王飞龙
中石化华北石油工程有限公司技术服务公司
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
收稿日期: 2019-08-5
网络出版日期: 2019-12-25
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作者简介:
作者简介：王飞龙 高级工程师,1977年生,2000年毕业于江汉石油学院石油与天然气勘查专业,现在中石化华北石油工程有限公司技术服务公司从事油藏工程研究工作。通信地址:450006 河南省郑州市淮河西路21号新蒲恒辉广场。电话:(0371)58556772。E-mail:hbljgswfl@163.com
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摘要
鄂尔多斯盆地红河油田含油饱和度高的储集层测试往往为干层或水层,这是因为含油饱和度仅反映岩石空间中含油饱满程度,并不反映其可动流体的含油量。为提高储集层流体性质解释符合率,应用大量岩心核磁共振分析数据,开展了核磁共振谱图含油特征分析和可动油饱和度流体性质评价方法研究。首先,借鉴低渗储集层可动流体储集层物性评价方法,以可动流体中含油量为主要依据开展流体性质评价;其次,在物性评价基础上,开展有效储集层(Ⅲ类以上)含油饱和度和可动油饱和度与试油结论对比分析,建立可动油饱和度流体性质评价图板。结合物性评价将储集层流体划分为4类,解决了低渗储集层流体性质解释评价问题。研究认为可动流体中的可动油对低渗储集层流体性质起关键性作用,如果原油在储集层内以束缚油形式存在,即使含油饱和度高也不产油,从而有效解决了红河油田含油饱和度高试油不出油问题。这种方法对类似低渗储集层流体性质评价也有效。
关键词：
鄂尔多斯盆地红河油田属于低孔、低渗-特低渗复杂油藏,储集层孔隙极其微小,层内流体(原油)受毛管力和粘滞力作用被束缚而难以流动,自然产能较低,往往出现含油饱和度高而测试不理想的情况。储集层物性和孔喉分布对低渗储集层流体性质评价起关键作用,常规地质录井和气测录井在缺乏物性资料时,以油气异常显示为主开展流体性质评价符合率较低,实验室分析数据又明显滞后,不能应用于随钻储集层流体性质评价,难以满足测试选层需求。核磁共振录井可现场对岩心无损检测,获得储集层物性和含油性资料,近年来钻井现场开展大量岩心核磁共振分析。核磁共振谱图含油特征与完井试油结果对比分析表明,储集层可动流体中含油量在储集层流体性质评价中有着至关重要的地位[1],可动流体中可动油越多,产油越多,可动油越少,产油越少。因此,建立核磁共振可动油储集层流体性质评价方案,成为现场储集层流体性质快速评价保障,同时为测试选层提供技术支撑。
在油田开发中,只有可以流动的流体(油气)才具有工业价值,那些不能流动的流体在目前工艺条件下还无法将其采出,实际上是没有意义的。因此,建立了可动油饱和度评价方法,可动油饱和度是指可动流体中原油体积与岩石所含总流体体积的比值[2]。核磁共振可在钻井现场检测岩石孔隙度、可动流体、含油饱和度、可动油、可动水、束缚油、束缚水等(图1)。根据核磁共振原理:孔隙信号曲线积分面积代表孔隙度,含油信号曲线积分面积代表含油孔隙体积,大于t2截止值部分积分面积代表可动流体。那么,含油饱和度为含油信号强度积分面积与孔隙信号强度积分面积之比;可动油饱和度为可动流体中含油信号强度积分面积与孔隙信号强度积分面积之比。可动油饱和度代表了岩石中可以流动的流体中含油量的多少[3]。
红河油田开发过程中钻遇大量岩心含油显示好、含油饱和度高的储集层,试油却为水层或含油水层,通过对该地区35口井60层核磁共振分析与试油结果对比,其中18层含油饱和度较高,试油结论为水层或含油水层。如红河D井,孔隙度11.39%,含油饱和度34.23%,可动油饱和度6.12%,完井试油产油0.09 m3/d、产液10.78 m3/d,试油结论含油水层。18层核磁共振谱图具有如下特征:含油信号峰聚集在t2截止值左侧,可动油部分基本无信号显示,说明储集层以束缚油为主(图2)。与此相反,有5层尽管岩心含油显示较差,常规录井为油迹、荧光,试油验证也为油层。如红河B井,孔隙度14.10%,含油饱和度20.96%,可动油饱和度14.61%,完井试油产油2.47 m3/d、产液12.35 m3/d,试油结论为油水同层。这5层核磁共振谱图具有如下特征:含油信号圈闭面积较小,信号峰聚集在t2截止值右侧,即储集层虽然含油饱和度低,但以可动油为主(图3)。
核磁共振分析与试油结论对比表明,含油饱和度低不出油,含油饱和度高也不一定出油,原油在储集层中的赋存状态决定产油量多少。在含油饱和度高的储集层中,可动油越多产油越多,可动油越少产油越少,甚至会出现含油基础好(含油饱和度高)而不出油的情况。在低渗储集层中,当孔喉半径小到一定程度时原油被毛细管束缚,不能参与流动[4],储集层中的油主要为束缚油,成为没有开发价值的残余油。
可动流体是指在一定压差作用下可以在岩石孔隙中流动的流体(低渗油层中通常是指岩心中孔径大于0.144 μm孔隙中的流体),代表了储集层中可动油和可动水的总和,低渗油田中可动流体与储集层产液量正相关[5]。核磁共振是利用孔隙度和可动流体来评价储集层的,物性的好坏决定了储集层产液量的高低。如果储集层物性不好,即使含油性很好也是没有意义的干层。因此,物性评价是储集层流体性质评价的基础。红河油田核磁共振储集层分类评价比较成熟,储集层分类评价与试油产液量关系为:好储集层(Ⅰ类储集层)产液量≥8 m3/d、中等储集层(Ⅱ类储集层)产液量4~8 m3/d、差储集层(Ⅲ类储集层)产液量1~4 m3/d、干层(Ⅳ类储集层)产液量<1 m3/d。经223口井301层试油验证,269层符合,符合率为89.37%。具体评价标准参见表1,可动油饱和度流体性质评价方法是在核磁共振储集层物性评价基础上进一步开展评价的。
