引用本文
刘春锋, 熊志武, 周平. 西湖凹陷低孔低渗储层气测录井识别技术[J]. 录井工程, 2022,33(1): 46-50.
LIU Chunfeng, XIONG Zhiwu, ZHOU Ping. Gas logging identification technology of low porosity and low permeability reservoirs in Xihu sag[J]. Mud Logging Engineering, 2022,33(1): 46-50.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2022.01.007  
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西湖凹陷低孔低渗储层气测录井识别技术
刘春锋, 熊志武, 周平
中海石油(中国)有限公司上海分公司

作者简介：刘春锋,工程师,1989年生,2014年毕业于中国石油大学(北京)矿产普查与勘探专业,现在中海石油(中国)有限公司上海分公司从事油气勘探工作。通信地址:200335 上海市长宁区通协路388号中海油大厦A615。电话:(021)22830603。E-mail:liuchf15@cnooc.com.cn

收稿日期: 2022-01-22
基金: 中海石油(中国)有限公司科研项目“西湖凹陷西部地区勘探开发关键技术研究”(编号:CNOOC-KJ135ZDXM39SH01)
摘要

西湖凹陷平湖组和花岗组油气层多为凝析气或轻质油层,埋藏普遍偏深、储层物性差,且具有流动性强、极易挥发的特点,由于传统的油气层识别技术所考虑的参数均比较单一,识别效果较差,故应用统计学中判别分析方法,对西湖凹陷低孔低渗油气层进行识别。此方法同时采用5个气测敏感参数作为不同油气层性质的判别参数,建立油气层综合判别函数进行流体性质判别。通过东海西湖凹陷低孔低渗油气层的判别效果来看,油气层识别符合率较传统识别方法显著提高,有效克服了传统储层识别方法的局限性,提高了录井工作效率和识别准确性。

关键词: 西湖凹陷; 气测录井; 判别分析; 判别函数
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Gas logging identification technology of low porosity and low permeability reservoirs in Xihu sag
LIU Chunfeng, XIONG Zhiwu, ZHOU Ping
Shanghai Branch of CNOOC China Limited, Shanghai 200335, China
Abstract

Because the parameters considered by the traditional hydrocarbon reservoir identification technology are relatively single, the identification effect is poor, so the discriminant analysis method in statistics is used to identify low porosity and low permeability reservoirs in Xihu sag. In this method, five gas logging sensitive parameters are adopted as the discriminant parameters of different hydrocarbon reservoir properties, and the comprehensive discriminant function of hydrocarbon reservoir is established to discriminate fluid properties. Judging from the discriminant effect of low porosity and low permeability reservoirs in Xihu sag, East China Sea, the coincidence rate of hydrocarbon reservoir identification is significantly higher than that of the traditional identification methods, which effectively overcomes the limitations of the traditional reservoir identification methods and improves mud logging work efficiency and identification accuracy.

Keyword: Xihu sag; gas logging; discriminant analysis; discriminant function
0 引 言

相较于常规储层, 低孔低渗储层埋藏致密机理复杂, 具有储层物性非均质性强、孔喉结构复杂及油气水分布不规律的特征[1, 2, 3], 本文探究对象东海西湖凹陷油气储层即以低孔低渗储层为主[4, 5, 6]。研究表明, 西湖凹陷低孔低渗气藏资源量在凹陷内天然气总资源量中的占比达到80%, 勘探潜力巨大, 是东部油气“ 增储上产” 的重要勘探开发领域[7, 8, 9]。储层流体性质的识别是西湖凹陷低孔低渗油气藏勘探中重要的一环, 由于平湖组和花岗组多为凝析气或轻质油层, 受储层物性差、流体含量少等地质因素及钻井工程参数因素等的干扰, 基于交会法、图谱法和参数比值法等传统解释分析技术的常规录井方法(如岩屑、地化、气测、定量荧光录井等)对低孔低渗储层流体性质的识别效果并不理想[2, 10, 11]。因此, 需要建立有效的方法破解低孔低渗流体性质识别难题。

