作者简介:段仁春 高级工程师,1969年生,1989年毕业于重庆石油学校石油地质专业,2004年毕业于江汉石油学院石油工程专业,现在中石化河南油田分公司油气开发管理部从事工程技术管理与研究工作。通信地址:473132 河南省南阳市宛城区官庄镇河南油田五一路。电话:(0377)63830439。E-mail:1094434476@qq.com
泌阳凹陷已进入高成熟勘探阶段,开发整体进入特高含水期,可供稳产提效的挖潜空间有限。但泌阳凹陷为富油凹陷,其断层众多砂体变化频繁,形成了许多小型甚至微型的岩性圈闭及断块圈闭,这为油气挖潜提供了地质基础。采用录、测井资料与动态资料相结合,为发现小圈闭油气层提供线索,并进一步研究了小圈闭含油性评价方法,其中包括:发现以往各项资料间矛盾层位、应用录井资料与动态资料重新建立测井解释评价标准、判断油藏边界可靠性、圈闭类比发现新的含油圈闭等,分别用于对老区重新进行解释评价,获得了较好的油气挖潜成效。
Biyang Sag has entered the stage of high maturity exploration with the overall development entering a period of ultra-high water cut,and there is limited space for potential tapping to stabilize production and improve efficiency. However,as an oil-rich sag,Biyang Sag has many faults and sand bodies that change frequently,forming many small or miniature lithological traps and fault block traps,which provide a geological basis for potential tapping of oil and gas. Data of mud logging and well logging are combined with dynamic data to discover hydrocarbon reservoir with small traps and study accurate evaluation methods for oil bearing in small traps,including the discovery of conflicting horizons between various data in the past,using mud logging data and dynamic data to rebuild interpretation and evaluation criteria for well logging,judgement of reservoir boundary reliability,and trap analogy to discover new oil bearing traps. This method is used to reinterpret and evaluate old oil areas,and good results in potential tapping of oil and gas have been achieved.
经过多年的勘探开发, 河南油田主力油区所在的南襄盆地泌阳凹陷已进入高成熟勘探阶段, 整体进入特高含水期, 稳产开发的物质基础薄弱, 油气可供挖潜的空间有限。泌阳凹陷作为一个中、新生代次级凹陷, 具有油气丰富、地层非均质性强、断层较多的特点, 除形成整装大型圈闭油气田外, 还形成较多小型微型的岩性圈闭、断块圈闭、断层-岩性圈闭。由于圈闭规模小、油水关系复杂, 导致油层的电性响应具有多样性, 油层不容易发现, 使其成为未来油气挖潜的重要空间。动态资料与录井资料分别从不同层面反映了地层的油气水信息, 二者相互结合, 可发挥各自优势, 获取地层真实信息, 发现更多以往无法识别的油气显示, 为泌阳凹陷油气深度挖掘提供指导。
