何为
, 邹国亮
He Wei, Zou Guoliang, Lei Jingchao, Fang Tieyuan, Jiao Yanshuang, Chen Shilei, Wang Shouyi, Wang Haitao
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
责任编辑:
收稿日期: 2019-04-20
网络出版日期: 2019-06-25
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 何为 工程师,1982年生,2003年毕业于大庆石油学院资源勘查工程专业,现在中国石油长庆油田分公司勘探事业部工作。通信地址:710018 陕西省西安市未央区凤城四路长庆油田综合科研楼D 508。电话:15289360530。E-mail:hewei001_cq@petrochina.com.cn
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摘要
从红外光谱录井技术原理及技术特点着手,通过对近几年长庆区域红外光谱资料的分析研究,结合鄂尔多斯盆地油藏特征及储集层岩心物性分析、试油等资料,建立了适合长庆区域油藏特征的储集层流体性质解释评价方法。纵向上以全烃曲线的高低结合气体比率变化情况定性识别未知储集层所含流体的性质,建立了录井储集层流体性质定性解释标准,同时优选了红外光谱录井敏感参数,建立了储集层能量系数Q与重烃指数CHS定量解释图板,两种解释方法相结合显著提高了红外光谱气体录井在长庆区域油探井储集层解释评价中的实用性和准确率,形成了一整套较为可靠的资料解释评价方法。经过大量油探井数据验证,在完成的83口井中,储集层油水层解释符合率高达80%以上。该方法解决了长庆区域油探井快速钻井条件下油气层识别评价的技术难题,具有较好的推广价值。
关键词：
Abstract
Based on the principle and characteristics of infrared spectral logging technology, the infrared spectrum data of Changqing region in recent years were analyzed and studied. Combining with the reservoir characteristics, the physical property analysis of reservoir core, well testing and other data in Ordos Basin, an interpretation and evaluation method of reservoir fluid properties suitable for oil reservoir characteristics in Changqing region was established. Vertically, the properties of the fluid contained in the unknown reservoirs can be identified qualitatively by the peak value total hydrocarbon curve and the changes of gas ratio, and the qualitative interpretation standards for fluid properties of mud logging reservoirs were set up. At the same time, the sensitive parameters of infrared spectral logging were optimized, and the quantitative interpretation chart of reservoir energy coefficient (Q) and heavy hydrocarbon index(CHS) was established. The combination of the two interpretation methods significantly improves the practicability and accuracy of infrared spectral gas logging in reservoir interpretation and evaluation of oil exploration wells in Changqing region. A complete set of reliable data interpretation and evaluation methods have been formed. Verified by a large number of data from oil exploration