西湖凹陷低渗储集层气测录井定量解释评价方法

引用本文

王雷, 蔡军, 景社, 鲁法伟. 西湖凹陷低渗储集层气测录井定量解释评价方法[J]. 录井工程, 2020,31(3): 86-89.
WANG Lei, CAI Jun, JING She, LU Fawei. Quantitative interpretation and evaluation method of gas logging for low permeability reservoir in Xihu sag[J]. Mud Logging Engineering, 2020,31(3): 86-89.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2020.03.016 复制到剪切板

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西湖凹陷低渗储集层气测录井定量解释评价方法

王雷^①, 蔡军^①, 景社^②, 鲁法伟^①

①中海石油(中国)有限公司上海分公司

②中法渤海地质服务有限公司

作者简介：王雷高级工程师,1976年生,2005年硕士毕业于中国科学院兰州地质所矿物学、岩石学、矿床学专业,现在中海石油(中国)有限公司上海分公司从事现场地质作业技术和管理工作。通信地址:200035 上海市长宁区通协路388号。电话:(021)22830378。E-mail:wanglei5@cnooc.com.cn

基金: “十三五”国家科技重大专项“东海深层大型气田勘探评价技术”(编号:2016ZX05027-002)

摘要

西湖凹陷低渗储集层含油气丰度低,气测值受井筒环境因素影响大,依靠气测值的高低或传统识别方法定性判识流体存在较大误差,缺乏准确性和适应性。针对此问题,通过对研究区已钻井进行综合分析,消除工程因素对气测数据的影响,进而建立全烃值归一校正法和地表条件下地层含气量指标法,形成一套低渗储集层气测录井定量解释评价方法。该技术在西湖凹陷20口井现场应用中成效显著,气体流体识别符合率达90.6%,较传统识别法提高了20%,展示了良好推广价值。

关键词: 西湖凹陷; 低渗储集层; 气测录井; 校正; 脱气效率; 含气量

中图分类号:TE132.1 文献标志码:A

Quantitative interpretation and evaluation method of gas logging for low permeability reservoir in Xihu sag

WANG Lei^①, CAI Jun^①, JING She^②, LU Fawei^①

①Shanghai Branch of CNOOC(China) Ltd., Shanghai 200035, China

②China France Bohai Geoservices Co., Ltd., Tianjin 300452, China

Abstract

The low permeability reservoir in Xihu sag has low hydrocarbon abundance, and the gas logging value is greatly influenced by the wellbore environment factors. There was error in the qualitative discrimination of fluid based on the gas logging value or the traditional identification method, which lacks pertinence and adaptability. In view of this problem, through the comprehensive analysis of the wells drilled in the research area, the influence of engineering factors on the gas logging data was eliminated, and then the normalized correction method of total hydrocarbon value and the method of formation gas concentration index under the surface condition were established to form a set of quantitative interpretation and evaluation technology for gas logging of low permeability reservoir. The technology has produced a marked effect in the field application of 20 wells in Xihu sag. The gas identification coincidence rate is up to 90.6%, which is 20% higher than the traditional identification method, showing good popularization value.

Keyword: Xihu sag; low permeability reservoir; gas logging; correction; degassing efficiency; gas concentration

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0 引言

东海西湖凹陷低渗油气藏储量巨大, 但储集层流体性质快速识别一直是油气勘探中的一大难题。与常规物性的储集层相比, 低渗致密储集层流体识别存在三大难点:一是储集层含气空间小, 含气丰度低, 气测绝对值相对较低, 异常不明显; 二是由于储集层埋藏深, 井筒环境复杂, 气测值受钻井工程参数因素影响较大; 三是由于储集层四性关系复杂, 含气性指示不明显, 新地层缺少准确的地层水矿化度数据, 利用常规测井数据进行流体性质判别存在较大的不确定性^{[1, 2, 3]}。

为了快速、准确判定储集层流体性质, 本文基于西湖凹陷现场油气层评价现状及需要, 有效利用气测录井基础资料, 通过对气测井筒影响因素进行分析, 建立全烃归一化校正公式, 进而消除工程参数对气测值的影响, 结合钻井液脱气效率实验, 建立地表条件下地层含气量计算公式, 真实地反映地层的含油气特征。利用全烃归一化和地表含气量计算方法, 形成一套录井气测快速流体识别定量评价方法, 切实提高了解释符合率, 为低渗储集层的勘探开发提供决策依据。

