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荆文峰, 阎荣辉, 刘涛, 方铁园, 王海涛, 刘芳芳, 焦艳爽. 陕北盐池区块复杂油水关系储集层录井识别方法[J]. 录井工程, 2020,31(3): 99-104.
JING Wenfeng, YAN Ronghui, LIU Tao, FANG Tieyuan, WANG Haitao, LIU Fangfang, JIAO Yanshuang. Identification method of mud logging for complex oil-water relationship reservoir in Yanchi block of northern Shaanxi[J]. Mud Logging Engineering, 2020,31(3): 99-104.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2020.03.019  
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陕北盐池区块复杂油水关系储集层录井识别方法
荆文峰①, 阎荣辉①, 刘涛②, 方铁园②, 王海涛②, 刘芳芳②, 焦艳爽②
①中国石油长庆油田分公司工程技术管理部
②盘锦中录油气技术服务有限公司

作者简介：荆文峰 工程师,1962年生,1985年毕业于长庆石油学校采油专业,现主要从事油气录井技术管理工作。通信地址:710018 陕西省西安市凤城四路长庆油田公司综合科研楼工程技术管理部。电话:(029)86978502。E-mail:jwf_cq@petrochina.com.cn

摘要

陕北盐池区块位于鄂尔多斯盆地西北部,区内天然裂缝发育,油气水关系比较复杂,整体勘探程度较低。在详细阐述利用特色录井技术(岩石热解、热解气相色谱、轻烃录井)识别盐池区块储集层复杂油水关系的基础上,建立了适用于盐池区块流体性质识别的解释标准与评价方法,利用岩石热解地化录井技术定量化识别储集层的含油性,并结合轻烃、热解气相色谱对盐池区块储集层的原油组成成分进一步识别,实现了这些评价方法之间的优势互补,从而弥补了仅利用单项录井技术解释评价油气层的不足,提高了储集层解释评价的准确性,综合解释符合率由73.23%提高到81.25%,在盐池区块复杂油水关系储集层勘探开发中见到了明显的效果。

关键词: 盐池区块; 储集层; 岩石热解录井; 热解气相色谱; 轻烃录井; 解释评价; 图板
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Identification method of mud logging for complex oil-water relationship reservoir in Yanchi block of northern Shaanxi
JING Wenfeng①, YAN Ronghui①, LIU Tao②, FANG Tieyuan②, WANG Haitao②, LIU Fangfang②, JIAO Yanshuang②
①Engineering Technology Management Department of PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi'an, Shaanxi 710018, China
②Panjin Zhonglu Oil & Gas Technology Servive Ltd., Panjin, Liaoning 124013,China
Abstract

Yanchi block in northern Shaanxi is located in the northwest of Ordos Basin, where natural fractures are developed and the oil-gas-water relationship is relatively complex, so the overall exploration degree is low. In this paper, the application of characteristic mud logging technology (rock pyrolysis, pyrolysis gas chromatography, light hydrocarbon logging) is described in detail. Based on the identification of complex oil-water relationship of reservoir in Yanchi block, the interpretation standard and evaluation method suitable for fluid property identification in Yanchi block are established. The oil-bearing property of reservoir can be quantitatively identified by using rock pyrolysis geochemical logging technology, and the composition of crude oil in the reservoir of Yanchi block is further identified by combining with light hydrocarbon and pyrolysis gas chromatography. The advantages of these evaluation methods are complementary, so as to make up for the deficiency of using single mud logging technology to interpret and evaluate oil and gas reservoirs. The accuracy of reservoir interpretation and evaluation is improved, and the coincidence rate of comprehensive interpretation is increased from 73.23% to 81.25%, which shows obvious effects in the exploration and development of reservoirs with complex oil-water relationship in Yanchi block.