wells,the interpretation coincidence rate of oil and water layers in the reservoirs of 83 completed wells is over 80%. This method solves the technical problem of hydrocarbon reservoir identification and evaluation under the condition of rapid drilling of oil exploration wells in Changqing region, and has good popularization value.
Keywords：
为了缩短建井周期,压缩钻井成本,提高经济效益,长庆区域油探井大多采用螺杆钻具加PDC钻头钻井技术,极大地提高了钻井生产时效[1,2]。当前,如何适应日益广泛应用的钻井新技术,更加及时准确地发现、评价油气层,已成为亟待解决的技术难题,也越来越引起人们的重视;同时,随着鄂尔多斯盆地勘探的不断深入,所面对的勘探对象勘探难度日趋加大,高电阻率水层、低电阻率油层及薄油层广为发育,对这些储集层的含油、含水性识别及评价难度很大,单凭常规的测井及录井技术难以准确判识,其中新勘探层系油层的快速识别评价问题更为突出[3]。为了更加快捷、准确地识别评价油气层,引进新技术,开展新的解释评价方法研究显得日益重要[4]。
红外光谱录井技术在长庆区域油探井自2008年开始用于进行解释评价方法研究,采样检测项目为C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5、
长庆区域油探井主要分布在鄂尔多斯盆地及周边地区[5]。鄂尔多斯盆地面积大,具有良好的勘探开发前景,尤其是中生界和古生界地层,蕴藏有丰富的石油、天然气资源,但该盆地储集层是典型的低渗透油气藏,一般为低渗透率、低电阻率、低饱和度油气藏相伴生[6]。长庆区域油探井中生界主要发育三叠系延长组、侏罗系延安组两套含油层系[7]。油探井储集层渗透率低、非均质性强、油气藏类型复杂、横向变化大,油层存在消光、低电阻率等特点[8]。
红外光谱录井分析主要依据不同的分子对不同波长(或波数)红外辐射选频吸收的原理,样品通过红外光辐射后吸收一部分光能,引起分子振动和转动能级之间跃迁,使透射光强度减弱,记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到相应气体的红外光谱。红外光谱录井技术具有分析速度快、检测参数丰富、延迟时间短、稳定性好、抗污染能力强、自动化与智能化程度高等特点,极大提高了现场发现油气层的及时性和评价的准确性 [9,10]。在勘探对象地质条件日趋复杂及新区新层问题突出的新形势下,通过解释评价方法的攻关研究,红外光谱录井技术高精度快速数据采集、多指标精细解释、多信息综合评价的优势逐渐显现。
为了寻找适用于长庆区域油探井油气层红外光谱解释方法,笔者收集了近2年在鄂尔多斯盆地伊盟隆起和伊陕斜坡实验工区的试油资料,从中选出进行红外光谱录井的30口井65个测试层段进行统计、计算,根据试油层位找出相对应的红外异常段,选择常用的全烃曲线趋势法、3H法、三角图板法、皮克斯勒法等方法进行油气层评价,发现各种解释方法的解释符合率都低于60%。储集层流体识别能力不强,而且解释规则大多较复杂。录井解释评价人员重新梳理思路,侧重对储集层油层、油水同层、含油水层或水层红外光谱特征响应值进行分析,建立了新的解释评价方法。
通过对大量资料分析研究发现,长庆区域油层的气体组分分布具有以下特点:在录井施工过程中,含油储集层一旦打开,破碎岩屑中的储集层信息随着钻井液的循环上返,各组分均明显增高。在油层段均表现为高碳组分递增幅度明显高于低碳组分,尤其各高碳组分与C1相比,均具有明显增高的递增幅度,表现为全烃曲线异常幅度明显。三种气体比率参数包括:轻中烃比率10C1/(C2+C3)2、轻重烃比率100(C1+C2)·/(nC4+nC5)3、重中烃比率(nC4+nC5)2/C3。因被钻开储集层气体组分齐全且含量高,故气体比率法参数显示特征表现为:轻中烃比率负向变化(左向峰),轻重烃比率亦负向变化(左向峰),重中烃比率呈正向变化(右向峰)。钻入油水同层的地层时,由于地层中的油、水同时向井筒中侵入,组分的变化主要反映在油层溶解气分离,水层的影响较小,因此,油水同层在红外光谱气测上与油层的特征相似,气测异常幅度明显,但变化幅度比油层小。当钻遇含油水层或水层地层时,地层中水占据了主要的储集空间,使得油层溶解气的能力改变,含水饱和度增大,各组分检测浓度明显降低,重组分nC4、nC5或检测不到,表现为全烃曲线异常幅度不明显或无异常(图1),含油水层显示特征为轻中烃比率负向变化(微左向峰)、轻重烃比率亦负向变化(微左向峰)、重中烃比率呈正向变化(微右向峰),水层显示特征为轻中烃比率负向变化(右向峰)、轻重烃比率亦负向变化(右向峰)、重中烃比率呈正向变化(左向峰)。
