杜鹏
, 陈泽升, 吐洪江
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: 2019-07-16
网络出版日期: 2019-09-25
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：杜鹏 工程师,2010年中国石油大学(华东)资源勘查工程专业本科毕业,2018年东北石油大学地质工程专业研究生毕业,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主要从事油气藏综合解释评价及特色录井技术应用工作。通信地址:124010 辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街77号录井公司。电话:(0427)7802194。E-mail:pdu.gwdc@cnpc.com.cn
展开
摘要
以往冀东油区中浅层勘探中,常规录井效果良好,但钻井工艺技术的不断发展对岩屑录井的影响不断增大,不仅岩屑代表性逐渐变差,中浅层中大量存在的低电阻率、低气测异常层也给解释评价带来了困难。鉴于井壁取心能够有效保留储集层含油信息,弥补岩屑录井的不足,而地化录井能够定量检测岩石含油信息,反映储集层含油性,通过对井壁取心地化解释方法研究,优选出敏感参数S1和OPI,并建立了解释评价图板。目前,新方法在冀东油区中浅层勘探中应用效果显著,截止到2018年底,解释符合率提高至81.5%,有效解决了冀东油区中浅层储集层含油性识别难题,为试油选层及下一步勘探开发提供了有力支撑。
关键词：
近年来,冀东油区岩屑录井及气测录井技术在油气显示发现、解释评价、岩性识别、地质导向等方面取得了良好效果。但是,随着钻井工艺技术的不断发展,定向井及大斜度井不断增加,机械钻速不断提高,岩屑代表性变差,且为保障钻井安全,钻井液中常混入大量荧光添加剂,干扰岩屑含油性的准确识别[1];同时,冀东油区中浅层油质较轻,易散失,部分储集层受地质因素影响,存在气测异常不明显的现象[2,3]。这些都给岩屑和气测录井准确发现油气显示带来了很大困难。
针对岩屑录井中存在的问题,通过采用井壁取心技术,合理设计取心位置和数量,能够最大程度地反映储集层真实地质特征。针对岩屑和气测录井在含油性识别上的不足,引入地化录井技术,通过井壁取心与地化录井技术进行配套应用,能够准确地识别储集层及其含油性,为冀东油区中浅层勘探提供更加准确、定量的油气层解释评价。
目前,岩屑录井是钻井必备的配套技术之一,能够反映井下地层层序、岩性及地层含油气水情况,具有成本低、连续性强的特点[1],但随着钻井工艺不断发展,PDC钻头的普及,机械钻速不断提高,钻井液荧光添加剂的大量使用,岩屑录井已不能满足日益复杂的勘探需求,主要存在以下问题。
在钻井过程中,岩石受到破坏,岩屑破碎严重,且在返出地面过程中,受到井壁失稳、钻头刮碰以及钻井液携带能力不足等因素影响,导致岩屑代表性变差。因此冀东油区中浅层岩屑录井主要存在以下难点:(1)成岩性差、易造浆、砂泥岩不易区分[3,4];(2)大斜度井增多,岩屑破碎严重;(3)PDC钻头钻进时钻时快,岩屑捞取困难;(4)岩屑录井技术难以配伍钻井条件。
冀东油区中浅层大多油质较轻[2],存在于岩屑中的油气经过钻井液溶解稀释,岩屑再经清洗、晒干等程序处理后,其中的油气成分大量损失。
受原油性质、油藏保存条件等因素影响[2,3,4],一些区块的油层常常出现低气测异常、组分不全等现象,直接影响油气显示发现和解释评价,如马头营凸起馆陶组和南堡4号构造明化镇组等。
受工程因素影响,一些井钻井液中混入含荧光类添加剂,如乳化沥青、酚醛树脂、铵盐等,增加了荧光分析岩屑含油性的难度,对岩屑油气显示识别影响较大。
为了解决上述问题,将井壁取心技术与地化录井技术相结合,井壁取心能够更加真实地反映储集层真实地质特征,而借助地化录井能够获取储集层定量化含油信息[5,6,7]。
针对中浅层岩屑代表性差、油质轻易散失、钻井液污染等问题,可用井壁取心补充岩屑进行油气显示识别。井壁取心技术主要具备以下优势:(1)真实,对储集层各项特征保存完整;(2)直接,直观分析储集层的岩性、物性、含油性等参数;(3)准确,抗污染能力强,排除钻井液干扰;(4)经济,相对于传统取心,井壁取心成本更低[8]。
冀东油区中浅层主要发育有明化镇组、馆陶组、东营组储集层,为河流相砂岩、砂砾岩,储集层物性相对较好,且由于埋深较浅,岩石成岩性差。基于冀东油区中浅层多年预探井井壁取心应用经验,对厚度小于4 m的储集层选取23颗井壁取心、厚度大于4 m的储集层选取35颗井壁取心,能够有效地反映储集层特征。
2.2.1 技术原理
地化录井技术是通过特定的仪器检测岩石中与油气密切相关的烃信息,如烃含量、组成及烃分布特征等,可评价储集层含油性,具有直接、快速、准确发现油气显示和评价油气层等特点,为油田测井解释和试油层位选取提供地质依据[5-7,9]。
