郝丽萍
, 刘俊东
Hao Liping, Liu Jundong, Zhao Ran, Dou Rusheng, Jia Fan, Xu Ming, Li Heng, Chang Jingchun, Sheng Lanmin
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
责任编辑:
收稿日期: 2019-05-5
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 郝丽萍 高级工程师,1974年生,1998年毕业于江汉石油学院测井专业,现在中国石油集团测井有限公司天津分公司从事测井资料解释评价及项目研究工作。通信地址:300280 大港油田红旗路中油测井天津分公司。电话:(022)25964556。E-mail:HaoLP@cnpc.com.cn
展开
摘要
苏里格气田致密砂岩储集层埋藏深、孔隙度低、渗透性差、孔渗关系及孔隙结构复杂,储集层有效性识别困难。测井束缚水饱和度的大小和录井气测全烃数值的高低均是识别储集层有效性的关键参数。利用岩石物理实验数据,分别从岩性、物性及孔隙结构等方面分析了储集层束缚水饱和度影响因素,在此基础上将储集层分为单峰孔隙结构束缚水饱和度大于30%和双峰孔隙结构束缚水饱和度小于30%两类,并分别建立了束缚水饱和度计算模型,准确求取储集层束缚水饱和度,同时利用自然伽马、声波时差、补偿密度、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等测井关键参数与录井关键参数气测全烃数值绘制储集层有效性识别图板,建立了储集层有效性测录井关键参数判别标准,用于苏里格气田苏20区块和苏76区块50余口井307层进行有效性评价。结果显示,通过生产数据验证符合284层,储集层有效性识别符合率达到92.5%,生产应用效果良好。
关键词：
Abstract
Tight sandstone reservoir in Sulige Gas Field has deep burial depth, low porosity, poor permeability, complex porosity permeability relationship and pore structure. It is difficult to identify reservoir effectiveness. Bound water saturation of well logging and gas logging total hydrocarbon value of muel logging are the key parameters to identify reservoir effectiveness. The influencing factors of bound water saturation of reservoir were analyzed from lithology, physical property and pore structure by using experimental data of petrophysics. Based on this, the reservoirs are divided into two types: the bound water saturation of single peak pore structure is more than 30% and the bound water saturation of double peak pore structure is less than 30%. The calculation models of bound water saturation were established respectively to accurately calculate the bound water saturation of reservoirs. At the same time, the key parameters of well logging such as natural gamma, interval transit time, compensated density, porosity, permeability, and bound water saturation and gas logging total hydrocarbon value of mud logging key parameters were used to draw the identification chart of reservoir effectiveness respectively. The criteria for distinguishing reservoir effectiveness with key parameters of well logging and mud logging were established. The criteria were used to evaluate the effectiveness of 307 layers of more than 50 wells in blocks S 20 and S 76. The results show that the production data validation conforms to 284 layers. The coincidence rate of reservoir effectiveness identification is 92.5%, and the production application effect is good.