根据这一特征,形成了储集层流体性质定性判识方法——纵向趋势分析法。这是根据各参数曲线在储集层纵向变化趋势及各曲线的匹配关系直观进行储集层流体性质定性判识的一种方法,同时建立了录井储集层流体性质定性解释标准(表1)。
表1 长庆区域油探井录井储集层流体性质定性解释标准
| 参数曲线 | 代表地质意义 | 油层 | 油水同层 | 含油水层或水层 |
|---|---|---|---|---|
| 全烃(Tg) | 反映地层中烃类丰度, 是识别油层的第一方向性参数 | 高异常特征明显 | 高异常特征明显 | 无明显的正异常 特征或无正异常 |
| 轻中烃比率 | 以C1为参照,确定C2、 C3两种组分变化趋势, 代表轻组分变化 | 左向峰 | 左向峰 | 微左向峰/右向峰 |
| 轻重烃比率 | 以C1、C2为参照,确定nC4、nC5 两种单组分变化趋势, 是确定油层的第二方向性参数 | 左向峰 | 左向峰 | 微左向峰/右向峰 |
| 重中烃比率 | 反映地层中除C1、C2外其他烃类 的分布丰度,确定地层含油可能性 | 右向峰 | 右向峰 | 微右向峰/左向峰 |
定性解释是长庆区域油探井红外光谱录井资料储集层流体性质解释评价的基本方法之一,但该方法比较笼统,在储集层识别油层或者油水同层时,解释结果容易受人为因素影响,因此有必要建立红外光谱录井解释的量化标准。
红外光谱录井参数主要包括全烃、C1-C5组分值及其派生参数。如何从中优选出与储集层产能相关性强的参数,是建立评价图板、对储集层流体性质进行准确解释评价的基础。本文从统计的522个试油数据点分析发现,长庆区域油探井红外光谱资料中轻重烃组分普遍存在。一般情况下,储集层油气充注饱满,灌满系数(气测全烃异常厚度与储集层厚度之比)与全烃相对幅度(气测全烃异常值与全烃基值之比)都应该高,能量低则两者皆低。派生组合参数定性为储集层能量系数Q=(全烃异常值/全烃基值)×(全烃异常厚度/储集层厚度),储集层能量系数Q主要反映储集层含油性的好坏。当储集层含水时表现的特征为全烃和重烃含量降低,水层以少量C1、C2、C3为主,极少量C4、C5,把全烃和甲烷异常值与重烃值相乘,增大了重烃变化幅度,定义为重烃指数CHS=C1×(全烃异常值/全烃基值)×[(iC4+nC4+iC5+nC5)/(0.000 1+C3)],该参数主要反映储集层含水性。在此基础上建立了横坐标为储集层能量系数Q、纵坐标为重烃指数CHS的交会图板(图2)。
该井延长组长2段井段1 575.50~1 581.10 m,厚度5.6 m,岩性为灰褐色油斑细砂岩,油味淡,为灰褐色原油浸染色,含油岩屑占岩屑含量5%~10%,含油岩屑占同类岩屑含量10%~15%,湿照颜色黄色,产状不均匀,滴照颜色黄色,点滴试验Ⅱ级,系列对比9级,现场定级为油斑。
电测解释1 575.50~1 581.10 m井段,平均电阻率16.26 Ω·m,平均孔隙度15.37%,平均含油饱和度40.69%,平均渗透率10.99 mD,平均声波时差245.25 μs/m;测井显示该井段电阻率较高、物性好,且该套砂体顶底部上下无明显差异,测井解释为油水同层(图3)。
该井段红外光谱录井显示顶部全烃曲线饱满,呈明显的高异常特征,轻中烃比率及轻重烃比率呈左向峰变化,重中烃比率呈右向峰变化,变化幅度大(图3),依据全烃曲线高低与气体比率变化定性识别标准,符合油层或油水同层特征。分析该井段能量系数Q均值为20.12、重烃指数CHS均值为96.23,解释点落在图板上的油层区(图2),表明储集层不含水,为油层特征。
依据红外光谱曲线趋势分析识别法与解释图板综合分析,红外光谱录井最终解释结论为油层,试油结果产油21.92 t/d,不产水,红外光谱录井解释结论与试油结果相符。
该井延长组长2段井段1 890.00~1 904.00 m,厚度14.0 m,岩性为灰褐色油斑细砂岩,油味浓,为灰褐色原油浸染色,含油岩屑占岩屑含量5%~10%,含油岩屑占同类岩屑含量10%~15%,湿照颜色亮黄色,产状不均匀,滴照颜色亮黄色,点滴试验Ⅱ级,系列对比9级,现场定级为油斑。
电测解释1 888.30~1 907.40 m井段,平均电阻率5.80 Ω·m,平均孔隙度17.22%,平均含油饱和度28.08%,平均渗透率14.16 mD,平均声波时差252.49 μs/m;测井显示该井段电阻率较低、物性较好,测井解释为含油水层(图4)。
该井段红外光谱录井显示储集层全烃曲线较饱满,呈明显的高异常特征,轻中烃比率及轻重烃比率呈左向峰变化,重中烃比率呈右向峰变化,变化幅度大(图4),依据全烃曲线高低与气体比率变化定性识别标准,符合油层或油水同层特征。分析该井段能量系数Q均值为12.00、重烃指数CHS均值为21.82,解释点落在图板上的油水同层区(图2),表明储集层含水,为油水同层特征。
依据红外光谱曲线趋势分析识别法与解释图板综合分析,红外光谱录井最终解释结论为油水同层,试油结果产油6.04 t/d,产水8.40 m3/d,红外光谱录井解释结论与试油结果相符。