在老开发区域小圈闭要获得新的发现, 需对原有研究成果进行再研究, 提升原有的地质认识。老区不仅积累了大量的录、测井资料, 还有大量的单井及区域动态生产资料(包括产液量、产油量、产水量、含水率、动液面、油质、温度、压力等资料), 充分利用老区动、静态资料丰富的优势, 寻找不同资料之间的矛盾点, 有望发现老区小圈闭新的地质储量。
1.1.1 录井资料与动态资料相矛盾
一是录井显示级别较高, 各项录井资料有油层响应特征, 测井资料与录井资料响应特征一致, 但试油结果为水层、干层的区块; 二是同一圈闭中录井、测井解释为干层、水层, 但已有部分井层试油(投产)结果为含油层的区块[1, 2, 3]。
1.1.2 录井资料和动态资料与构造相矛盾
一是录井显示普遍较好, 但构造较复杂, 次生断层发育, 砂体变化频繁, 同一层位出现高部位含水低部位含油的矛盾现象; 二是产油量明显高于预期可采储量的圈闭; 三是产液量稳定, 但原认识圈闭面积较小, 且相邻圈闭录井显示较好的圈闭。
1.1.3 录井资料与测井资料相矛盾
一是录井油气显示较强, 具有油层响应特征, 但测井为低电阻率特征, 解释为水层的区块; 二是录井岩屑显示级别低, 气测值较高但仅有C1组分, 而测井资料具有油层特征的区块。
一般情况下, 油层呈纵向成带, 横向成片分布。在地层精细对比的基础上, 通过分析动态资料与录井资料, 寻找纵、横向录井资料相似层, 以此为线索, 有望获得新发现。
1.2.1 纵向相似层
同井录井条件相似, 资料可比性较强, 如果动态资料证实油层存在, 将纵向不同层的录井资料与其对比分析, 可以达到较为精准的解释评价结果; 分析新的解释评价结果与原有认识的异同, 发现矛盾层, 再进行成藏条件分析, 有可能获得新发现。
1.2.2 平面相似层
横向上地层变化遵循一定规律, 而小圈闭邻井之间地质条件相似, 将动态资料证实为油层的井的录井资料与同一层位的邻井录井资料进行对比分析, 结合油水分布规律进行综合评价, 有望获得新发现。
随着科技的进步, 许多新的录、测井技术诞生, 新的装备投入使用, 解释评价技术水平获得不断提高; 同时随着积累资料的增多, 油气水层在不同区块与不同录、测井资料上响应特征更为明晰, 解释评价符合率不断提升, 解释评价结论更为准确。
老区地质研究较为深入, 总体上对地下地质情况认识较为清晰, 新井发现预测外油层[4], 则说明可能存在以往没有认识到的圈闭或原解释评价结论不准确, 原解释结论没有真实反映不同储集层的油气水性质。因此, 以新井发现的油层为线索, 精细分析成藏圈闭条件, 有可能获得新的发现。
分别利用录井资料和测井资料对储集层进行解释评价是油气层解释评价的重要手段, 由于测井资料数字化、定量化的特点, 研究人员更侧重于应用测井资料及其解释评价成果。但任何解释评价方法及其解释评价结果的准确性都是相对的, 利用动态资料和录井资料进行综合分析, 利于获得更加准确的解释评价结论, 进而有望获得新发现。
当区块内出现录井显示与测井解释相矛盾的井层时, 应充分利用区块内各单井的产液性质、含水率、油质类型等动态资料, 从现场录井的储集层岩性、油气显示级别、气测及地化参数值等方面, 确定油层的录井资料响应特征[4], 依据这些特征对原有矛盾层重新进行解释评价, 发现仍有矛盾时, 通过分析测井曲线的响应特征, 利用具有典型油层响应特征的井层的录井资料及测井资料, 重新建立测井解释评价标准, 对区块内矛盾层进行二次解释评价, 有望获得新发现。
2.1.1 干带变油区
一些老开发区存在部分因技术手段、经济性考量等原因被误判为干层的油气显示层, 随着勘探开发技术水平的提高及解释评价方法的增多, 相应解释评价能力也获得提升, 通过结合应用动态生产资料与录井资料, 重新建立测井解释评价标准, 使部分曾经被误判为“ 干层” 的油层得以重新被发现。
