引用本文
熊亭, 吴勇钢, 罗迎春, 白林坤, 蒋钱涛, 程乐利. 三维定量荧光图谱法在陆丰凹陷储集层流体性质快速识别中的应用[J]. 录井工程, 2021,32(2): 19-25.
XIONG Ting, WU Yonggang, LUO Yingchun, BAI Linkun, JIANG Qiantao, CHENG Leli. Application of 3D quantitative fluorescence atlas method to rapid identification of reservoir fluid properties in Lufeng sag[J]. Mud Logging Engineering, 2021,32(2): 19-25.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2021.02.004  
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三维定量荧光图谱法在陆丰凹陷储集层流体性质快速识别中的应用
熊亭①②, 吴勇钢③, 罗迎春④, 白林坤③, 蒋钱涛①, 程乐利④
①中海石油(中国)有限公司深圳分公司
②长江大学地球科学学院
③中法渤海地质服务有限公司深圳分公司
④长江大学录井技术与工程研究院

作者简介： 熊亭 工程师,1989年生,2014年毕业于长江大学地球科学学院矿产普查与勘探专业,工学硕士学位,现在中海石油(中国)有限公司深圳分公司勘探部从事海洋石油勘探工作。通信地址:518000 广东省深圳市南山区后海滨路中海油大厦A4005室。电话:(0755)26026379。 E-mail:xiongting3@cnooc.com.cn

通信作者:罗迎春 工程师,1978年生,2009年毕业于长江大学地球科学学院矿产普查与勘探专业,工学硕士学位,现在长江大学录井技术与工程研究院从事石油地质工作。通信地址:434023 湖北省荆州市南环路1号。电话:13554561974。 E-mail:ycluo@foxmail.com

收稿日期: 2021-04-12
摘要

陆丰凹陷不同时期储集层物性差异大,尤其是文昌组发育低孔隙度低渗透率储集层和湖相泥岩。作为成熟烃源岩,泥岩的测、录井特征常相近甚至好于邻近储集层,给流体性质识别带来困扰。三维定量荧光录井指纹图谱中包含丰富的流体类型信息,通过分类归纳其特征,能够较好地反映流体性质。通过对陆丰凹陷22口井232层460张指纹图谱的分析研究,按照三维定量荧光平面图谱形态,将陆丰凹陷图谱划分为L形、小L形(可分为A类和B类)、长条形、心形和一字形5大类,并以小L形和主峰在左下的单峰长条形为例,通过精细分类描述不同类型流体特征,建立指纹图谱流体类型识别标准。经过新井验证,该方法流体类型识别准确率达到了97.1%,能很好满足现场应用。随着研究的进一步深入和完善,更易于在其他区块进行推广。

关键词: 陆丰凹陷; 三维定量荧光; 流体性质; 图谱法; 录井
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Application of 3D quantitative fluorescence atlas method to rapid identification of reservoir fluid properties in Lufeng sag
XIONG Ting①②, WU Yonggang③, LUO Yingchun④, BAI Linkun③, JIANG Qiantao①, CHENG Leli④
①CNOOC China Limited Shenzhen Company, Shenzhen, Guangdong 518000, China
②Yangtze University School of Geosciences, Wuhan, Hubei 430100, China
③Shenzhen Branch of China France Bohai Geoservices Co., Ltd., Shenzhen, Guangdong 518000, China
④Mud logging technology and Engineering Research Institute of Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434023, China
Abstract

The reservoir physical properties of Lufeng sag vary greatly in different periods, especially the low porosity and low permeability reservoirs and lacustrine mudstone developed in Wenchang Formation. As the matured source rock, the well logging and mud logging characteristics of mudstone are often similar to and even better than those of adjacent reservoirs, causing troubles to the identification of fluid properties. The 3D quantitative fluorescence logging fingerprint atlas contains abundant fluid type information, and it can reflect the fluid properties well by classifying and summarizing its characteristics.Through analysis and study of 460 fingerprint atlas of 232 layers from 22 wells in Lufeng sag, the fingerprints of Lufeng sag can be divided into five categories: L-shape, small L-shape (class A and class B), strip, heart and 1-shape according to the 3D quantitative fluorescence planar spectrogram morphology. Taking the small L-shape and the single peak long strip shape with the main peak at the bottom left as examples, the characteristics of different types of fluid were described by fine classification, and the identification standard of fluid type in fingerprint was established. Verification of the new well shows that the accuracy of fluid type recognition is 97.1%, the proposed method can fully meet the field application, with further deepening and improvement, it is easier to generalize in different blocks.

