烃指数图板在渤中M油田的建立与应用

0 引 言

气测录井是在井口对地层油气显示情况进行连续监测的技术,在连续性、灵敏性上都具有其他录井方法不可比拟的优势。气测录井是井场发现和评价储集层流体的重要手段之一^[1]。利用气测数据对储集层流体评价的常规方法主要包括皮克斯勒图板法、3H图板法和三角形图板法等^[2],这些方法在实际应用中存在解释符合率较低的问题,其影响因素主要包括以下3方面:第一,气测录井采集的原始数据受到相关钻井工程参数的影响,所获相应储集层烃组分值代表性差,导致部分解释结论与实际差别比较大^[3];第二,地质条件、油气藏特征及原油性质等因素对烃组分的含量有较大的影响^[4];第三,基于烃组分含量和比值建立的常规气测图板及解释标准一般为区域性适用标准^[5],在图板建立过程中对地质条件及原油性质的细分程度不够,导致解释准确率较低^[6]。本文在对气测数据进行工程参数校正处理的基础上,针对不同流体性质建立高适用性的烃指数图板,在渤中M油田评价井的井场储集层流体解释中取得较好效果。

1 地质概况

渤中M油田位于渤海南部海域,处于渤南低凸起西段边界大断层下降盘,为典型的浅水三角洲沉积,以岩性和岩性-构造油气藏为主,发育Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个主力油层组。储集层主要为中-细粒岩屑长石砂岩,碎屑颗粒为石英、长石、岩屑及少量的云母和重矿物。受多期充注影响,该油田流体类型多样,流体性质复杂。勘探开发过程中获取的地质资料显示,Ⅰ、Ⅱ油层组主要发育中质油层、气层及水层,在20℃条件下地面原油密度为0.912~0.917 g/cm³,Ⅲ、Ⅳ油层组主要发育轻质油层和水层,在20℃条件下地面原油密度为0.850~0.856 g/cm³。Ⅰ、Ⅱ油层组和Ⅲ、Ⅳ油层组的原油性质具有明显的差异。

2 图板样本数据及参数的确定

为了提高解释图板的准确率和适用性,选取油田范围内已经落实流体类型的储集层,按照不同储集层及流体性质对原始气测数据分类,确保图板样本数据的准确性和代表性。引入工程系数对原始气测数据进行校正,降低钻井工程参数对气测数据的影响,同时提出了3个能反映渤中M油田储集层流体特征的烃指数参数。

2.1 样本数据范围

建立图板所需原始气测数据来自已知实际流体类型的储集层^[7]。储集层的选取遵循以下原则:渤中M油田范围内经过测试、取样、生产落实及测井综合解释的油层、气层、水层。建立图板所需的原始样本数据来自254层储集层,其中油层95层、气层53层、水层106层,具体样本数据结构见图1。

2.2 样本数据分类

渤中M油田Ⅰ、Ⅱ油层组储集层主要发育中质油油层、气层及水层,Ⅲ、Ⅳ油层组储集层主要发育轻质油油层和水层,这两类储集层流体性质存在明显的差异性,因此在图板建立过程中按照储集层和流体性质将原始样本数据分为两大类,分别建立Ⅰ、Ⅱ油层组中质油解释图板和Ⅲ、Ⅳ油层组轻质油解释图板,提高图板的适用性和解释准确率。

2.3 样本数据校正

正常钻井条件下,气测录井所测得的气体主要来自井眼的破碎气。破碎气的含量与单位时间内所破碎的岩石量有关,它主要受钻头直径、钻时及钻井液排量因素影响。为了降低工程参数对气测数据的影响,提高样本数据的质量,使不同井之间的气测数据有较好的横向对比性,引入工程校正系数E,对原始气测数据Gas(C₁、C₂、C₃、iC₄、nC₄、iC₅、nC₅)做如下处理:

Gas_校正=E·Gas_原始

E=4Qt/πD²

式中:Gas_原始为气测分析仪分析记录的原始烃组分数据,%;Gas_校正为工程系数校正后的烃组分数据,%;Q为钻井液排量,m³/min;t为钻时,min/m;D为钻头直径,m。

2.4 图板参数的确定

鉴于气测录井分析的甲烷(C₁)、乙烷(C₂)、丙烷(C₃)、异丁烷(iC₄)、正丁烷(nC₄)、异戊烷(iC₅)、正戊烷(nC₅)的相对含量能够在一定程度上反映储集层流体类型^[8],利用这些原始的烃组分数据定义3个烃指数:(1)针对本油田气层甲烷含量高的特征,建立反映气层特征的甲烷指数(COI);(2)为定量描述对比储集层气测全烃的纵向变化情况,建立全烃异常指数(TGI);(3)为定量描述对比各烃组分含量,建立烃组分指数(DTI)。具体公式如下:

