0 引 言
大斜度井由于目的层井斜角过大,岩屑受钻杆挤压和岩屑床的影响返出地面时十分细碎,不但失真严重,代表性差,而且含油岩屑存在严重的分散、混杂、滞留、拖尾的现象,工程实践证明常规录井技术己很难满足大斜度井油气显示识别的需要[1]。
岩屑图像技术是对现场采集的岩屑样品进行二次分选,选取代表性强、特征清晰的岩屑进行荧光数码图片采集,应用软件处理、分析、识别含油性特征,避免了人为误差,大幅提升了岩屑录井的技术含量,目前在垂直井中已作为一项成熟的录井技术被广泛应用[2,3,4],但是该项技术的垂直井应用方法在大斜度井中应用时出现了严重的不适应现象,为了继续发挥岩屑图像技术在油气显示识别及储集层含油性评价中的优势,迫切需要研究该项技术的大斜度井应用方法。
1 岩屑图像技术在大斜度井中遇到的困难
岩屑图像技术通过计算机实现了岩屑表征信息的再论。
1.1 垂直井含油显示识别方法
岩屑图像技术是利用石油中所含芳烃成分在紫外光照射下能够被激发并发射荧光的特性,由于在HSV空间中,色调与光波波长是对应的,不同的荧光色调对应不同的光波波长,不同的波长发出的荧光颜色也不同,而荧光颜色可反映不同的原油特征,据此可进行样品是否含油及含油量的检测[5,6,7]。
根据录井资料采集规范要求,将含油砂岩百分含量大于1%的岩屑定为含油显示,因此在垂直井中应用岩屑图像技术识别含油显示时,只需通过软件设置单一阈值,将荧光面积大于1%的岩屑定为含油显示,而对于荧光面积低于1%的岩屑按照非显示层处理。
1.2 垂直井应用方法在大斜度井中遇到的困难
大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12]。岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据。这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置。
2 岩屑图像技术与大斜度井含油显示识别
针对大斜度井萨葡夹层暗色泥岩滞留后对葡萄花油层顶部统计数据造成的影响,通过改进软件功能将暗色泥岩荧光面积值从总荧光面积值中扣除,以保证统计数据的真实准确;通过增加岩屑荧光面积差值和比值两项处理参数,将含油显示与基值的差幅放大,将二者形成的曲线分离,利用差值、比值两项参数曲线的变化趋势判断含油显示位置,从而解决大斜度井油气显示识别的难题。
2.1 大斜度井岩屑图像数据处理方法
大庆油田葡萄花油层大斜度井目的层上方萨葡夹层内的暗色泥岩与含油砂岩相似,均具有荧光特征且同样存在滞留和拖尾现象,导致目的层中上部的荧光面积原始数据中存在假的显示数据,这给后期通过荧光面积数据判断含油显示位置带来很大的干扰。为了保障含油显示识别方法的应用效果,必须先对原始采集数据进行处理,剔除其中假的荧光面积数据。
通过对比萨葡夹层暗色泥岩与葡萄花油层含油砂岩的荧光特征(图1),发现二者在荧光颜色上差距较大:暗色泥岩的荧光颜色为暗黄色,而含油砂岩的荧光颜色为黄-亮黄色。通过重新制作数据统计模板将暗色泥岩荧光面积从总荧光面积中扣除,从而提高了岩屑图像分析数据的准确度。
2.2 大斜度井岩屑显示识别方法
大斜度井受岩屑床的影响,含油岩屑分散、拖尾现象严重,基值起伏变化较大,岩屑含油显示增幅降低,尤其是薄差层含油砂岩经过岩屑床运移到达地面后,相对含量变得更少,而且现有技术还无法将流失含油岩屑还原复位。
通过分析大斜度井岩屑运移特征,发现含油岩屑返出地面时,剩余量依然远远大于流失量,只是受基值抬升的影响,薄差层含油岩屑百分含量增加幅度被明显降低,导致薄差层含油显示不易识别;但如果将含油显示与基值的差量放大,仍然可以实现含油显示位置的准确识别。因此,优选岩屑荧光面积差值(简称差值)和岩屑荧光面积比值(简称比值)两项处理参数,利用这两者曲线的变化趋势落实大斜度井含油显示位置。
差值计算公式:ΔAn=An-
比值计算公式:Yn=An/
式中:ΔAn为差值,%;Yn为比值;An为当前分析点岩屑荧光面积值,%; 为分析点之前m个点的岩屑荧光面积平均值,%。
通过岩屑荧光面积差值、比值两项参数的数值大小以及两条曲线的变化幅度,将含油显示与基值的差幅放大,进而将二者形成的曲线进行分离,可以将应用垂直井方法漏掉的含油显示识别出来,从而实现含油显示的准确识别。
根据大庆油田葡萄花油层24口大斜度井试油资料,综合分析试油数据和荧光面积差值、比值以及含油显示厚度数据,建立了岩屑图像技术储集层含油性评价标准(表1)。
3 应用效果分析