Keyword: Lufeng sag; 3D quantitative fluorescence; fluid property; atlas method; mud logging
0 引言

陆丰凹陷不同地层储集层物性差异较大, 新近系珠江组发育中-高孔隙度、特高渗透率储集层, 古近系恩平组发育低-中孔隙度、低-中渗透率储集层, 古近系文昌组发育低孔隙度、特低-低渗透率储集层[1, 2, 3, 4]。不同的物性特征导致测录井响应不同, 尤其文昌组发育成熟烃源岩, 录井响应常与油层一致, 给录井识别带来了挑战。

三维定量荧光录井检测时间短、精度高, 在识别真假油气显示、判断原油性质、流体性质等方面发挥着越来越重要的作用[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11], 但采用三维定量荧光图板法识别流体类型[12, 13, 14, 15, 16]具有一定的局限性, 在陆丰凹陷解释准确率只有70%左右。三维定量荧光平面图谱本身包含丰富的流体识别信息, 不同等值线圈定的不同颜色的面积、形态等与流体性质紧密相关, 目前油田生产上也常采用油样图谱对比法来发现油层[10], 但没有形成系统的方法。本文通过大量三维定量荧光图谱研究发现, 在陆丰凹陷, 尤其对恩平组和文昌组, 三维定量荧光图谱法识别流体性质准确度高, 随着研究的不断深入和完善, 更易于在其他区块进行推广。

1 区域概况

陆丰凹陷位于珠一坳陷东北部, 总体呈NW-SE向展布, 北为北部隆起带, 南为东沙隆起。陆丰凹陷古近系文昌组、恩平组、珠海组, 以半深湖、滨浅湖为沉积背景, 发育扇三角洲、辫状河三角洲、河流相三角洲, 其中文昌组湖相泥岩为主要烃源岩。珠江组为新近系主要储集层段, 其下部发育三角洲、滨岸相砂岩沉积, 东沙隆起发育系列生物礁和碳酸盐岩台地沉积; 中上部沉积厚层泥岩夹薄层砂岩。空间上具有良好的生储盖关系, 且正断层、不整合面发育, 具备优越的成藏条件[17, 18, 19, 20, 21, 22]。

根据试油数据, 发现陆丰凹陷原油密度多分布在0.816 2~0.907 8 g/cm3之间, 属于轻质油或中质油, 且文昌组、恩平组以轻质油为主, 据此建立了陆丰凹陷轻质油、偏中轻质油、中质油典型图谱(图1)。中质油、偏中轻质油发射波长大于385 nm, 而激发波长小于300 nm(图1a、图1b); 轻质油发射波长小于385 nm, 而激发波长大于300 nm(图1c、图1d)。

图1 陆丰凹陷中质油-轻质油三维定量荧光典型图板

据陆丰凹陷31口井437层1000多个三维定量荧光数据, 采用油性指数Oc和对比级别N建立了一个对文昌组和恩平组流体性质识别相对较好的图板, 并确定N≥ 5.4且Oc> 0.7为油层, N< 5.4或Oc≤ 0.7为(含油)水层。应用该图板对陆丰凹陷文昌组、恩平组306层进行分析, 测井解释符合率仅为69.3%, 符合率较低, 急需找到新的方法识别流体性质。相对而言, 三维定量荧光等值线平面图谱本身包含丰富的流体信息, 能较好地区分不同流体类型储集层。

2 三维定量荧光图谱法

采用三维定量荧光图谱法, 首先需要建立钻井液及各种钻井液添加剂图谱库, 以区分真假油气显示; 然后以试油资料为基础, 对图谱进行分类; 最后建立不同类型图谱的流体性质判别标准。本文主要对后两部分进行阐述。

2.1 图谱形态分类及特征

在陆丰凹陷, 根据试油资料, 油层的三维定量荧光图谱形态可分为L形、小L形(可分为A类和B类)、长条形、心形、一字形(图2), 若仅从形态上考虑, 按产能从大到小依次为:L形、心形 > 一字形 > 小L形、长条形。为便于描述, 将20种颜色按1~20编号, 以纯蓝色为1号色, 纯红色为20号色。