表1 延长组储集层分类方案
| 储集层类型 | 可动流体/% | 孔隙度/% |
|---|---|---|
| 好储集层 (Ⅰ类储集层) | >42 | >8 |
| >42 | 5~8 | |
| 中等储集层 (Ⅱ类储集层) | 30~42 | >8 |
| 30~42 | 5~8 | |
| 差储集层 (Ⅲ类储集层) | 20~30 | >8 |
| 20~30 | 5~8 | |
| 干层 (Ⅳ类储集层) | <20 | >5 |
| <20 | <5 |
可动油饱和度指可动流体中含油饱满程度,反映了储集层中具有开采价值油体的多少[6]。在核磁共振储集层评价的基础上,对35口井60层Ⅲ类以上的有效储集层进行交会分析,建立了核磁共振可动油流体性质评价图板(图4),可以看出不同流体性质储集层分区明显,符合率达90%以上,解决了红河油田有较好含油显示,试油却不出油的问题。可动油饱和度是对含油饱和度储集层评价的补充和细化,它可以把高含油饱和度储集层中束缚油含量高的划为水层(含油水层),也可以把中等含油饱和度(含油饱和度一般)的储集层中可动油饱和度高的划入产层(油水同层),从而有效解决了Ⅲ类以上储集层流体评价问题,但不包括Ⅳ类储集层(干层)。为实现储集层评价全覆盖,在解释图板基础上,结合储集层分类方案建立了红河油田可动油饱和度流体性质评价标准(表2)。该评价标准中流体性质评价结论与测试关系为:油层测试产油0.5 m3/d以上,含水率小于20%;油水同层测试产油0.5 m3/d以上,含水率大于20%;水层(含油水层)测试产油小于0.5 m3/d,产液1 m3/d以上;干层测试产液1 m3/d以下。
表2 红河油田可动油饱和度流体性质评价标准
| 评价 结论 | 含油饱 和度/% | 可动油 饱和度/% | 储集层 类型 |
|---|---|---|---|
| 油层 | >40 | >16 | Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类 |
| 30~40 | >10 | Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类 | |
| 油水 同层 | 18~30 | >12 | Ⅰ类、Ⅱ类 |
| 30~40 | <10 | Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类 | |
| 18~30 | <12 | Ⅰ类、Ⅱ类 | |
| 水层(含 油水层) | <18 | - | Ⅰ类、Ⅱ类 |
| <30 | - | Ⅲ类 | |
| 干层 | - | - | Ⅳ类 |
通过对上述35口井60层核磁共振t2谱图统计分析,得到各类流体性质储集层核磁共振典型谱图。油层含油饱和度、可动油饱和度都大,其谱图特征分为两类:一类谱图含油信号为不对称单峰,峰顶右侧信号强度衰减缓慢,t2截止值右侧可动油信号强度明显(图5a);另一类谱图含油信号为双峰,可动油信号峰明显(图5b)。
油水同层核磁共振谱图也分为两类:一类含油显示较好,含油饱和度和可动油饱和度较大(图6a);另一类含油显示弱,含油饱和度中等可动油饱和度较大(图6b)。无论含油饱和度大小,只要可动油饱和度较小即为水层(图7);Ⅳ类储集层为干层,核磁共振谱图特征为孔隙信号强度小(图8)。
可动油饱和度储集层流体性质评价方法在红河油田所有取心井得到推广应用,本文以C 142井和C 109井为例进行分析。
C 142井井段2 036.5~2 045.0 m,视厚8.5 m,核磁共振谱图具有典型油水同层特征,含油信号较强,具双峰特征,可动油峰较明显(图9)。核磁共振孔隙度10.47%,可动流体38.86%,含油饱和度38.09%,可动油饱和度13.62%(图4)。核磁共振物性评价为Ⅱ类储集层,储集层流体性质评价为油水同层。完井测试产油2.31 m3/d,产液7.83 m3/d,与解释结论相符。
C 109井井段1 997.0~2 006.5 m,视厚9.5m,虽然核磁共振谱图中含油信号较强,但含油信号为单峰,且位于t2截止值左侧(图10),以束缚油为主。核磁共振孔隙度10.12%,可动流体43.34%,含油饱和度35.67%,可动油饱和度7.32%(图4)。核磁共振物性评价为Ⅰ类储集层,储集层流体性质评价为水层(含油水层)。完井测试产油0.11 m3/d,产液10.63 m3/d,与解释结论相符。
低渗储集层具有孔喉半径小、流体在储集层中流动困难的特点,可动流体和可动油在低渗储集层评价中具有重要作用。通过对核磁共振谱图特征和可动油饱和度研究,建立了可动油饱和度储集层流体性质解释方法。应用实例表明,C 142井和C 109井在孔隙度、含油饱和度相差不大的情况下,通过可动油饱和度差异把C 142井解释为油水同层,C 109井解释为水层(含油水层),取得了良好应用效果。采用该方法解决了红河油田部分储集层含油饱和度较高,完井试油不出油问题,有效提高了红河油田解释评价的符合率。
(编辑 王丙寅)
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