该井延长组长3段井段1 331.0~1 337.9 m,厚度6.9 m,岩性为灰褐色油斑细砂岩,油味浓,不污手,原油浸染色灰褐色,含油较饱满,油脂感弱,含油面积10%~15%,岩心无原油外渗,滴水试验缓渗,新鲜面干燥,无咸味,干后无盐霜,含油不均匀,直照荧光颜色消光,荧光产状消光,荧光面积消光,滴照黄白色,点滴试验Ⅱ级,系列对比11级,含油连通性较好,现场定级为油斑。电测解释1 331.0~1 337.9 m井段,平均电阻率27.89 Ω·m,平均孔隙度11.92%,平均含油饱和度42.23%,平均渗透率0.35 mD,平均声波时差233.42 μs/m;测井显示该井段电阻率较高、物性一般,测井解释为油水同层(图5)。
该井段红外光谱录井显示顶部全烃曲线不饱满,气测异常无明显的正异常特征,轻中烃比率及轻重烃比率呈微左向峰变化,重中烃比率呈微右向峰变化,变化幅度较小(图5),依据全烃曲线高低与气体比率变化定性识别标准,符合含油水层特征。分析该井段能量系数Q均值为1.75、重烃指数CHS均值为0.76,解释点落在图板上的含油水层区(图2),表明储集层含水,为含油水层特征。
依据红外光谱曲线趋势分析识别法与解释图板综合分析,红外光谱录井最终解释结论为含油水层,试油结果为油花,产水28.6 m3/d,红外光谱录井解释结论与试油结果相符。
利用红外光谱录井全烃曲线结合气体比率变化情况等曲线判断储集层流体性质在长庆区域油探井应用中见到了较好的效果,已经证明是有效的评价方法。通过以上参数可以直观比较轻中、轻重、重中烃比率的相对数值和变化规律,其突出优点是连续纵向参数评价方法改变了油气层解释评价过程中“以点代面”的传统模式,特别是现场可以较明显地反映地层的实际情况及油气水在纵向上的分布规律特征,便于同电测作横向对比。其尚存缺点是受解释人员的主观影响较大,但与能量系数Q和重烃指数CHS定量图板法相结合用于评价储集层,可得到较好的评价效果,增强了长庆区域油探井新钻井工艺条件下红外光谱录井在储集层解释中的准确性与适用性。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
螺杆钻具加PDC钻头钻井技术 [J].Drilling technology of screw drill and PDC bit [J]. |
| [2] |
鄂尔多斯盆地低渗透油气田钻井技术的应用 [J].Application of drilling in low permeability oil and gas fields in Ordos Basin [J]. |
| [3] |
红外光谱录井技术在长庆油田三低油气藏中的应用与实践 [J].Application and practice of infrared spectral logging technology in low porosity,low permeability and low resistance oil and gas reservoirs in Changqing Oilfield [J]. |
| [4] |
鄂尔多斯盆地低渗透油藏勘探新技术 [J].New technology for exploration of low permeability oil reservoirs in Ordos Basin [J]. |
| [5] |
长庆油田:全新模式促发展 [J].Changqing Oilfield:New model for development [J]. |
| [6] |
鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 [J].Exploration technology and prospect of low permeability oil-gas field in Ordos Basin [J]. |
| [7] |
鄂尔多斯盆地中生界低渗透岩性油藏形成规律综述 [J].A summary of formation rule for low permeability reservoir of Mesozoic in Ordos Basin [J]. |
| [8] |
鄂尔多斯盆地低渗透油气藏形成研究现状与展望 [J].Current status and prospects of formation of low permeability reservoirs in Ordos Basin [J]. |
| [9] |
红外光谱录井技术在镇北地区延长组储集层识别中的应用 [J].Application of infrared spectral logging technology in identification of Yanchang formation reservoir in Zhenbei area [J]. |
| [10] |
红外光气测录井技术应用研究 [J].The application and research of infrared light gas logging technology [J]. |
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