库车坳陷克深地区白垩系气测解释新图板研究与应用

0 引 言

库车坳陷克深地区白垩系巴什基奇克组属典型的致密砂岩储集层(孔隙度小于12%,渗透率小于1 mD)^[1],被上覆的膏盐岩、泥岩和煤系地层覆盖,具备极好的成藏条件。前人研究认为,库车坳陷油气成藏具有“晚期成藏、超压充注、高效聚集”的总体特征。克深地区KS 1、KS 2、KS 5、KS 8、KS 9气藏油气相态主要为纯净的干气藏,天然气干燥系数大于0.99,为高-过成熟的煤成气^[2]。气测组分一般为C₁-C₃,极少出至C₄,同分异构比等派生参数无效,传统气测解释含水性识别难度大,加之解释手段单一,仅依靠气测数据难以发挥钻时反映物性的作用。

本文通过对克深地区KS 6、KS 11、KS 15、KS 902井等33口井共63层试气资料与气测数据分析研究,利用多参数融合方法,创建克深地区白垩系气测解释新模型,经TB 401、AW 5、KS 1102、KS 1103 井4口新井应用验证,新图板解释效果较好,提高了流体性质识别的准确性。

1 白垩系气测解释新图板建立方法

1.1 解释参数简介

克深地区现用传统录井解释图板均基于气测派生参数^[3],常用参数计算公式如下:

湿度比=100×(C₂+C₃+nC₄+iC₄+nC₅+iC₅)/(C₁+C₂+C₃+nC₄+iC₄+nC₅+iC₅)烃斜率=C₂/C₃

烃斜率值越大,反映地层烃类物质越轻;反之,则地层烃类物质越重。

同分异构比=nC₄/iC₄

用来对比油气、追踪油气源岩的一个指标,高的异构体含量值是地层含水性的重要反映。

三角=100×[1-5×(C₂+C₃+nC₄)/(C₁+C₂+C₃+nC₄+iC₄+nC₅+iC₅)]

指三角图板价值区的数字化,三角正负、大小能反映出地层含油气类型和油质轻重。

轻重比=C₁/(C₂+C₃+nC₄+iC₄+nC₅+iC₅)

该参数随储集层流体性质的不同,反映出不同的区间范围。

通过对克深地区试气段气测资料落点分析,湿度比与同分异构比、三角与烃斜率等传统图板气水识别效果不佳。究其原因:一是解释时运用组分之间的比值关系,未充分考虑气测全烃值所起的作用;二是解释时只运用显示层段的气测资料,未考虑显示层前后的气测变化形态、钻时变化所反映的物性。因此,需要探索建立新的解释方法,提高解释准确率,故引入以下新评价参数^[4]:

(1)烃相系数(U_h):无量纲。该系数为气测全烃异常显示厚度与储集层厚度的比值,其值大小直接反映储集层中油气的纵向充满程度。

(2)烃峰系数(N_c):无量纲。其值为组分出峰数与总峰数的比值,一定程度上反映了地层的含油(气)性。出峰越全,反映含油(气)性越好。

(3)b系数与k指数:b为含油丰度系数,无量纲;k为烃组分的递减指数,无量纲。两者均用来描述气测组分指数递减形态。由于烃组分的变化由C₁至C₅呈递减趋势,可用指数函数y=be^-kx拟合。

1.2 敏感参数挖掘

通过统计克深地区KS 6、KS 11井等33口井63层试气段录井及试气数据,运用SPSS软件进行方差分析,依据统计概率P值进行显著性分析。若0.01<P<0.05,则差异显著;若P<0.01,则差异极显著^[4]。筛选出流体性质识别录井敏感参数共8个,其中差异极显著的包括烃相系数(U_h)、烃特征(C_h)、烃组分递减指数(k)、相对钻时(t)及lnb/R_fj共5个,差异显著的包括湿度比(W_h)、含油丰度系数(b)及全烃(T_g)共3个。

1.3 图板构建及解释标准

1.3.1 样本数据收集

共收集塔里木盆地库车坳陷克深地区KS 6、KS 11、KS 15、KS 902井等33口试气井共63层气测资料,其中价值层(气层、气水同层)49层,非价值层(含气水层、水层)14层,作为建立解释模型的基础数据。