本文基于储层判别分析原理, 建立了气测录井参数和储层性质的多元分类判别函数及针对西湖凹陷油气层的相应气测解释方法, 有效地解决了这一技术难题, 取得了较好的效果, 为西湖凹陷下一步非常规油气勘探工作提供了较好的理论指导。

1 西湖凹陷流体性质特点

西湖凹陷目前已发现的油气藏主要为气藏(含凝析气藏)和轻质油藏, 纵向上深部平湖组地层在整个西湖凹陷主要发育气藏(凝析气藏), 上部的花港组在西部斜坡带部分发育轻质油藏; 横向上来看, 西湖凹陷花港组的油气分布呈“ 西油东气” 的特点, 在中央构造带主要形成了气藏(或凝析气藏)[12, 13, 14, 15, 16, 17]。

整体来看, 西湖凹陷所形成的油气藏埋深大, 储层致密, 多为低孔低渗油气藏, 储层油气流体具有流动性强、极易挥发等特征, 受钻井液的冲洗影响较大, 烃类损失较大, 这使利用岩屑录井技术识别油气层的难度较大, 给西湖凹陷的油气录井方法识别带来一定的挑战; 另外常规的测井技术虽然能够判断出油气异常显示层, 然而对于储层所含的流体性质, 比如气层、凝析气层或轻质油层等很难做出准确的判断。而在实际勘探作业中, 及时准确判断储层流体性质对油气勘探, 尤其对于后期的测试生产作业具有重要作用。

2 西湖凹陷低孔低渗油气层综合判别方法

录井是油气勘探开发过程中获得第一性流体信息的重要方法。由于西湖凹陷低孔低渗油气性质的复杂性, 传统气测录井技术的识别参数单一, 识别效果不理想[2, 10, 20, 21]。因此, 针对西湖凹陷低孔低渗流体性质的特点, 采取多种录井参数建立综合判别分析函数来进行流体识别。

2.1 判别分析原理

判别分析(Discriminate Analysis)是一种进行分类统计和样本判别的方法。它可以通过对已知样本的信息进行统计, 确定研究样本的分类变量及其与样本类型的关系, 建立一个多元的分类判别函数, 最后通过把新的未知变量的分类变量带入判别函数对未知变量进行判别。

对于气测录井油气层判别分析主要是将研究区已证实的典型油气层流体性质作为因变量Y, 选取对应的多个气测录井参数作为自变量X, 然后根据已知样本建立多元线性判别函数, 公式如下:

Y=m1X1+m2X2+…+mnXn+K

其中系数m1, m2, …, mn 确定原则是使两组参数间的组间离差最大, 而每个组的组内离差最小, K为贝叶斯判别分析拟合回归得到的常数。当建立判别式以后, 对一个新的气测异常层, 可以将其多个气测录井参数X1, X2, …, Xn指标值代入判别式中求出代表流体性质的Y值, 然后与判别临界值比较, 就可以将该样品归类。

2.2 判别分析流程

本文根据判别分析的基本原理, 针对西湖凹陷低孔低渗油气层气测录井参数进行综合分析, 建立低渗油气层判别流程如下:

(1) 首先确立油气层性质与气测录井参数的关系。本文用油气层性质作为因变量Y, 用气测录井参数组合成自变量 X。

(2)根据气测录井参数与油气层性质间的关系建立判别函数, 找到自变量区分因变量各个类别的最佳线性组合。

(3)确定气测录井参数是以何种形式影响油气层性质的, 即Y是 X1, X2, … , Xn 何种形式的函数, 同时利用贝叶斯判别分析法确定判别函数系数m1, m2, …, mn及常数K。