应用岩屑图像技术对大庆油田大斜度井含油显示进行识别,并应用岩屑图像技术储集层含油性评价标准,对5口新井共19个储集层进行了含油性评价,解释结果符合17层,符合率达到89.4%。
3.1 数据处理及显示识别方法应用效果分析
P 55-X2井是一口大斜度井,目的层为葡萄花油层,最大井斜为32°,该井进行了岩屑录井、井壁取心录井以及岩屑图像采集分析。以井壁取心和测井资料为准,对大斜度井岩屑图像数据处理效果和显示识别方法的准确度进行评定。
在1 6841 703 m井段进行了岩屑图像采集分析,数据显示荧光面积大于1%的异常点共有7个,分别为1 686 m(8.2%)、1 688 m(3.5%)、1 690 m(10.2%)、1 692 m(6.1%)、1 694 m(9.4%)、1 696 m(4.2%)、1 698 m(3.9%)。通过软件扣除暗色泥岩荧光面积之后,荧光面积大于1%的异常点减为4个,分别为1 690 m(9.5%)、1 692 m(5.4%)、1 694 m(8.7%)、1 698 m(2.5%),与井壁取心和测井资料对比发现,处理后的岩屑显示剖面符合率有明显的提高(图2)。
图2 P 55-X2井暗色泥岩荧光面积扣除前后分析数据准确度对比
该井1 6841 720 m井段内岩屑图像资料应用垂直井方法处理后,荧光面积大于1%的异常点共有5个,分别为1 690 m(9.5%)、1 692 m(5.4%)、1 694 m(8.7%)、1 698 m(2.5%)、1 716 m(4.9%),对应3层岩屑含油显示。应用差值、比值法处理后的数据共发现6个异常点,分别为1 690 m(差值9.1%/比值26.4)、1 692 m(差值5.1%/比值15.1)、1 694 m(差值8.3%/比值24.2)、1 698 m(差值1.3%/比值6.9)、1 706 m(差值0.7%/比值5.1)、1 716 m(差值2.7%/比值9.0),对应4层岩屑含油显示,其中1 706 m由于荧光面积仅为0.9%,小于阈值1%,在应用垂直井方法处理时被当做非显示层切掉了。
应用差值、比值法将含油显示进行放大后,成功识别出该薄差层显示,后期该层井壁取心取获两颗油斑粉砂岩,验证了新方法的准确性(图3)。
图3 P 55-X2井两种岩屑图像技术识别岩屑显示效果对比
3.2 储集层含油性评价标准应用效果分析
大庆油田P 47区块位于某湖区内,为了对该区水域下葡萄花油层进行有效开发,甲方布置了15口大斜度井,录井通过应用大斜度井岩屑图像显示识别方法,准确识别出油气显示,没有出现漏掉油层情况,取得了很好的应用效果。
P 96-X1井是P 47区块内目的层井斜角为61°65°的大斜度井,该井1 6601 700 m井段进行了岩屑录井和岩屑图像采集分析(图4)。通过差值、比值连续曲线反映该井段内共出现11个异常点:1 670 m(差值14.3%/比值7.2)、1 671 m(差值15.5%/比值7.8)、1 672 m(差值16.2%/比值8.1)、1 675 m(差值6.1%/比值4.0)、1 676 m (差值7.5%/比值4.3)、1 683 m(差值6.9%/比值4.5)、1 684 m(差值4.5%/比值2.1)、1 685 m(差值6.1%/比值4.1)、1 688 m(差值0.5%/比值2.4)、1 696 m(差值7.8%/比值4.3)、1 698 m(差值1.3%/比值2.3),分别归位于29-34号层,归位情况为:29号层(1 670 m、1 671 m、1 672 m),30号层(1 675 m、1 676 m),31号层(1 683 m、1 684 m、1 685 m),32号层(1 688 m),33号层(1 696 m),34号层(1 698 m)。
依据岩屑图像技术储集层评价标准,29号层含油性较好,30、31、33号层含油性中等,32、34号层含油性较差;结合测井曲线,将29号层解释为油层,30、31、33号层解释为差油层,32、34号层解释为干层。该井常规试油测试,29-31、33号层合试产油15.64 t/d,试油结论为高产工业油层;29号层单试产油11.23 t/d, 试油结论为高产工业油层,分析认为29-31、33号层合试时主要产能贡献来自于29号层,证实了此前分析判断的正确性。
4 结 论
(1)大斜度井受钻井工艺及井眼轨迹等多因素影响,岩屑细碎,含油显示分散、滞留严重,储集层油气显示准确识别难度大。