2.2.2 技术优势
地化录井技术主要以检测原油中的C13-C34组分作为研究对象[10],弥补了以往常规气测录井色谱分析的不足,主要具有以下5方面优势:
(1)直接:直接测量储集层中烃类物质丰度、组成特征,不受储集层岩性、物性、电性等影响。
(2)快速:分析一个样品的时间为40 min,适用于现场生产。
(3)准确:由于钻井液污染物的地化相应特征与原油相应特征区别较大,能够利用地化录井技术识别真假油气显示,抗污染能力强。
(4)定量:对现场样品中的烃类物质定量分析、定量评价。
(5)精确:对烃类物质组成进行精确分析,得出每种组分的相对含量。
通过总结多年的现场应用经验,井壁取心技术能够较有效保留储集层油气信息,而地化录井技术能够直接准确测量储集层烃类物质,因此冀东油区中浅层勘探中采用井壁取心技术与地化录井技术配套应用效果较好。
冀东油区井壁取心地化录井储集层解释评价方法主要应用岩石热解气相色谱谱图、岩石热解及气相色谱分析参数、派生参数进行定性到定量解释。
2.3.1 定性解释
利用岩石热解气相色谱谱图(图1)特征变化初步判断储集层含油性。由于冀东油区主力产油层为轻质油,原油物性特征稳定,在解释过程中只需要考虑单一油质。
(1)油层(油水同层):峰值高,峰形饱满呈正态分布,组分齐全,反映储集层含油性好;主峰碳在C19-C21,油质轻,与标准原油特征相符;基线不抬升或抬升幅度小,表示储集层原油未受氧化降解。
(2)差油层(含油水层):存在两种特征谱图。一种是峰值较油层低,峰形不饱满,组分齐全,反映储集层含油性变差;主峰碳及基线特征与油层相似,表示储集层原油为冀东油区轻油质,含量不饱满。另一种是总体峰值高,但轻质峰峰值低,峰形欠饱满,组分齐全,反映储集层具备一定含油性;主峰碳在C22之后,油质偏重,储集层原油流动性变差;基线抬升,异构烃含量升高,表示储集层受氧化作用明显。
(3)水层、干层:峰值低或呈一条直线,组分不全,反映储集层含油性差;主峰碳不明显;基线平直或稍有抬升,储集层无明显含油特征。
2.3.2 定量解释
定量解释主要应用井壁取心地化录井各项分析参数及派生参数进行统计分析,在符合理论和实际应用的条件下,结合试油结论,统计出不同储集层流体各项参数的界限值(表1),达到准确判断储集层含油性的目的。
表1 冀东油区井壁取心地化录井参数统计
| 储集层 | S1/(mg·g-1) | Pg/(mg·g-1) | Ps | OPI | ∑C21-/∑C22+ | Tmax/℃ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 油层 | ≥2.5 | ≥4 | ≥1.5 | 0.50~0.75 | ≥1.5 | 430~450 |
| 油水同层 | ≥2.5 | ≥4 | ≥1.5 | 0.75~1.00 | ≥1.5 | 430~450 |
| 差油层 | 1.0~2.5 | 1.5~4.0 | - | 0.75~1.00 | - | 420~440 |
| 含油水层 | <2.5 | <4 | - | 0.50~0.75 | - | 410~440 |
| 水层、干层 | <2.0 | <10 | - | <0.50 | - | - |
受储集层氧化作用存在的影响,差油层和含油水层的井壁取心地化特征较为复杂,部分参数无法在数据表中进行考量。为了更加直观、准确地判断储集层含油性,对多项特征参数进行含油相关性优选。
如表2所示,对冀东油区227个井壁取心样品点的地化参数与储集层日产油进行相关性计算,发现S1、OPI与日产油相关性最明显。因此,利用S1、OPI两个参数建立了冀东油区井壁取心地化录井解释评价图板(图2)。
表2 井壁取心地化参数与储集层日产油相关性
| 地化参数 | 相关性 |
|---|---|
| S1/(mg·g-1) | 0.748 3 |
| OPI | 0.737 7 |
| Ps | 0.715 5 |
| Pg/(mg·g-1) | 0.704 8 |
| S0/(mg·g-1) | 0.703 5 |
| S2/(mg·g-1) | 0.678 3 |
| PC | 0.648 6 |
| GPI | 0.631 4 |
| Tmax/℃ | 0.629 4 |
| TPI | 0.619 8 |
| ∑C21-/∑C22+ | 0.543 3 |
应用井壁取心技术与地化录井技术配套在冀东油区中浅层中进行效果验证,截至2018年底,共验证试油27层,符合22层,符合率81.5%。
以T 70X5井为例,该井位于马头营凸起西部N 70X1区块的北侧,与N 70X1井分别处在两个局部高点上,钻探目的为预探T 70X5断鼻构造馆陶组地层含油气情况、兼探太古界。