泌阳凹陷GQ 3井区Ⅳ 8小层圈闭是一个南北两侧各由一个断层切割、西侧高部位岩性尖灭的小型断层-岩性圈闭, 圈闭条件良好。原认识油层分布在北侧圈闭断层的南侧, 而南侧圈闭断层的北侧为干带, 油层与干层边界位于南北两个断层的中间。GQ 3井区所在油田为稠油油田, 原研究成果判断该油田岩屑录井显示级别高于油斑, 近年随着开发水平的提高, 大部分油斑显示级别的储集层均可获得工业油流, 特别是与GQ 3井区相邻的L 8井区Ⅳ 8小层多口录井显示级别为油斑且原测井解释为干层的开发井重新评价为油层, 并获高产工业油流。对L 8井区Ⅳ 8小层新近投产见油的井动态资料进行逐井逐层分析后, 发现砂层有效厚度大于2 m的储集层, 现场录井显示为油斑级, 虽然测井电阻率普遍较低, 但投产见油的符合率达到85%。借鉴L 8井区Ⅳ 8小层的实际投产见油情况, 对GQ 3井区Ⅳ 8小层进行二次综合评价, 在多口录井油气显示级别高而测井解释为干层的探井、开发井射孔后获得工业油流, 这说明该区部分井层原测井解释结论不准确。
GQ 3井区L 943井Ⅳ 8小层原测井解释为干层, 原研究成果判断油层与干层边界位于L 943井以北, L 943井Ⅳ 8小层位于干带。但精细地层对比发现该井层与位于含油边界内的L 954、L 965井为同一砂体, 两者相连通, 结合录井资料将该层重新评价为油层, 最终投产产油2.0 t/d。在L 943井Ⅳ 8小层获得新发现后, 研究人员按照“ 横向到边, 纵向到底” 思路, 以成藏规律为指导, 分析砂体展布规律, 对GQ 3井区Ⅳ 8小层圈闭深入开展“ 四性” 关系再研究, 重新确定圈闭油层的显示下限, 以及油层、干层、水层的测井电阻率、孔隙度、渗透率、含油饱和度、束缚水饱和度解释标准, 以此标准对该圈闭所有井进行复查评价, 新增含油面积0.71 km2, 滚动增储21.75× 104 t。L 917、L 935井原认识为干层, 采用新建立的解释标准得出的解释结论为油层, 投产后获工业油流, 采用新建立的解释标准得出的解释评价结果与试油结论一致, 说明新的解释标准准确度较高。
2.1.2 水区变油区
位于水区的储集层通常物性较好, 如果在油水边界以外发现储量, 则可能获得较高产量。由于资料不足、解释评价标准不完善等原因, 常有一些油层被误判为油水同层或水层, 导致油水界面认识错误, 造成圈闭内已发现地质储量较真实地质储量低。随着资料的增多, 解释标准的完善及区块油水分布规律认识的深化, 对油水边界及边界以外储集层进行重新评价, 有望获得新发现。要在油水边界外获得新发现, 应充分利用纵、横向资料进行类比, 利用动态资料完善解释评价标准, 掌握油、水层的不同资料响应特征, 重新进行综合解释评价, 并在获得发现后进行纵、横向类比, 实现纵向添层, 横向扩边。
泌阳凹陷柴庄地区砂体发育、储集层物性好, 但断层众多、地层相变严重, 近年来不论是老井复查还是新钻井, 均有认识外油层发现, 是寻找新储量的有利地区。原认识A 83层的油水边界就在C 14井, 但C 14井录井资料不具有油水同层特征, 对比该区其他获得工业油流井层测井资料发现, 该区存在相当一部分低电阻率油层, 而C 14井所在圈闭测井大多解释为水层、油水同层的井层录井具有油层响应特征, 具有低电阻率油层特征, 测井解释结论与录井油气显示及油层、水层响应特征相矛盾。为此, 重新收集所在圈闭油、水层录井资料、测井资料, 重新研究该区“ 四性” 特征, 对录井、测井资料重新解释评价, 结果发现C 14井A 83层原解释结果偏低, 原测井解释为油水同层实际应为油层, 其含油面积也有所扩大。与此同时, 对该井A 2、B 51-2层重新评价, 结果同样发现原解释结论偏低, 据此油水边界外推, 含油面积比原认识增大, 这3个层新增地质储量21.16× 104 t。依据新的解释结论对原认识为油水边界外的CZ 3、C 52、C 51C1、C 15井投产均获得工业油流, 其中C 52井产油10.2 t/d[5], 证实重新解释评价结论准确。
2.2.1 动态资料否定原井间断层扩大含油面积
断层切割地层形成不同的圈闭, 由于断层的分割, 位于不同圈闭内的油气压力系统不同, 如果新投产井层产能出现异常, 则可能出现新断层或原认识断层不存在, 通过精细地层对比, 结合地震资料重新组合断点, 并将动态资料与录井资料相结合重新解释评价, 有望获得新发现。