(2)大庆油田葡萄花油层上方的暗色泥岩也具荧光特征,导致目的层中上部的荧光面积原始数据中存在假的显示数据,给后期通过荧光面积数据判断含油显示位置带来很大的干扰。通过重新制作数据统计模板将暗色泥岩荧光面积从总荧光面积中扣除,从而提高了岩屑图像分析数据的准确度。
(3)岩屑图像技术常规方法,通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置,在大斜度井中应用时受到了很大的限制。通过增加荧光面积差值、比值两项参数,应用曲线法,有效地将含油显示与基值分离,将二者间的差幅放大,明显提高了大斜度井含油显示识别准确性,尤其是薄差层含油显示识别的准确性。
The authors have declared that no competing interests exist.
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岩屑图像分析新技术简介
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2006
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1
2008
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度大位移定向井岩屑录井技术研究与应用
1
2003
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度大位移定向井岩屑录井技术研究与应用
1
2003
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度井井眼清洁状况分析及应用研究
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2011
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度井井眼清洁状况分析及应用研究
1
2011
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度井岩屑床分析及新型井眼清洁工具应用
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2018
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度井岩屑床分析及新型井眼清洁工具应用
1
2018
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
冀东油田大斜度井及水平井岩屑床厚度分析
1
2007
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
冀东油田大斜度井及水平井岩屑床厚度分析
1
2007
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
冀东油田大斜度井地质录井技术应用研究
1
2015
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
冀东油田大斜度井地质录井技术应用研究
1
2015
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度井中钻井液携屑规律的实验研究
1
1997
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
大斜度井中钻井液携屑规律的实验研究
1
1997
... 大庆油田葡萄花油层大斜度井最大井斜角一般在30°75°之间,受大井斜的影响,岩屑沿井壁上返的过程中在重力、钻井液浮力、井壁摩擦力等多种因素的共同作用下,会暂时沉积在井筒下井壁一侧而形成岩屑床[8,9,10,11,12].岩屑床中的岩屑在继续运移过程中会出现推进、跳跃、悬浮等多种复杂的运移模式,导致含油岩屑分散、滞留、拖尾现象严重[13,14,15],使岩屑图像技术通过设定单一的、固定的阈值来确定含油显示位置的常规方法在大斜度井中应用时受到了很大的限制,经常出现丢失显示的现象;同时受上部地层萨葡夹层滞留的暗色泥岩的影响,目的层中上部存在大量的假荧光数据.这些因素导致该项技术的垂直井应用方法在大庆油田葡萄花油层大斜度井中无法准确识别、判断岩屑含油显示位置. ...
, 杨贺臣