1.3.2 图板构建及解释标准

借鉴准噶尔盆地多参数图板研究方法,利用挖掘的录井敏感参数,创建适应克深地区的气水层评价新图板两套。

(1)气测形态法^[4]。该方法在收集试气证实的气层、气水同层及水层气测显示特征资料的基础上,运用数据挖掘技术筛选特征参数,将反映物性的钻时资料与反映含油性的气测资料以“量值、形态、组分”进行组合,创建新的评价参数,从而建立气测形态法评价图板。形态法评价参数计算公式如下:

X_t=U_hN_cln[1+b(1-1/R_fj) t_max/t_ave]/k

式中:X_t为形态法评价参数,无量纲;R_fj为气测全烃峰基比,无量纲;t_max为围岩钻时最大值,min/m;t_ave为储集层钻时平均值,min/m。

对所收集的试气段气测资料样本点,按照上述方法求取烃相系数(U_h)、形态法评价参数(X_t),进行交会图板分析(图1),划分不同流体性质区间,据此建立油气解释评价标准(表1)。

(2)Fisher准则法。以两个指标x₁、x₂为例,用单一指标x₁或x₂不能很好地分辨A、B两组样本(图2),但通过原点作适当方向的直线,则可实现有效区分的目的(图3)。指标y即为x₁、x₂的综合指标,其计算公式^[5,6]如下:

yy=c₁x₁+c₂x₂+C

式中:c₁、c₂分别为变量x₁、x₂的系数;C为常数。

Fisher准则:要想A、B两组样本重叠部分尽可能小,则要求指标y值在两组之间的差异尽可能大,而在各组内的差异尽可能小。

利用Fisher准则法构建新的综合评价指标Q_f,该指标融合了8个气测敏感参数的综合信息。

Q_f =f(U_h、C_h、k、t、lnb/R_fj、W_h、b、T_g)

应用SPSS分析软件进行价值层(气层、气水同层)、非价值层(水层、含气水层)的Fisher判别分析,得到判别方程式系数c₁-c₈及常数C,依据下式计算可得评价指标Q_f。

Q_f=c₁U_h+c₂C_h+c₃k+c₄t +c₅lnb/R_fj+c₆W_h+c₇b+c₈T_g+C

气测全烃曲线形态能够直接反映气测结果的优劣,在其他条件一致的情况下,箱状反映烃类充满程度高,尖峰状、三角形状则反映烃类充满程度相对较弱。通过统计分析,考虑采用气测异常段全烃平均值(T_gave,%)与全烃最大值(T_gmax,%)之比来描述这种变化,以该比值与烃相系数相乘构建新指标,即100U_h(T_gave/T_gmax),再与Fisher综合指标Q_f交会建立二维评价图板(图4),并划分不同流体性质区间,建立油气解释评价标准(表2)。

1.3.3 图板回判分析

对所收集试气层的样本点落点情况,依据气测形态法和Fisher准则法解释标准进行统计,由表3可见,本文建立的图板回判效果较好,回判符合率达88.8%以上。反映上述图板对价值层的识别效果较好,非价值层的识别效果相对价值层略差。

2 应用情况

经TB 401、AW 5、KS 1102、KS 1103 井4口新井应用验证,气测形态法解释符合率71.4%,Fisher准则法解释符合率85.7%(表4),两种方法总体解释符合率为78.6%,评价效果较好。

以KS 1102井为例:井段6 400~6 470 m,褐色细砂岩,岩屑无荧光显示。气测全烃1.84%~6.57%,组分出至C₃。特征比0.01~0.04,湿度比0.14~50.21,峰基比2.28~6.53,轻重比0.99~725.36(表5)。

井段6 400~6 470 m压裂,放喷排液,4 mm油嘴,折日产气173 250 m³,天然气相对密度0.67,试气结论为气层(图5)。根据气测录井显示资料,利用克深地区2个气测新图板解释,落点均在价值层(气层)区(图1、图4),与试气结果相符。

3 结束语

(1)本文所创建的气测解释模型相对传统比值法图板具有很大的优势,充分融合了气测曲线所蕴含的气水识别的各种信息,解释符合率较传统图板有较大幅度的提高。

(2)从图板样本点回判及新井验证情况对比,Fisher准则法较气测形态法效果略好,实际应用中建议结合使用。当出现两种方法解释结果不一致时,主要参考Fisher准则法为宜。

(3)建议加强该区攻关研究,尤其对含水性的识别研究还需进一步深入;应注重岩心出筒观察描述、后效显示、电导率、密度、氯根变化等资料的应用。

(编辑 王丙寅)

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参考文献

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