沉积相研究成果认为, 泌阳凹陷WJ油田西区W 3断块北部Ⅳ 3小层、Ⅳ 5小层、Ⅳ 6小层位于上倾尖灭区, 储集层物性略差, 分析其产能应较低。位于该区的新井W 135井Ⅳ 3小层、Ⅳ 52小层、Ⅳ 54小层、 Ⅳ 63小层虽然岩屑显示级别较低, 但气测全烃异常明显, 该井投产后产能一直较高, 平均产水15.1 t/d, 产油8.1 t/d, 投产结果与气测录井资料相吻合, 但与先前的地质认识存在矛盾, 据此判断W 135井有外来能量补充地层压力。对周围各井进行复查分析时发现, 该区有一口注水井W 110井采用两级三段注水, 注水层位为Ⅳ 31小层、Ⅳ 52小层、 Ⅳ 54小层, 分层累计注入量分别为1.28× 104、3.4× 104、1.92× 104 m3, 但已知受注井采出水量远小于注入量, 初步判断W 135井气测值较高、投产后产量较高是受W 110井注水波及的结果。但原研究成果认为W 110井与W 135井由近东西向的F 4-7断层切割属于不同断块, 同时实钻结果证实该区地层砂岩不发育, 砂地比低, 断层封堵性好, 对油气运移起到遮挡作用, 如果两井位于不同断块, W 110井注水不可能影响到W 135井。为解决这一矛盾, 首先对周围各井利用测井、录井资料重新进行地层精细对比刻画, 确定各井断点位置、断距; 其次考虑各断点的深度、平面位置、断距, 结合地震资料匹配情况, 对断点进行组合, 确定断层走向、倾向; 最后通过地震属性技术识别隐蔽断层。井震结合研究成果判断原认识F 4-7断层实际是两条断层, 两条断层均是延伸距离较短的次生断层, 两条断层中一条由东向西延伸, 一条由西向南延伸, 但没有连接, W 110、W 135井之间无断层分隔。进一步研究发现, W 110井与投产后地层能量均较高的W 42-1、EW 54井之间也没有断层分隔, W 110、W 135、W 42-1、EW 54井均在同一断块。 根据新钻井录井、测井资料及生产动态资料, 重新预测各层砂体边界, 将原认识位于上倾区的干层重新评价升级为优质储集层。
通过深化油藏认识, 新增地质储量20.09× 104 t, 并在W 3断块北部再次部署新井7口, 投产后增加产能33.3 t/d, 采收率提高15%, 其中3口新井投产初期均获10 t/d以上高产油流。
2.2.2 类比分析与沉积相分析相结合实现干层扩边
测井、录井资料存在矛盾, 而邻井动态资料又证实录井资料解释评价结论正确时, 通过结合成藏圈闭条件分析、沉积相对比分析, 能够否定原测井解释结论并获得发现。储集层横向变化有一定规律, 在做好沉积相分析确定圈闭内沉积相变化的基础上进行类比分析, 是获得发现的快捷方法。当沉积相及圈闭内的储集层物性相对较差层位经动态资料证实为油层, 而沉积相及圈闭内的储集层物性相对较好层位却被解释为非产层时, 这种解释有可能是错误的, 通过结合动态资料重新解释评价, 容易获得新发现。
泌阳凹陷内G 2608井Ⅳ 61小层岩性录井见油斑砂岩, 通过复查同区块的GC 2707井的动态资料, 发现GC 2707井Ⅳ 61小层射孔后产油7.4 t/d, 两口井Ⅳ 61小层的录井特征相似, 从录井资料分析G 2608井Ⅳ 61小层也应为油层, 但因该层电阻率较低, 测井解释为干层, 测井解释与录井类比结果存在矛盾。经过精细地层对比发现, G 2608井与GC 2707井连通性好, 两井同属G 2608井Ⅳ 61小层圈闭, 该圈闭是由自北向南展布的砂体与东西走向断层相互配置而形成的“ 断层+岩性” 圈闭。沉积相分析发现, GC 2707井处于沉积末端, 而G 2608井靠近物源区, 处于沉积相带更有利部位, 而处于沉积相带较差部位的GC 2707井为油层, 分析认为处于沉积相带更有利部位的G 2608井不可能为干层。经过综合分析后, 将G 2608井重新解释评价为油层, 投产后产油15 t/d。同样, 处于同一圈闭内地质特点相似的G 2408井投产后, 产油2.8 t/d。两井投产结果证实, 重新解释评价得出的结论是正确的。G 2608井Ⅳ 61小层圈闭的发现, 证实了该区扩边潜力较大, 可新增含油面积0.24 km2, 新增地质储量5.51× 104 t。
相邻区块地质条件、油源条件、储集条件、保存条件均相似, 如果其中有的圈闭已发现油层, 那么其他圈闭存在油层的可能性极高。
2.3.1 精细对比发现“ 空圈闭” 油层