图2 陆丰凹陷三维定量荧光图谱形态分类

不同形态具有不同特征。

(1)L形:长轴接近平行于对角线, 短轴垂直于长轴, 常具有2~3个主峰(图2a)。

(2)小L形:一般主峰在左下, 主轴平行于对角线, 辅轴较短与主轴垂直(A类) (图2b)或辅轴较长与主轴夹角为锐角(B类) (图2c); A类小L形和L形的主要区别在于A类小L形19号圈未向右延伸、18号圈向右延伸, 主峰在左下; B类小L形和L形的区别主要在于B类小L形主峰轴与对角线接近平行、仅一个主峰, 主峰在左下。

(3)长条形:仅一个长轴且接近平行于对角线, 通常有1~2个峰(图2d)。

(4)心形:出峰位置明显呈心形特征(图2e)。心形和L形的区别主要在于, 心形的两轴基本等长, 且多具有2个主峰或由2个主峰汇聚成一个心形, 而L形分长轴和短轴, 不等长。

(5)一字形:一般主峰居右下, 横向展布, 即椭圆长轴与Em轴接近平行(图2f)。

2.2 流体性质识别

前人通过拉曼峰等特殊标志识别水层[15], 但陆丰凹陷大多数水层并没有拉曼峰, 且不同三维定量荧光形态也具有不同的流体性质识别特征。总体来讲, 流体性质识别需要在形态分类的基础上, 结合不同颜色分布特征、分布面积、拉曼峰等情况来进行。统计陆丰凹陷22口井232层460张三维定量荧光平面图谱发现, 通过精细分类可有效区分流体类型。L形、长条形等需要根据出峰位置、峰数等作进一步的分类, 心形、一字形需结合不同颜色面积、面积比等来判断, 但篇幅有限, 故本文仅以相对简单的小L形以及主峰在左下的单峰长条形为例, 说明如何用图谱法识别流体类型。

2.2.1 小L形三维定量荧光图谱

小L形可分A类和B类。

A类小L形流体性质识别标准:当主轴较长但18号圈呈尖峰向右微微延伸, 或者18号圈呈箱形峰向右延伸且轴长与峰厚差距小于40 nm(图3a), 为油层; 主轴较短且18号圈呈尖峰(图3b)向右延伸, 或主轴较长但18号圈呈乌龟头状(图3c)或箱形峰向右延伸, 且18号圈轴长与峰厚差距大于40 nm(图3d), 为水层。B类小L形流体性质识别标准:当最大17号圈或16号圈向右延伸, 边界不收敛时(图3e)或边界收敛但中部无1号蓝圈时(图3f)为油层, 边界收敛且中部有1号蓝圈时(图3g)为水层; 19或18号圈向右延伸较长且主轴较长时(图3h), 一般为水层。

图3 小L形三维定量荧光图谱的不同流体类型判别图板

2.2.2 左下单峰长条形三维定量荧光图谱

长条形可进一步分类为左下单峰、左上单峰以及双峰3种, 由于篇幅限制, 这里仅以单峰在左下的长条形为例。其流体类型流体性质识别标准如下:

(1)17号圈向上延伸位置不超过Ex=380 nm时, 若2号圈与3号蓝圈界线处于Ex=480 nm以下, 右上角对角线处可见1号蓝圈(图4a)一般为油层, 若2号与3号蓝圈界线处于Ex=480 nm以上或对角线右上角无1号蓝圈(图4b)一般为含油水层或干层。

图4 长条形三维定量荧光图谱的不同流体类型判别图板

(2)当17号圈向上延伸位置超过Ex=380 nm或主峰呈细扁条状向上延伸时, 上三角中3号蓝圈范围较大(超过Ex=460 nm)、1号蓝圈范围较小(图4c)为油层, 上三角中3号蓝圈范围较小(不超过Ex=460 nm)、1号蓝圈范围较大(图4d)一般为含油水层。