Keywords：
在常规的油气藏测井评价中,利用岩心毛管压力实验,可以准确计算出束缚水饱和度的大小,尤其是随着越来越多的测井新技术的广泛应用,如核磁共振测井、微电阻率扫描成像测井等,可以对岩石的微观特征进行深入研究,使得计算出的束缚水饱和度准确率和可靠性大幅提高[1]。以上束缚水饱和度计算必须立足于岩心毛管压力实验或核磁共振测井,但实际生产应用中很难做到每口井都进行钻井取心作业或录取核磁共振测井资料,必须开展利用常规测井资料进行束缚水饱和度计算方法研究。
本文基于苏里格气田苏20区块和苏76区块低孔低渗岩心岩石物理实验数据分析,将储集层分为单峰孔隙结构束缚水饱和度大于30%和双峰孔隙结构束缚水饱和度小于30%两类,并按储集层类别分别建立了束缚水饱和度计算模型,在此基础上利用录井气测全烃和测井束缚水饱和度等关键储集层参数建立储集层有效性识别图板,判别储集层有效性应用效果良好。
为建立束缚水饱和度计算模型,对苏里格气田苏20区块和苏76区块S 20-21,S 76-12等6口井55块低孔低渗岩心岩石物理实验数据进行了分析,在束缚水饱和度影响因素分析的基础上进行了束缚水饱和度计算方法研究。
由岩心分析孔隙度和岩心分析渗透率关系图(图1)可见,苏里格气田岩石岩心分析孔隙度大部分小于15%,渗透率均低于10 mD,属于低孔低渗储集层。相对于高孔高渗储集层而言,低孔低渗储集层束缚水饱和度的影响因素往往更加复杂,导致准确求取束缚水饱和度的难度增加。不同类型的储集层束缚水饱和度影响因素各不相同。其中岩石本身的性质是影响束缚水饱和度变化的主要因素。
1.1.1 岩性影响因素分析
束缚水饱和度大小与岩石黏土矿物含量及岩石粒度密切相关。由于黏土矿物颗粒很细,若黏土矿物含量越高,则岩石比表面积和表面能越大,就能够吸附更多的水成为束缚水,故黏土矿物含量增加,对应的束缚水饱和度也会增加。岩石颗粒的粒度范围很广,最大可以达到米级,小则可达微米级,反映岩石粒度分级的参数是粒度中值,岩性越细,粒度中值越小,对应的岩石束缚水饱和度越高[2]。在测井曲线响应特征上,最能反映岩性的曲线为自然伽马曲线,岩性越细,自然伽马数值越高,将不同井自然伽马测井曲线进行归一化,定义自然伽马相对值(ΔGR,无量纲),计算公式为:
ΔGR=(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)
式中:GR为储集层自然伽马测量值,API;GRmax为目的层段自然伽马最大值,API;GRmin为目的层段自然伽马最小值,API。
利用岩心所对应的储集层求取自然伽马相对值,然后作自然伽马相对值与岩心分析束缚水饱和度关系图(图2)。由图2可见,随着岩性变细,自然伽马数值增大,自然伽马相对值也增大,岩心分析束缚水饱和度升高,即岩心分析束缚水饱和度随着岩性变细呈增大趋势,但束缚水饱和度大于30%和束缚水饱和度小于30%时数据点明显处于两个不同的区域,呈现不同的增长趋势。
1.1.2 物性影响因素分析
代表岩石物性的参数主要为孔隙度和渗透率。岩石的孔隙度是衡量岩石储集油气能力的参数,岩石的渗透率是衡量岩石渗流能力的指标[3]。岩石的孔隙度和渗透率能间接反映岩石的束缚水饱和度。对于孔隙结构简单的岩石,具体表现为孔隙度大的岩石,渗透率也较大,喉道较粗,形成的束缚水往往较少;反之,孔隙度小的岩石,渗透率较低,喉道细,容易形成较多的束缚水,即束缚水饱和度随着孔隙度和渗透率的增大而减小[4]。但是对于低孔低渗储集层,孔隙结构相对复杂,储集层束缚水饱和度与孔隙度和渗透率的关系也就相对复杂。由岩心分析孔隙度与岩心分析束缚水饱和度关系图(图3)可见,当束缚水饱和度大于30%时,随着孔隙度增大,束缚水饱和度呈减小趋势,但当束缚水饱和度小于30%时,束缚水饱和度与孔隙度没有明显相关关系;由岩心分析渗透率和岩心分析束缚水饱和度关系图(图4)可见,随着渗透率增大,束缚水饱和度呈减小趋势,但束缚水饱和度大于30%和束缚水饱和度小于30%时数据点明显处于两个不同的区域,其减小趋势有所不同。
1.1.3 孔隙结构影响因素分析