Keyword: Yanchi block; reservoir; rock pyrolysis logging; pyrolysis gas chromatography; light hydrocarbon logging; interpretation and evaluation; chart
0 引言

围绕长庆油田近年来规模储量区、周边及外围盆地四新领域(新盆地、新区域、新类型、新层系)等重点领域勘探部署[1], 2019年, 陕北石油预探项目组勘探作业也开始向更深更复杂地层和甩开区域发展, 盐池区块位于鄂尔多斯盆地西北部, 区域内多口井已发现油气显示, 主要分布在侏罗系及延长组下组合(长73、长81、长9、长10段)[2, 3]。由于盐池区块距离油源较远, 油气充注程度不饱满, 储集层含油性整体较差, 且区内天然裂缝发育, 储集层保存条件差, 地层复杂多变[4, 5], 部分油气成藏后发生二次、多次运移, 原油运移和保存过程中发生降解作用[6]。一些测试层测录井综合分析能够达到产油级别, 但测试效果差, 测试结果多以产油花或者高产水为主, 部分层系认识不清。面对新的勘探区块、新的勘探难题, 迫切需要建立新的解释评价方法来满足生产需求。本文总结已测试井岩石热解、热解气相色谱、轻烃录井在不同流体性质识别方面的响应特征, 初步建立了适用于盐池区块流体性质识别综合解释评价标准与评价方法, 以期更加准确地指导后期生产实践中流体性质判识难的问题, 提高勘探开发整体效益。

1 储集层综合解释评价方法

在开展油气层综合解释评价过程中, 鉴于每项录井技术检测的信息不相同, 解释评价应充分考虑不同录井技术系列的分析基理及响应特征, 确定解释评价权重, 对特殊的地质现象解释有更好的实用性。岩石热解录井技术直接测量岩样残存的含烃量, 由此反映的储集层含油性更可靠; 轻烃、热解气相色谱可细致分析原油组分构成关系, 得到原油构成的微观信息, 通过轻烃、色谱图特征总结认识, 可定性判断储集层产液性质, 方法简便直观, 对储集层改造层、稠油层等有较强的针对性, 可以发挥其他技术不能实现的效果。利用特色录井技术(岩石热解、热解气相色谱、轻烃录井)有针对性开展盐池区块储集层综合解释评价方法综合性研究, 解决了特殊地质条件下的地层含油气性、含水性、储集层微观变化等方面判识难题, 综合解释符合率由73.23%提高到81.25%, 提高了盐池区块复杂油水关系储集层流体准确识别能力。

1.1 单项录井解释评价方法

1.1.1 岩石热解识别含油性

岩石热解地化录井定量分析样品中的气态烃S0、液态烃S1及裂解烃S2, 在量化评价油气储集层含油性方面具有良好的表现。实践证明, 使用岩石热解地化录井定量评价储集层流体性质在长庆区块有较高的符合率[7]。笔者统计2018年以来盐池区块测试层30个具有代表性的岩心样品数据435个, 优选比较常用的敏感参数Pg(Pg=S0+S1+S2)值及地化亮点(S0+S1)/S2× Pg首先尝试建立了二维解释评价图板(图1)。从分类结果看, 油层、油水同层、含油水层、水层随着岩石热解Pg值的降低, 含油性逐渐变差, 具有一定的规律性。但在解释图板上出现一些层岩石热解数据Pg分析值较高, 储集层热解地化数据分析含油性好, 二维图板投点在油层区域, 最后测试结果却为水层(图1中圈1、圈2), 该类测试层数据点降低了盐池区块地化录井解释图板的符合率。为了提高对盐池区块复杂油水关系储集层流体性质判断的准确性, 需要对该类储集层应用其他录井技术进一步分析。

图1 盐池区块地化录井解释评价图板

1.1.2 轻烃、热解气相色谱识别原油成分

轻烃录井技术是通过对含烃样品(岩屑、岩心)中的混合烃类进行色谱分离、FID(氢火焰离子化检测器)检测, 形成各组分含量数据(质量浓度), 检测碳数为C1-C9, 轻烃的组成包含有正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳香烃, 流体性质识别主要通过各组分的分布特点对储集层流体性质进行定性或定量判识[8]。热解气相色谱是将储集层样品(岩屑、岩心)送进热解炉中加热, 利用载气携带进入色谱柱分析, 将样品中的烃类直接蒸发出来, 再由气相色谱装置进行组分分离鉴定, 测定各组分含量, 从而获得油气组分的分析数据和色谱分析曲线, 获得的主要参数有nC10-nC40正构烷烃、姥鲛烷及植烷色谱峰及各组分的相对百分含量, 在储集层原油性质的判识方面具有独特优势[9]。通过总结盐池区块储集层中烃类的表现特点, 应用轻烃和热解气相色谱两项录井技术对原油组成成分进一步分析, 可以分为两类储集层。