COI=C₁/T_g (1)

TGI=T_g/T_b(2)

DTI=(10C₂+100C₃+1 000iC₄+1 000nC₄)/C₁ (3)

T_g=C₁+2C₂+3C₃+4iC₄+4nC₄+5iC₅+5nC₅ (4)

式中:T_g为储集层段气测全烃平均值,%;T_b为泥岩段气测全烃平均值,%;C₁、C₂、C₃、iC₄、nC₄、iC₅、nC₅分别为储集层段每米气测数据的平均值,%。

3 图板建立

依据储集层流体性质选取不同的图板参数,将对应的样本数据在图板上投点,可得到不同流体类型的有效识别区^[9]。共建立3个烃指数解释图板:Ⅰ、Ⅱ油层组中质油油层、气层评价图板,Ⅰ、Ⅱ油层组中质油油气层、水层评价图板及Ⅲ、Ⅳ油层组轻质油油层、水层评价图板。

3.1 Ⅰ、Ⅱ油层组中质油图板

在渤中M油田范围内选取Ⅰ、Ⅱ油层组中已知储集层流体类型的油层、气层、水层,利用工程校正系数E对储集层的原始气测数据进行处理,并分别计算3个烃指数COI、TGI、DTI的值。横轴选取全烃异常指数TGI,纵轴选取烃组分指数DTI,横坐标和纵坐标均采用对数刻度,建立图板A:Ⅰ、Ⅱ油层组中质油油气层、水层评价图板(图2)。通过图板A得到Ⅰ、Ⅱ油层组水层有效识别区和油气层有效识别区。

图板A对油气层和水层有较好的区分,对油层和气层的识别度较差。为解决该问题,横轴选择甲烷指数COI,纵轴选择烃组分指数DTI,横坐标采用算数刻度,纵坐标采用对数刻度,建立图板B:Ⅰ、Ⅱ油层组中质油油层、气层评价图板(图3)。通过图板B得到Ⅰ、Ⅱ油层组油层有效识别区和气层有效识别区。

综合应用图板A及图板B,可以对本油田Ⅰ、Ⅱ油层组的油层、气层、水层做出准确的解释评价。

3.2 Ⅲ、Ⅳ油层组轻质油图板

选取油田范围内Ⅲ、Ⅳ油层组油层和水层校正后的气测样本数据,横轴选取全烃异常指数(TGI),纵轴选取烃组分指数(DTI),纵坐标和横坐标均采用对数刻度,建立图板C:Ⅲ、Ⅳ油层组轻质油油层、水层评价图板(图4)。通过图板C可以得到Ⅲ、Ⅳ油层组油层有效识别区及水层有效识别区。

通过对图板C的应用,可以对本油田Ⅲ、Ⅳ油层组储集层的油层、水层做出准确的解释评价。

4 实例验证

在渤中M油田范围内选取两口井,这两口井的主要储集层的流体类型已经通过测井解释、电缆取样、钻杆测试及生产落实,应用烃指数图板解释评价气测异常井段,并将解释结论与实际储集层流体类型对比,以此验证烃指数解释图板的准确性。

4.1 渤中M-1井

渤中M-1井是渤中M油田的一口勘探开发一体化井,在Ⅰ、Ⅱ油层组2 057.02 275.0 m钻遇8层气测异常段,岩性为细砂岩,具荧光显示。对8层气测原始数据进行工程系数校正,并计算烃指数COI、TGI及DTI相应的值,见表1。

将这8层储集层的烃指数在图板A投点解释,确认5层油气层、3层水层(图2)。该解释结论对比实际流体类型符合率为100%。将5层油气层烃指数在图板B投点解释,确认4层气层、1层油层,其中一层(2 057.02 065.5 m)图板解释结论与实际储集层流体类型不符(图3)。这5层的图板B解释结论对比储集层实际流体类型符合率为80%。这表明,8层储集层经图板A及图板B的综合解释符合率为87.5%。

4.2 渤中M-2井

渤中M-2井是渤中M油田的一口围区评价井,在Ⅲ、Ⅳ油层组1 718.52 242.0 m钻遇18层气测异常段,岩性为细砂岩,具荧光显示。对这18层气测原始数据进行工程系数校正,计算全烃异常指数(TGI)、烃组分指数(DTI),见表2。

将18层储集层的烃指数在图板C投点解释,确认7层油层、11层水层,其中1 803.01 805.5 m和1 887.01 890.0 m两层图板解释均为水层,实际流体类型为油层(图4)。这18层的图板C解释结论对比实际储集层流体类型符合率为88.9%。