孔隙结构是指岩石孔隙与喉道的几何形状、大小、分布及相互连通的关系[5]。对于低孔低渗岩石而言,束缚水饱和度高低不仅受岩石宏观物性控制,也与岩石微观孔隙结构密切相关。利用实验室岩心核磁共振实验可以了解岩石的微观孔隙结构。核磁共振横向弛豫时间T2可用来描述信号衰减的快慢,与孔隙直径相对应,小孔径对应短T2,大孔径对应长T2[6]。通过苏20区块和苏76区块24块岩心核磁共振实验分析得知,该地区岩石孔隙结构分为具有单峰特征的孔隙结构(图5)和双峰特征的孔隙结构(图6)。单峰特征的孔隙结构是指核磁共振T2 谱具有一个明显的峰值,峰值位于1.0 ms偏右,峰值的位置及幅度决定了岩石束缚水饱和度的大小,图5所示14块岩心具有单峰孔隙结构,岩心分析束缚水饱和度均大于30%;双峰特征的孔隙结构是指核磁共振T2 谱具有2个明显的峰值,一个峰值是微细孔喉峰值,T2 谱峰值大概位于2 ms左右,另一个峰值是中粗孔喉峰值,T2 谱峰值基本位于50~100 ms之间, 其中微细孔喉峰值的高低决定束缚水饱和度的高低,而中粗孔喉峰值高低决定地层的生产能力。岩石微细孔喉幅度越高,束缚水饱和度越高;中粗孔喉幅度越高,束缚水饱和度越低[6]。图6所示10块岩心具有双峰孔隙结构,岩石中粗孔喉T2 谱峰值明显高于微细孔喉T2 谱峰值,束缚水饱和度偏低,以可动流体为主,岩心分析束缚水饱和度小于30%。
基于以上束缚水饱和度岩石性质影响因素分析可见,岩石孔隙结构不同,束缚水饱和度高低不同。通过对岩心实验数据分析发现,苏20区块和苏76区块岩石孔隙结构分为两种,双峰孔隙结构岩石束缚水饱和度小于30%,束缚水饱和度大小与渗透率和自然伽马相对值相关关系明显,随着渗透率增大,束缚水饱和度减小,随着岩性变细,自然伽马相对值增大,束缚水饱和度增大,而与孔隙度相关关系不明显;单峰孔隙结构岩石束缚水饱和度大于30%,束缚水饱和度大小与渗透率、孔隙度和自然伽马相对值相关关系都比较明显,随着孔隙度和渗透率增大,束缚水饱和度减小,随着岩性变细,自然伽马相对值增大,束缚水饱和度增大(图7)。由此利用孔隙度(ϕ,单位%)、渗透率(K,单位mD)和自然伽马相对值(ΔGR)进行多元回归,建立束缚水饱和度(Sws,单位%)计算公式。
当束缚水饱和度小于30%,考虑渗透率和自然伽马相对值,束缚水饱和度计算公式如下:
Sws=-8.24K+95.38ΔGR+35.93
当束缚水饱和度大于30%,考虑孔隙度、渗透率和自然伽马相对值,束缚水饱和度计算公式如下:
Sws=-1.006ϕ-3.805K+28.74ΔGR+62.939
利用束缚水饱和度计算方法对苏20区块和苏76区块的S 20-13,S 76-6等共计100余口井测井资料进行了处理。
图8中第7道为S 76-6井测井计算束缚水饱和度与岩心分析束缚水饱和度对比结果。从图8可以看出,本井岩心实验束缚水饱和度小于30%有两个数据点,其他岩心实验束缚水饱和度大于30%,利用上述计算方法计算束缚水饱和度和岩心分析束缚水饱和度数值基本一致,计算方法可靠。
利用1.2节所建立的两个束缚水饱和度计算模型对苏20区块和苏76区块的S 20-13、S 76-6等共计100余口井测井资料进行了处理,求取出储集层束缚水饱和度,同时筛选出50余口井100余层进行过生产验证的储集层,与试气资料结合划分出气层、差气层和干层,建立储集层自然伽马、声波时差、补偿密度、孔隙度、渗透率及束缚水饱和度与气测全烃测录井参数判别标准(表1),并构建全烃与测井参数关系图板(图9)。由判别标准可知,当声波时差小于210 μs/m,补偿密度大于2.55 g/cm3,孔隙度小于6.0%,渗透率小于0.2 mD,束缚水饱和度大于70%或是气测全烃小于2.0%时,储集层为干层,试气没有产能,为无效储集层。尽管自然伽马所对应的气层、差气层与干层的数据点界限不明显,有效储集层下限值难以确定,但从图9a可见,对于气层,自然伽马值小于60 API。
表1 储集层有效性识别测录井关键参数判别标准