1 技术方法

1.1 全烃值归一化校正法

影响气测全烃值大小的工程因素主要有井眼尺寸、机械钻速、钻井液排量、井筒取心等。气测校正中, 选取基准井段为参考值, 通过对影响因素进行归一化, 对全烃值进行放大或缩小, 从而建立全烃的校正公式, 完成气测值的外因归一化校正, 突出气测对含气量的反应, 加强含气量对气测值的贡献。

(1)钻时校正:t_c=t/t_均值

式中:t_c为钻时校正系数, 无量纲; t、t_均值分别为实际钻时、钻时均值, min/m。

(2)井径校正:d_c=(d_h/d_h基准)²

式中:d_c为井径校正系数, 无量纲; d_h、d_h基准分别为实际井径、标准井径, mm。

(3)排量校正:Q_pc=Q_p/Q_p均值

式中:Q_pc为钻井液排量校正系数, 无量纲; Q_p、Q_p均值分别为实际钻井液排量、钻井液排量均值, L/min。

(4)取心校正:Core_c=1.28(无取心则为1)

式中:Core_c为取心校正系数, 无量纲。

通过对影响气测值工程因素分析及各因素归一化校正, 建立全烃归一化校正公式:

T_g1=T_gt_cd_cQ_pcCore_c(1)

式中:T_g1为工程参数校正后的气测全烃值, %; T_g为原始气测全烃值, %。

1.2 地表条件下地层含气量指标法

1.2.1 钻井液脱气效率实验

钻井液脱气效率实验为计算地层含气量的必要实验^[4]。现场在3口井36个深度点分别采集脱气前和脱气后两瓶样品, 在实验室共进行72项次钻井液脱气实验, 主要使用真空加热脱气仪和气相色谱仪对钻井液样品进行处理分析(图1)。

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	图1 钻井液样品及真空脱气装置

通过钻井液脱气实验数据分析发现, 现场脱气仪对C₁的脱气效率最高, 脱气效率为40%~80%, 且随着钻井液含气量增加而升高; C₂脱气效率低于C₁, 一般为20%~60%, C₃、C₄、C₅脱气效率更低。分析认为, 由于重质组分的扩散性较差, 导致脱气效率略低。

基于钻井液脱气实验分析, 总脱气效率为:

$η = 1 - \frac{C_{1} + 2 C_{2} + 3 C_{3} + 4 C_{4} + 5 C_{5}}{C_{1}' + 2 C_{2}' + 3 C_{3}' + 4 C_{4}' + 5 C_{5}'}$ (2)

式中:η 为总脱气效率, %; C₁、C₂、C₃、C₄、C₅分别为脱气前钻井液中所含烃类气体的体积, mL; C₁'、C₂'、C₃'、C₄'、C₅'分别为脱气后钻井液中所含烃类气体的体积, mL。

经脱气效率校正后, 气测全烃值的校正公式为:

T_g2=T_g1/η (3)

式中:T_g2为脱气效率校正后的气测全烃值, %。

1.2.2 地层含气量计算

单位岩石地表气体体积含量为钻头破碎单位质量岩石所产生的气体在常温常压下的体积数值, 简称为“ 单位岩石气体” , 是判断地层流体含烃饱和度的重要指标^{[5, 6]}。本文结合钻时、钻井液排量和钻头直径, 进一步建立单位岩石地表气体体积(地层含气量)计算公式:

Q_g= $\frac{4 t Q_{p} T_{g 2}}{π {d_{h}}^{2} ρ}$ (4)

式中:Q_g为单位岩石地表气体体积, m³/t; ρ 为地层密度, g/cm³。

利用公式(4)对西湖凹陷多口井低渗储集层已知流体含气量进行计算, 统计结果显示:西湖凹陷气层含气量> 1 m³/t; 含气水层含气量 0.3~1 m³/t; 水层含气量< 0.3 m³/t; 干层含气量0.2~0.7 m³/t。

对气层、含气水层、水层等利用计算地层含气量进行判别, 其门限值清晰, 各解释层间的含气量没有重叠, 效果较好(图2)。

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	图2 西湖凹陷低渗储集层含气量流体性质判识图板

2 现场应用实例及效果评价

2.1 应用实例

N 22井钻探过程中, 自井深3 680 m全烃出现异常, 气测值为2.5%且逐渐增大, 至井深3 719 m达到最高值9.5%, 该段细砂岩平均钻时为11.1 min/m; 自井深3 720 m气测值明显降低, T_g值维持在2%左右, 但该段细砂岩钻速却明显低于上部砂岩钻速, 平均钻时为33.1 min/m。基于此:

(1)利用全烃归一化校正公式(1)对H 3砂层组(井段3 680~3 787 m)进行气测全烃值综合环境校正, 井段3 680~3 719 m与井段3 720~3 787 m校正全烃T_g1为3.53%~12.42%, 均值为7.69%(图3)。

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	图3 西湖凹陷N 22井花港组H 3砂层组全烃校正图

(2)在气测归一化校正的基础上, 根据本文所建立的地层含气量计算公式(4), 计算该层段的地层含气量为1.82~7.57 m³/t, 平均4.56 m³/t , 参照西湖凹陷低渗储集层含气量流体性质判识图板(图2)大于气层门限值1 m³/t, 解释为气层。

基于以上两种判识方法的联合应用, 综合分析认为井段3 720~3 787 m为气层。完钻后相继对3 709~3 739 m和3 769~3 799 m井段进行钻杆测试, 产气均超过30× 10⁴ m³/d, 与新方法解释结论相符。

2.2 应用效果评价

录井气测快速流体识别定量评价技术于2013-2018年在东海西湖凹陷20口探井低渗储集层得到应用, 划分流体性质分别为气层、干层、气水层、水层, 并对解释结果进行了统计(表1), 共统计钻杆测试和电缆测试128层, 符合116层, 解释符合率达到90.6%, 相比传统气测录井解释方法对低渗储集层流体判识符合率提升了近20%。

表1 气测定量评价新方法解释结果

3 结论

(1)基于全烃值归一校正法、地表条件下地层含气量指标法所创建的低渗储集层定量评价技术, 有效解决了西湖凹陷低渗储集层复杂流体常规方法判识困难的问题, 取得了低渗储集层流体随钻快速同步识别的突破, 为勘探高效决策提供依据。

(2)低渗储集层定量评价方法在西湖凹陷20口井现场应用, 取得显著成效:钻杆测试和电缆测试验证其符合率达90.6%, 较常规气体流体识别率提高近20%。实现了弱含油气层的随钻发现, 在降低和规避测试选层风险方面发挥了新技术优势作用, 展现了其良好的推广应用价值。

(编辑王丙寅)

参考文献

文献列表

[1]	王月莲, 袁士义, 宋新民, 等. “无侵线法”流体识别技术在低渗低电阻率油藏中的应用[J]. 石油勘探与开发, 2005, 32(3): 88-90. WANG Yuelian, YUAN Shiyi, SONG Xinmin, et al. Non-intrusion line method for fluid identification and its application in low permeability and low resistivity reservoirs[J]. Petroleum Exploration & Development, 2005, 32(3): 88-90. [本文引用:1]
[2]	孙越, 李振苓, 郭常来. 致密砂岩气层测井评价方法研究[J]. 科学技术与工程, 2012, 12(19): 4607-4615. SUN Yue, LI Zhenling, GUO Changlai. Method research for logging evaluation of tight gas-bearing sand stone[J]. Science Technology and Engineering, 2012, 12(19): 4607-4615. [本文引用:1]
[3]	张国华. 西湖凹陷高压形成机制及其对油气成藏的影响[J]. 中国海上油气, 2013, 25(2): 1-8. ZHANG Guohua. Origin mechanism of high formation pressure and its influence on hydrocarbon accumulation in Xihu sag[J]. China Offshore Oil and Gas, 2013, 25(2): 1-8. [本文引用:1]
[4]	杨明清. 钻井液脱气效率现场试验研究[J]. 新疆石油地质, 2012, 33(2): 230-232. YANG Mingqing. A field test study on degassing efficiency of drilling fluid[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2012, 33(2): 230-232. [本文引用:1]
[5]	王雷, 郭书生, 杨红君, 等. INFACT气测录井解释方法在北部湾盆地的应用[J]. 中国海上油气, 2012, 24(6): 20-24. WANG Lei, GUO Shusheng, YANG Hongjun, et al. An application of INFACT gas-logging interpretation in Beibuwan Basin[J]. China Offshore Oil and Gas, 2012, 24(6): 20-24. [本文引用:1]
[6]	尚锁贵, 黄小刚. FLAIR气测系统及其在渤海盆地低电阻率油气层的应用[J]. 录井工程, 2007, 18(4): 40-45. SHANG Suogui, HUANG Xiaogang. FLAIR gas logging system and its application in low resistivity oil & gas zone in Bohai Bay Basin[J]. Mud Logging Engineering, 2007, 18(4): 40-45. [本文引用:1]