5 结 论

(1)图板参数是气测解释图板的关键,本文总结提出的3个烃指数参数——甲烷指数(COI)、全烃异常指数(TGI)及烃组分指数(DTI),对于油层、气层及水层有较好的区分度。

(2)为了消除油质对气测解释图板的影响,根据渤中M油田储集层的地质条件所建立的中质油和轻质油解释图板,在实例验证中其解释符合率分别为87.5%和88.9%,平均解释符合率为88.5%,有效提高了储集层流体解释符合率。

(3)针对不同油质创建分类解释图板为提高气测解释符合率提供了新的研究思路,但是图板的创建需要大量的录井、测井、测试、生产数据及对目标区域有较为充分的地质认识,因此该方法只适用于探明程度较高的区块,具有一定的局限性。

The authors have declared that no competing interests exist.

---

参考文献

文献选项

• 原文顺序
• 文献年度倒序
• 文中引用次数倒序
• 被引期刊影响因子

[1]	柳绿,王研,李爱梅,等. 深层气井气测录井资料校正处理及其解释评价 [J]. 录井工程,2008,19(3):37-40. [本文引用: 1]      LIU Lü,WANG Yan,LI Aimei,et al. Correction and evaluation of gas logging data in deep gas wells [J]. Mud Logging Engineering,2008,19(3):37-40. [本文引用: 1]
[2]	胡延忠,吴文明,孟建华. 气测录井烃类比值和烃气指数图板的建立与应用 [J]. 录井工程,2009,20(2):11-13. [本文引用: 1]      HU Yanzhong,WU Wenming,MENG Jianhua. The chart establishment and application of hydrocarbons ratio and hydrocarbon gas index for gas logging [J]. Mud Logging Engineering,2009,20(2):11-13. [本文引用: 1]
[3]	谭忠健,吴立伟,郭明宇,等. 基于烃组分分析的渤海油田录井储层流体性质解释新方法 [J]. 中国海上油气,2016,28(3):37-43. [本文引用: 1]      TAN Zhongjian,WU Liwei,GUO Mingyu,et al. A new method of mud logging reservoir fluid property interpretation in Bohai oilfields based on hydrocarbon components analysis [J]. China Offshore Oil and Gas,2016,28(3):37-43. [本文引用: 1]
[4]	方锡贤,程岩,熊玉芹,等. P2井特殊烃组分气测异常显示层探讨 [J]. 录井工程,2006,17(1):43-46. [本文引用: 1]      FANG Xixian,CHENG Yan,XIONG Yuqin,et al. Discussion on gas logging abnormal show zone with the special hydrocarbon components in P2 well [J]. Mud Logging Engineering,2006,17(1):43-46. [本文引用: 1]
[5]	马猛,谭忠健,谭伟雄,等. 气测交会图板解释方法在渤海X油田的应用研究 [J]. 录井工程,2017,28(4):56-60. [本文引用: 1]      MA Meng,TAN Zhongjian,TAN Weixiong,et al. Application research of gas measurement crossplot chart interpretation method in Bohai X oillfield [J]. Mud Logging Engineering,2017,28(4):56-60. [本文引用: 1]
[6]	王斌,张达清,谌飞雁,等. 彩南地区气测解释交会图版的研制与应用 [J]. 录井工程,2005,16(1):9-12. [本文引用: 1]      WANG Bin,ZHANG Daqing,SHEN Feiyan,et al. Development and application of crossplot chart for gas logging interpretation in Cainan area [J]. Mud Logging Engineering,2005,16(1):9-12. [本文引用: 1]
[7]	赵陈,董国富,屈晓阳,等. 气体组分图板法在渤中X构造油气层识别中的应用 [J]. 录井工程,2018,29(2):74-78. [本文引用: 1]      ZHAO Chen,DONG Guofu,QU Xiaoyang,et al. Application of gas component chart method in identification of hydrocarbon reservoirs in Bozhong X structure of [J]. Mud Logging Engineering,2018,29(2):74-78. [本文引用: 1]
[8]	杨卫东,陈亮,李万里,等. 主成分分析法在录井解释图板中的应用 [J]. 录井工程,2015,26(3):31-34. [本文引用: 1]      YANG Weidong,CHEN Liang,LI Wanli,et al. Application of principal component analysis method in mud logging interpretation chart [J]. Mud Logging Engineering,2015,26(3):31-34. [本文引用: 1]
[9]	徐德龙,李涛,黄宝华,等. 利用交会图法识别国外M油田岩性与流体类型的研究 [J]. 地球物理学进展,2012,27(3):1123-1132. [本文引用: 1]      XU Delong,LI Tao,HUANG Baohua,et al. Research on the identification of the lithology and fluid type of foreign M oilfield by using the crossplot method [J]. Progress in Geophysics,2012,27(3):1123-1132. [本文引用: 1]