一类为储集层保存条件好, 储集层成藏后未被破坏, 为原生油气藏, 轻烃、热解气相色谱检测碳数组分齐全(图2a, 图2b), 原油组成成分为C1-nC40, 该类储集层为正常原油性质储集层, 油层、水层谱图对比分析, 油层的组分峰面积值大, 出峰碳数值明显多于水层的出峰碳数(图2a与图2c对比, 图2b与图2d对比), 两项技术相结合可定性识别盐池区块储集层流体性质, 产液性质进一步判识可利用建立的盐池区块地化录井解释评价图板定量化, 最终实现准确划分油层、油水同层、含油水层、水层的目的。

二类为储集层保存条件差, 油藏被破坏, 储集层后期被改造, 为次生油气藏, 储集层随着改造程度的加强, 原油比重不断增大, 改造程度相对较弱, 热解气相色谱谱图形态表现为正常原油性质(图3a), 轻烃谱图表现为C1-nC5组分基本缺失(图3b), 该类储集层致使原油的流动性变差, 储集层后期测试以产水为主(图1中圈1、圈2); 储集层改造程度相对较强, 热解气相色谱谱图形态表现为重质油、稠油特征(图3c), 轻烃谱图表现相对稳定的环状化合物增多, 降解后的产物以甲烷为主(图3d), 由于甲烷气的生成与充注, 增加了该类储集层的原油流动性, 后期测试以产油为主。

图2 盐池区块原生油气藏流体定性识别

图3 盐池区块次生油气藏流体定性识别

由此可见, 针对盐池区块一些热解地化分析数据值较高的储集层进行流体组成成分分析, 可进一步了解储集层成藏特点, 更加有利于实现盐池区块流体性质识别。

1.2 录井综合解释评价标准

为了更好地开展盐池区块复杂油水关系储集层解释评价工作, 结合盐池区块复杂油气成藏规律, 应用岩石热解录井技术首先对储集层含油性进行判识, 如果储集层达到产油界限, 则需进一步利用轻烃、热解气相色谱来识别储集层原油组成成分, 最终确定油气成藏后的不同状态, 确定价值层。基于该类解释评价思路, 统计盐池区块次生油气藏Y 132井等12口井16个储集层得到表1, 对盐池区块原生油气藏Y 1井等23口井32个储集层的统计得到表2, 分别建立了油层、油水同层、含油水层、水层综合解释评价标准(表1、表2), 取得了较好的应用效果。

表1 盐池区块次生油气藏录井综合解释评价标准
表2 盐池区块原生油气藏录井综合解释评价标准
2 实例分析

在实际生产中, 应用盐池区块新建立的岩石热解录井定量化二维图板, 轻烃、热解气相色谱谱图直观识别法, 再结合盐池区块录井综合解释评价标准对2020年生产勘探井进行验证, 解决了部分疑难层认识不清的难题。将岩石热解、热解气相色谱、轻烃录井3项技术综合用于盐池区块Y 1等35口井48个储集层的解释, 经试油或生产验证, 符合26口井39个储集层, 综合解释符合率由73.23%提高到81.25%, 应用效果显著。

2.1 Y 3井

Y 3井长81段(图4)岩性特征为褐灰色油斑细砂岩, 油味浓, 褐灰色原油浸染色, 含油较饱满, 油脂感强, 污手, 含油面积10%~15%, 渗油面积1%~2%, 岩心新鲜面有潮感, 无咸味, 干后无盐霜, 滴水试验缓渗, 荧光颜色暗黄色, 荧光面积15%~20%, 产状呈不均匀带状, 点滴试验Ⅱ 级, 系列对比11级, 现场定级油斑。