(4)建立低孔低渗油气层识别的判别函数。

(5)对判别分析的准确程度进行评价。

判别分析具体流程如图1所示。

图1 气测录井油气层判别分析流程

2.3 综合判别公式的建立

根据传统的气测录井识别方法, 对研究区已经证实的100余层典型油气层气测录井数据进行敏感性分析, 气测方面采用传统识别方法中较为敏感的Tg、C1、C1/Tg、(C4+C5)/Tg、(C2+C3)/Tg共5个参数作为判别参数(自变量X)进行判别分析, 采用试油结论作为判别因子(因变量Y), 通过判别分析建立低孔低渗油气层综合判别公式, 继而进行流体判别尝试。

本文油气层综合判别公式的各项系数是用贝叶斯判别分析法产生的分类系数m1-m5(表1), 可以直接用于建立油气层录井判别公式。根据以上西湖凹陷已经证实的低孔低渗油气层气测录井参数, 通过综合判别分析方法, 建立了低孔低渗油气层气测录井多参数综合判别公式如下:

Y1=4.516Tg-7.066C1+210.598A1+905.266A2+346.544A3-85.523

Y2=4.119Tg -6.295C1+207.154A1+1 185.042A2+604.012A3-111.401

Y3=5.217Tg -8.460C1+240.304A1+1 580.702A2+1 216.652A3-218.191

Y4=4.638Tg-7.406C1+221.498A1+974.460A2+409.762A3-95.636

Y5=4.755Tg -7.671C1+218.247A1+1 016.431A2+97.820A3-79.141

表1 西湖凹陷低渗油气层综合判别分类函数系数

式中:Y1为气层显示值; Y2为凝析气层显示值; Y3为油层显示值; Y4为低渗气层显示值; Y5为水层显示值; A1为C1/Tg值; A2为(C4+C5)/Tg值; A3为(C2+C3)/Tg值。

运用气测录井综合判别公式进行新的油气层识别, 具体操作方法是将所选层段的气测参数Tg、C1、C1/Tg、(C4+C5)/Tg、(C2+C3)/Tg系列值分别代入Y1、Y2、Y3、Y4、Y5五个方程中, 经过油气层判别函数运算后得出各自Y值, 取Y1、Y2、Y3、Y4、Y5之中最大的值Ymax, 即为该点的对应油气层类别。

3 应用效果
3.1 整体效果

通过判别公式针对近年来新钻探井的共91层低渗油气层进行验证, 取得了较好的判别效果, 从判别公式建立的油气层综合判别分类结果可以看出(表2):参与验证的91组数据中82组都获得正确的判断, 出现误差的主要集中在气层、低渗气层之间, 这主要是由于同一个盆地内气层、低渗气层的气测组分较为接近, 需要结合其他数据进一步分析。从验证结果来看, 判别准确率为90.1%, 判别效果良好, 可操作性强, 具有推广价值。

表2 西湖凹陷近年来低渗油气层综合判别分类结果/层
3.2 应用实例

针对前文建立的油气层气测录井判别公式, 选取近年来西湖凹陷不同地区新钻的5口典型井(表3)进行综合验证, 得到具体层段的气测录井参数值。

表3 西湖凹陷5口典型井气测录井数据

将各参数值分别代入5个判别公式中, 通过求取Ymax得出各层判别结果发现, 判别分析结果与测试结果高度一致, 具体见表4, 充分表明本文的判别公式的准确性, 对油气层识别效果良好, 具备较好的推广意义。

表4 5口典型井判别分析结果与测试结果对比
4 结 论

本文通过对研究区已经证实的典型油气层气测录井数据进行敏感性分析, 采用传统录井识别方法中较为敏感的Tg、C1、C1/Tg、(C4+C5)/Tg、(C2+C3)/Tg共5个参数作为判识参数, 利用贝叶斯判别分析法建立了西湖凹陷气层、凝析气层、油层、低渗气层、水层流体性质的判别公式。根据近年来已钻井的实际应用成效来看, 通过判别公式定量进行流体识别, 较大程度地提高了油气层识别的准确率, 对油气勘探下一步决策具有较好的指导意义。

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