同一类型圈闭中有的发现油层, 有的没有发现油层成为“ 空圈闭” , 要在“ 空圈闭” 获得发现, 必须对这些圈闭进行重新研究, 分析导致“ 空圈闭” 的因素, 在这些因素中寻找突破口, 寻找存在油气的证据, 就可能消除“ 空圈闭” 。
泌阳凹陷EW 27井区Ⅲ 11小层物源来自北东方向侯庄三角洲沉积, 该砂体在王集东区形成多个分支, 分支区内W 207、W 204、W 201井区均已发现油藏。EW 27井砂体与断层配置形成“ 断层+岩性” 圈闭, 分析认为具有成藏的可能, 但EW 27井Ⅲ 11小层没有录井资料, 依据原地层对比结果, 认为平面上Ⅲ 11小层没有油气显示, 因此判断其为“ 空圈闭” 。在进行纵、横向对比分析时, 发现EW 27井区高部位W 71井原认识Ⅲ 12小层为油层, 精心对比发现该小层实际为Ⅲ 11小层, 且该层录井显示良好, 分析认为该层平面上应具有油气显示。对比测井资料, 发现EW 27井Ⅲ 11小层各项指标优于W 71井, 如EW 27井Ⅲ 11小层地层电阻率为38.3 Ω · m, 而W 71井Ⅲ 11小层地层电阻率为14.8 Ω · m, 据此类比分析, 判断EW 27井Ⅲ 11小层为油层, 投产后产油2.6 t/d, 新增含油面积0.15 km2, 新增地质储量2.65× 104 t。
2.3.2 油气显示结合成藏要素分析获新发现
同一构造背景下的不同断块, 在其圈闭形态、成藏条件相同的情况下, 如果一个断块圈闭成藏, 那么相邻断块圈闭也可能成藏。在成藏要素分析的基础上, 寻找可能存在油层的线索, 有望获得新发现。
泌阳凹陷X区块Ⅱ 1断块与Ⅱ 2断块位于同一断层的两盘, 两断块成藏条件相似, H3Ⅳ 15小层、H3Ⅳ 21小层等在Ⅱ 2断块已大面积成藏, 但Ⅱ 1断块仅单井有油气发现, 对比两个断块, 判断Ⅱ 1断块同样应大面积成藏。在进行资料类比时, 发现Ⅱ 1断块低部位部分井有较好油气显示, 这些显示与Ⅱ 2断块低部位油层、油水同层相似, 分析认为Ⅱ 1断块高部位应存在油层。据此在Ⅱ 1断块近断层部署了T 3-381井, 结果获得新发现, 新增地质储量46× 104 t, 试油后投产, 初期自喷原油40 t/d。
2.3.3 类比圈闭变化获新发现
同一个区块的物探资料、地震资料处理参数、解释技术, 层位标定方法、地层对比方法以及断层和砂体识别方法均一致。如果一个圈闭构造形态的新认识与原认识存在差异, 相邻圈闭构造形态的新认识也可能与原认识存在着差异。以此为线索进行精细分析, 可获得新的发现。
泌阳凹陷SH油田南部442 X1井位于3号断层附近, 原认识该井Ⅱ 14小层为强水淹区, 但该小层录井资料具有典型的油层响应特征, 最终试油投产获高产工业油流, 产油29.1 t/d[6], 实钻结果与原认识存在巨大偏差。以此为线索, 通过井震结合, 对地震资料精心刻画, 发现3号断层形态与原认识有着较大的偏差, 断层大幅向东延伸, 442 X1井Ⅱ 14小层位于3号断层遮挡的高部位, 为纯油区。基于此判断该区其他断层形态也可能发生了变化, 可能向东延伸。断层重新分析结果与新认识基本接近, 其中近物源、井点稀少的4 号断层变化最大, 该断层形态平缓, 向东延长246 m, 于断层下盘Ⅲ 3小层、Ⅳ 1小层、Ⅳ 2小层增加含油面积0.053 km2, 新增地质储量8.85× 104 t。在新增含油面积内钻探SK 3308井, 投产后产油11 t/d, 证实了最新研究成果准确无误。
(1)泌阳凹陷进入开发后期, 较大的圈闭油气基本已发现完毕, 小砂体、小断块由于规模小, 以往不容易发现, 是目前油气挖潜的有利地区。
(2)录、测井资料与动态资料结合, 既为小圈闭发现油气层提供了线索, 更为准确评价小圈闭含油性提供了依据。
(3)为准确寻找含油小圈闭, 并精确评价其含油性, 进行了相关方法研究。这些方法包括发现以往各项资料间矛盾层位、应用录井资料与动态资料重新建立测井解释评价标准、判断油藏边界可靠性、通过圈闭类比发现新的含油圈闭等, 将这些方法用于对老区的重新解释评价, 获得了较好的油气挖潜成效。
编辑 唐艳军
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