图4 Y 3井长81段测录井综合图

电测解释井段1 606.7~1 618.1 m, 厚度11.4 m, 平均电阻率22.52 Ω · m, 平均自然电位-19.99 mV, 平均孔隙度16.24%, 平均含油饱和度45.10%, 平均渗透率2.95 mD, 平均声波时差260.46 μ s/m, 测井显示该井段电阻率较高、物性较好, 解释为油水同层。

岩石热解Pg平均值为16.052 1 mg/g(大于10.0 mg/g), (S0+S1)/S2× Pg平均值为46.37, 反映储集层含油性好, 达到产油级别, 数据投点在油层区域, 具有油层特征(图1)。具体储集层能否产油, 还要进一步对储集层原油组成成分进行分析, 轻烃录井共分析谱图8个, 从轻烃谱图特征来看(图5), 轻烃出峰个数齐全, 出峰平均个数为95个, 总峰面积高, 反映储集层含油性好, 芳香烃(TOL、BZ)呈高异常且稳定, 季碳百分含量高异常且稳定, 热解气相色谱分析谱图8个, 结合分析谱图来看(图6), 储集层峰型饱满, 总峰面积高异常, 含油性较好, 未分辨峰面积呈低异常, 为正常原油性质。利用盐池区块原生油气藏录井综合解释评价标准综合分析为油层特征。试油结果产油24.23 t/d, 不产水, 综合解释结论与试油结果相符。

图5 Y 3井1 614.06 m井深轻烃分析谱图

图6 Y 3井1 611.00 m井深热解气相色谱分析谱图

2.2 G 20井

G 20井长82段(图7)岩性特征为褐灰色油斑细砂岩, 油味浓, 褐灰色原油浸染色, 含油不均匀, 油脂感弱, 不污手, 含油面积5%~10%, 原油无外渗, 岩心新鲜面有潮感, 无咸味, 干后无盐霜, 滴水试验缓渗, 荧光颜色暗黄色, 荧光面积10%~15%, 产状不均匀状, 点滴试验Ⅱ 级, 系列对比9级, 现场定级油斑。

图7 G 20井长82段测录井综合图

电测解释井段1 652.0~1 661.0 m, 厚度9.0 m, 平均电阻率41.21 Ω · m, 平均自然电位-14.34 mV, 平均孔隙度11.98%, 平均含油饱和度41.26%, 平均渗透率1.45 mD, 平均声波时差228.77 μ s/m, 测井显示该井段电阻率较高、物性较好, 解释为油水同层。

岩石热解Pg平均值为10.325 mg/g(大于7.0 mg/g), (S0+S1)/S2× Pg平均值为25.62, 反映储集层含油性较好, 能够达到产油级别, 数据投点在油层区域, 具有油层特征(图1)。进一步对储集层原油组成成分进行分析, 轻烃录井共分析谱图15个, 从轻烃谱图特征来看(图8), 轻烃出峰个数不齐全, C1-nC5组分基本缺失, 甲烷峰基本检测不到, 异构烷烃呈现高异常, 环状化合物低异常且稳定, 热解气相色谱分析谱图12个, 结合分析谱图来看(图9), 储集层峰型相对饱满, 正构烷烃峰面积相对高异常, 未分辨峰面积无异常, 为正常原油性质。利用盐池区块次生油气藏录井综合解释评价标准综合分析为含油水层特征。试油结果不产油, 产水27.60 t/d, 综合解释结论与试油结果相符。

图8 G 20井1 656.32 m井深轻烃分析谱图

图9 G 20井1 656.68 m井深热解气相色谱分析谱图

3 结论

盐池区块勘探程度较低, 油识别难度大。针对盐池地区油藏特点, 利用特色录井技术(岩石热解、热解气相色谱、轻烃录井)建立盐池区块复杂油水关系储集层录井识别的方法能够解决部分油藏认识不清的难题, 取得了较好的应用效果, 初步形成了相应的录井系列组合, 切实提高了录井技术综合应用效果, 为盐池区块油气勘探开发提供更准确的依据。

(编辑 王丙寅)

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