该井录井井段1 400.0~1 410.0 m,岩屑岩性为灰白色荧光含砾不等粒砂岩,气测峰值仅为0.06%,且组分不全,电阻率值仅为5.0 Ω· m,为典型的低电阻率、低气测异常储集层;同时,岩屑地化参数值非常低,S1值范围仅为0.021 5~0.080 4 mg/g,Pg值范围为0.0829~0.192 7 mg/g。综合来看,在未取得井壁取心的情况下,岩屑录井、电性、气测录井、岩屑地化录井均反映储集层含油性较差。
该井井壁取心岩性为灰褐色油浸细砂岩,地化录井参数S1最大值为12.412 9 mg/g,Pg最大值为19.955 9 mg/g,且储集层S1大于S2,岩石热解气相色谱谱图组分齐全,谱图峰形饱满,主峰碳为C19-C20,反映油质较轻,基线较平直,受氧化降解程度低(图3);对井壁取心地化参数进行图板投点,S1值范围为3.055 6~12.412 9 mg/g,均高于油层和油水同层下限值2.5 mg/g,且OPI值范围为0.62~0.77,投点集中在油层区内(图2),各项特征均反映储集层含油性好。据此综合解释该段储集层为油层(图4)。
对该井段试油,产油8.4 t/d,累产油632 t,试油结论为油层,与综合解释结论一致。该层的成功解释,扩大了N 70X1区块内T 70X5断鼻构造馆陶组油藏范围,为下步该区布井方案提供支持。
通过在冀东油区中浅层勘探中井壁取心与地化录井技术配套应用研究,得出以下结论:
(1)井壁取心和地化录井技术配套应用,可解决中浅层机械钻速快、岩屑代表性差、部分区块油质轻易散失、钻井液污染等难题。
(2)地化录井技术能够直接分析岩心中的原油,既能定量给出储集层含原油的多少,又能定性给出原油的性质,所以采用井壁取心解释评价的结果准确可靠。同时,地化录井不受储集层岩性、电性、钻井液等影响,可以有效解决冀东油区中浅层低气测异常层、低电阻率油层、低含油饱和度油层等识别难题。
(3)通过对井壁取心地化解释方法研究,优选出S1和OPI作为敏感参数,并建立了冀东油区井壁取心地化录井解释评价图板,应用效果显著,既能降低勘探成本,又能较准确地识别储集层含油性,为试油选层及下步勘探开发提供了有力的支持。
| [1] |
浅析岩屑录井的主要影响因素 [J].Analysis of the main influencing factors of cuttings logging [J]. |
| [2] |
南堡凹陷的形成演化与油气的关系 [J].Relationship between formation,evolution and hydrocarbon in Nanpu sag [J]. |
| [3] |
南堡凹陷滩海地区东营组和沙河街组一段储层特征及其成因机制 [J].Reservoir characteristics and genetic mechanism of Dongying formation and the 1st member of Shahejie formation in the offshore areas,Nanpu sag [J]. |
| [4] |
冀东油田北堡地区东营组储层特征及其主控因素 [J].Reservoir characteristics and controlling factors of Dongying formation in Beipu region,Jidong Oilfield [J]. |
| [5] |
|
| [6] |
岩石热解录井技术在油气层评价中的优势 [J].Advantages of rock pyrolysis logging technology in hydrocarbon reservoir evaluation [J]. |
| [7] |
岩石热解分析技术在油田开发中的应用 [J].Application of rock pyrolysis analysis technique in oilfield development [J]. |
| [8] |
应用井壁取心分析资料评价萨中开发区高台子油层剩余油分布规律 [J].Evaluation of residual oil distribution rule in Gaotaizi oil layer of Sazhong Development Zone based on sidewall coring data analysis [J]. |
| [9] |
地球化学录井技术探讨 [J].Geochemical logging technology [J]. |
| [10] |
油层评价中的有机地化参数性质研究 [J].Study on the properties of organic geochemical parameters in oil layer evaluation [J]. |
/
| 〈 |
|
〉 |