(3)当主峰范围较小, 且20号-17号圈等值线基本等间距展布, 上三角1号蓝圈范围不大、无拉曼峰(图4e), 一般为油层或油水同层, 拉曼峰从右上延伸与绿圈接触为干层(图4f), 上三角1号蓝圈范围达1/2、对角线方向延伸长度大于浅绿圈延伸长度(图4g), 或者拉曼峰从右上角一直延伸或越过主峰(图4h)为水层。

3 应用效果与实例
3.1 整体效果

通过对陆丰凹陷4口新井34个测井解释层的三维定量荧光图谱进行分析, 其中仅1层不吻合(该层为陆丰凹陷15洼预探直井E 5井文昌组3 560.6~3 565.2 m处细砂岩, 测井解释为油水同层, 而图谱为3 564 m, 居于该层下部, 符合含油水层特征), 流体性质识别准确率达到了97.1%。而采用N与Oc图板法解释的4口新井恩平组、文昌组27个测井解释层, 有15层符合, 准确率仅为55.6%。

3.2 应用实例

以E 3定向井为例, 该井为预探井, 位于陆丰凹陷15洼。该井恩平组井深2 960 m细砂岩图谱如图5a所示。首先判断形态类型, 主轴与对角线平行, 辅轴与主轴成直角, 判断为A类小L形; 然后识别流体类型, 主峰较长, 18号圈向右呈箱形峰, 同时18号圈轴长与峰厚差距小于40 nm, 符合图3a油层特征, 测井解释为油层, 吻合。该图谱对应N为6.5, Oc为1.377, 按图板法同样解释为油层。

图5 E 3井三维定量荧光图谱

E 3井文昌组井深3 446 m细砂岩图谱如图5b所示。首先判断形态类型, 只有一个主轴且与对角线平行, 主峰在左下, 判断为左下单峰长条形; 然后识别流体类型, 17号圈向上延伸位置未超过Ex=350 nm, 且2号与3号蓝圈界线处于Ex=480 nm以下, 右上角对角线处可见1号蓝圈, 符合图4a油层特征, 测井解释为油水同层, 吻合。该图谱对应N为8, Oc为1.05, 按图板法同样解释为油层。

E 3井文昌组井深3 455 m细砂岩图谱如图5c所示。首先判断形态类型, 只有一个主轴且与对角线平行, 主峰在左下, 判断为左下单峰长条形; 然后识别流体类型, 17号圈向上延伸位置未超过Ex=350 nm, 且2号与3号蓝圈界线延伸到Ex=490 nm处, 右上角对角线处可见1号蓝圈, 符合图4b含油水层特征, 测井解释为含油水层, 吻合。该图谱对应N为6.8, Oc为1.228, 按图板法解释应为油层, 显然是不正确的。

实例中, 按图谱法解释都是正确的, 但在井深3 455 m处, 按图板法解释为油层, 而测井解释为含油水层, 表明图谱法准确度较高。

4 结论及建议

(1)陆丰凹陷原油属于轻质油或中质油, 且文昌组、恩平组以轻质油为主。根据试油数据, 陆丰凹陷油层的三维定量荧光图谱形态可分为L形、小L形(可分为A类和B类)、长条形、心形、一字形5大类, 不同类型具有不同的流体性质判断标准。

(2)在使用图谱法识别流体性质时, 首先应判断其形态属于哪一类, 然后根据流体类型判别标准识别流体类型, 作出较为准确的初步判断, 最后应结合其他资料进行校验, 比如油水同层的下部可能表现为含油水层的特征。在对新井进行判断时, 由于新井所处位置不同, 可能出现难以判断的或新的形态, 此时应结合气测曲线等进行综合判断, 并在积累一定的数据后, 对新的图谱形态进行归类分析, 更新图谱流体类型判别标准, 以适应同一区块或相邻区块勘探开发的需要。

(3)应用实例分析, 采用三维定量荧光图谱法判断新井流体性质, 测井解释符合率达到了97.1%, 而三维定量荧光图板法符合率仅为55.6%。表明图谱法准确度更高。在现场通过建立、比对标准图谱库, 对流体性质快速准确的初步判断, 使该方法更易于在其他区块推广。

(4)对于较为复杂的指纹图谱, 可以采用图像识别技术, 达到类似指纹识别的效果, 使图谱法识别流体类型的技术更为高效快捷。

(编辑 卜丽媛)

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