| 储集层 类型 | 自然伽马/ API | 声波时差/ (μs·m-1) | 补偿密度/ (g·cm-3) | 孔隙度/ % | 渗透率/ mD | 束缚水 饱和度/% | 气测全烃/ % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 气层 | ≤60 | ≥220 | ≤2.5 | ≥9.0 | ≥0.35 | ≤55 | ≥7.0 |
| 差气层 | ≤70 | 210~220 | 2.5~2.55 | 6.0~9.0 | 0.2~0.4 | 55~70 | 2.0~7.0 |
| 干层 | 40~80 | <210 | >2.55 | <6.0 | <0.2 | >70 | <2.0 |
在束缚水饱和度影响因素分析基础上建立了束缚水饱和度计算模型,对苏里格气田苏20区块和苏76区块储集层束缚水饱和度进行准确求取,同时利用自然伽马、声波时差、补偿密度、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等测井参数与录井气测全烃建立储集层有效性识别图板,制定了储集层有效性测录井关键参数判别标准,利用该判别标准对苏20区块S 20-13,苏76区块S 76-6等50余口井307层进行评价。结果显示,通过生产数据验证符合284层,储集层有效性识别符合率达到92.5%。
S 76-6井是苏里格气田苏76区块的一口生产井(图10),石盒子组盒8底储集层自然伽马曲线反映非均质性较强,电阻率曲线高低变化较剧烈,将63、64、65、67号层利用测录井关键参数关系图板进行有效性识别可见,63、67号层落在图板气层区,64号层落在图板差气层区,65号层落在图板干层区,63、64、67号层为有效储集层,65号层为无效储集层(图9)。63、67号层压裂试气,无阻流量12.113 3×104 m3,投产后平均产气1.285 8×104 m3/d,试气结论为气层,评价结果与试气结论一致。
本文在对苏里格气田低孔低渗储集层束缚水饱和度受岩石岩性、物性、孔隙结构等影响因素分析基础上,将储集层分为单峰孔隙结构束缚水饱和度大于30%和双峰孔隙结构束缚水饱和度小于30%的两类,进而分别建立了束缚水饱和度计算模型,通过与岩心实验结果对比分析可见计算结果可靠。同时利用自然伽马、声波时差、补偿密度、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等测井关键参数与录井关键参数气测全烃数值建立一系列图板,制定了储集层有效性测录井关键参数判别标准,利用该判别标准对目标区块50余口井307层进行评价,其中通过生产数据验证符合284层,储集层有效性识别符合率达到92.5%,取得了良好的应用效果,在苏里格气田具有推广应用普适性。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
莺歌海盆地束缚水饱和度影响因素研究 [J].Influential factors of irreducible water saturation in Yinggehai Basin [J]. |
| [2] |
低渗透油藏束缚水饱和度测定及影响因素分析 [J].The measure of irreducible water saturation of low permeability reservoir and its influencing factors is analyzed [J]. |
| [3] |
|
| [4] |
XX盆地低渗储层束缚水饱和度计算方法研究 [J].Study on the methods to calculate the irreducible water saturation of low permeability reservoirs in XX Basin [J]. |
| [5] |
|
| [6] |
核磁共振测井技术在储层评价中的应用 [J].Application of NMR logging technique in reservoir evaluation [J]. |
/
| 〈 |
|
〉 |
