。

图1   产能与C2/C3的关系

   

2.3.2 Wh参数出油范围

Wh即烃湿度比,反映地层中除C1外其他烃类的分布丰度,是确定油层的一个方向性参数[7]。利用该参数定性评价油气水层,并估算其开采价值。通过对表3Wh参数的研究发现,12<Wh<17的气测异常层有望获得工业油流;17<Wh<40的异常层试油为油层的几率高(图2)。

图2   产能与Wh的关系

   

2.3.3 Bh参数出油范围

Bh即平衡比,反映轻组分所占的百分比,是以C1、C2为参照,确定C3、C4两种组分变化趋势[7]。该参数与Wh一起综合分析,对储集层中的流体做进一步的评价,以提高解释的准确性。通过对表3Bh参数的研究发现,9<Bh <20的气测异常层有望获得工业油流;当Bh<9时,试油为油层的几率高(图3)。

图3   产能与Bh的关系

   

2.3.4 烃组分参数标准的建立

通过对表3中4口井气测录井烃组分C2/C3比值、WhBh的统计,结合产能分析,将C2/C3Wh、C2/C3Bh分别作交会图板(图4图5),得出了三项参数的出油范围值(表4)。

图4   火成岩储集层气测参数C2/C3Wh的交会图板

   

图5   火成岩储集层气测参数C2/C3Bh的交会图板

   

表4   火成岩储集层油水层解释参数标准

   

流体性质C2/C3WhBh
油层<1.51740<9
低产油层1.531240920
干层(水层)>3<12>20

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3 应用效果

将C2/C3WhBh气测参数解释方法陆续应用于红星地区沙三段火成岩,如H-15井、H-11井等6口井的油气层解释,对其中的9套层23小层进行试油,经试油验证20小层符合表4解释标准,解释符合率达85%以上。

3.1 油层

H-15井是一口预探井,目的层是沙三段火成岩储集层,该在钻至井段4 665.0~4 710.0 m时,发现气测异常显示(图6),岩屑录井为灰色油迹凝灰岩-角砾岩,气测全烃值最大9.373%(表5),峰基比68.42,且气测曲线形态饱满,组分齐全。通过计算得出C2/C3平均值为1.30(<1.5),Wh平均值为21.86(>17),Bh平均值为8.43(<9),均符合表4中油层的标准。使用交会图板,大部分投点均落在油层区(图4图5),综合解释为油层。试油结果表明,压后产油43.83 t/d,产气7 929 m3/d。试油结论为油层,试油结果证实了表4解释标准的准确性。

图6   H-15井录井解释成果

   

表5   H-15井4 6654 709 m井段气测参数

   

井深/m全烃/%C1/%C2/%C3/%iC4/%nC4/%C2/C3WhBh
4 6650.2500.0410.0130.0100.0020.0041.3041.433.38
4 6681.1740.5310.0750.0660.0070.0091.1422.827.39
4 6704.1331.5610.2300.1650.0360.0521.3923.637.08
4 6714.1311.4530.2280.1650.0360.0521.3824.876.64
4 6725.7852.7560.3530.3360.0370.0531.0522.047.30
4 6745.6783.2350.4040.3420.0350.0481.1820.408.56
4 6812.0830.8610.1210.1070.0150.0211.1323.476.87
4 6823.9481.7340.2280.1810.0220.0311.2621.048.38
4 6834.4822.0170.2630.1940.0240.0341.3620.349.05
4 6855.1052.4960.3240.3120.0270.0371.0421.907.50
4 6865.2532.3860.3070.3050.0250.0341.0121.957.40
4 6884.5402.1800.2930.2000.0230.0321.4720.099.70
4 6897.4904.7570.5740.3880.0420.0551.4818.2110.99
4 7009.3736.2020.7660.4840.0720.0961.5818.6110.69
4 7016.6114.5040.5970.4320.0610.0831.3820.668.86
4 7026.0432.7490.3850.3690.0500.0701.0424.126.41
4 7035.8202.2130.2910.2190.0370.0541.3321.368.08
4 7048.7495.8070.6870.4400.0600.0811.5617.9211.18
4 7058.3155.8070.6870.4400.0600.0811.5617.9211.18
4 7068.7545.8070.7000.4380.0570.0761.6017.9611.40
4 7076.9853.9660.5000.3720.0410.0561.3419.649.52
4 7086.1373.1770.4120.3430.0340.0471.2020.838.46
4 7096.1192.8020.3660.3270.0310.0421.1221.477.92

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3.2 含油水层

H-11井是一口预探井,目的层是沙三段火成岩储集层。该井在钻至井段3 441.3~3 482.2 m时,发现较好的油气显示,岩屑录井为黄灰色油斑、浅灰色荧光凝灰质粉砂岩与蚀变玄武岩互层,气测异常明显(图7),全烃值最大7.244%(表6),峰基比24.6。气测曲线形态较饱满,组分齐全。通过计算得出C2/C3平均值为1.76(<2.0),Wh平均值为10.83(<12),Bh平均值为20.78(>20)。其中C2/C3符合表4中低产油层的标准,说明该层含油,WhBh大部分值在表4中干层(或水层)的范围值内。使用交会图板,大部分点落在干层(水层)区,少数点落在低产油层区(图4图5),综合解释为含油水层、水层。试油结果产油0.16 t/d,产水4.75 m3/d。试油结论为含油水层,证实了表4解释标准的准确性。

图7   H-11井录井解释成果

   

表6   H-11井3 442~3 482 m井段气测参数

   

井深/m全烃/%C1/%C2/%C3/%iC4/%nC4/%C2/C3WhBh
3 4422.1681.5800.0960.0480.0120.0072.009.3525.01
3 4436.6254.1270.2920.1490.0350.0211.9610.7521.56
3 4447.0014.9040.3290.1650.0390.0221.9910.1723.15
3 4453.4932.7940.1750.0860.0200.0122.039.4925.16
3 4661.4841.1210.0690.0400.0100.0061.7310.0321.25
3 4672.2281.7260.1020.0630.0150.0091.629.8721.01
3 4682.1741.6980.1030.0660.0160.0091.5610.2519.79
3 4693.4512.3960.1700.1070.0230.0141.5911.5917.82
3 4703.4952.6670.1880.1160.0250.0151.6211.4218.30
3 4774.2502.7240.2180.1200.0260.0191.8212.3317.38
3 4787.2444.5290.3730.2210.0320.0251.6912.5717.63
3 4797.2234.7240.3690.2070.0290.0141.7811.5920.37
3 4805.9654.0130.2980.1580.0250.0151.8911.0021.77
3 4813.1061.8840.0950.0460.0110.0072.077.7830.92
3 4822.1231.3070.0820.0380.0080.0042.169.1727.78

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4 结 论

本文通过对红星地区沙三段火成岩储集层气测参数的分析,结合试油数据,建立了该地区沙三段火成岩储集层的气测录井参数解释标准。经过试油验证后准确性较高,由于应用的时间较短,在参数的准确程度上,还有待于进一步完善。该标准的建立,对火成岩储集层获得工业油气流的井,具有指导意义。为今后火成岩储集层的油气层解释评价提供了可靠的依据。

The authors have declared that no competing interests exist.


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