特色录井技术(红外光谱、岩石热解、轻烃、元素、核磁)主要用于解决探井油气储层流体性质识别的难题, 在储层含油气性评价、含水性识别、流体可动性评价、储层物性判识等方面均发挥了重要的作用, 为新层系、新领域储层的精准解释提供了可靠的技术保障, 并取得了长足的发展^[1]。随着特色录井技术优势逐步体现, 为了提高油气钻采率, 长庆油田在水平井有针对性地开展了红外光谱、岩石热解、轻烃、元素四种录井技术的应用, 在水平井录井过程中, 确保录井采集质量的同时, 开展了水平井录井资料响应特征及致密油甜点识别等研究, 利用红外光谱录井全烃值 T_g^[2]、岩石热解地化录井P_g值^[3]、轻烃录井总峰面积(C₁-C₉峰面积和)^[4]等参数侧重对储层的含油性进行综合评价, 利用元素录井脆性指数^[5]侧重对储层可压裂性进行评价, 同时优选了可动性指标S₁(岩石热解)、气油比(轻烃)两个敏感参数对储层流体可动性进行评价。在生产应用中笔者考虑单项技术可能存在数据采集差异性, 为避免利用单项技术对流体性质认识不足, 实现技术互补性, 将多参数拟合成一个综合评价指标(甜点指数), 且可通过随钻录井综合图甜点指数的变化趋势表征出来。依据甜点指数对水平井储层进行解释评价在长庆油田已经应用14口井次, 并选择具有代表性的LY 1井等5口井不同流体性质储层建立了甜点指数识别标准, 使解释符合率由78.32%提高到83.19%, 提高了水平井勘探的整体效益, 表明该方法具有推广应用价值。

华庆油田B 452研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带西南部, 该区域地质条件复杂, B 452区块目的层为长6段厚油层, 截止目前, B 452区块在水源区内及周边钻遇长6₃段探评井和骨架井21口, 平均钻遇油层23.5 m; 试油井9口, 试油日产油7.8~15.0 t, 平均日产油10.6 t; 试采直井产量低, 开发效益低。从岩心资料分析, 长6段主要岩性为细粒-极细粒长石岩屑砂岩及长石砂岩, 碎屑成分以长石为主, 石英次之, 属低孔、特低渗储层。由于钻遇水平段储层物性差、非均质性强、裂缝发育的影响, 主要勘探层系部分见水或产量低成为制约华庆油田稳产上产的难题^{[6, 7]}。

录井技术具有随钻采集、分析快速的优点, 可以及时获取地层第一手资料、信息, 是油田勘探开发不可或缺的重要技术手段。近年来, 随着华庆油田水平井实施的红外光谱、岩石热解、轻烃、元素等多种录井技术的应用, 开展了油气层综合解释评价方法研究, 以“ 岩性、物性、含油气性、流体可动性、脆性” 五性为水平井含油气性评价基础, 从多种角度不断深化对储层综合认识, 建立了水平井致密储层甜点指数, 实现对目标层进行准确评价。

2.1 录井响应特征及评价参数的优选

如图1所示, 水平井在油层中穿梭, 红外光谱气体录井、岩石热解录井、轻烃录井、元素录井等参数在含油性识别方面均有不同的响应特征, 有时单纯依赖某项录井信息很难对地层的产液性质作出比较准确的评价。因此, 必须对各种录井信息综合分析, 辨析各项信息之间的相关关系, 把反映储层内部的微观结构以及流体性质的地质参数联系起来, 对地层作出实际的解释, 排除油层多解性。

红外光谱气体录井具有油气层快速发现的优势(图1a), 其主要评价参数包括光谱全烃(T_g, 为C₁到C₅的和)、重烃(H_g)、基值、峰值等, 在水平井有效储层段光谱全烃(T_g)异常明显, 且具有高异常值连续性特征, 为此根据光谱全烃(T_g)值的高低可以初步判断储层含油气性的好坏。

图1

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	图1 水平井录井技术系列

岩石热解录井(图1b)直接分析岩样, 不受钻井液的污染影响, 能够更真实反映地层的微观信息, 主要检测参数包括P_g(S₀+S₁+S₂)、S₀(气态烃)、S₁(液态烃)、S₂(固态烃)等。利用岩石热解参数P_g值能够定性识别储层的含油性, P_g值越大含油性越好, 根据P_g值曲线变化可以判断水平段油层的非均质性变化; 由于岩石热解参数S₁代表液态烃, 可以作为可动性指标对原油的流动性进行评价, S₁值越大, 原油的流动性越好。

轻烃录井技术(图1c)的优势主要体现在对储层含油性识别及含水性识别, 分析参数主要包括C₁-C₉之间的所有正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃等, 依据轻烃总峰面积(A_ZF)可以对储层的含油性进行判识, 总峰面积值越大, 储层含油性越好; 同时, 利用轻烃派生参数气油比(GOR)之间细微变化可以判断原油的流动性, GOR=(C₁-C₅)/(C₆-C₇), GOR值越大代表储层原油的流动性越好, 越有利于油气的开采。

在水平井中应用元素录井技术(图1d), 一方面是解决由于岩屑代表性差, 岩性定名不准确的难题, 另一方面可通过测定岩屑样品中的矿物、元素含量计算地层中的脆性物质含量。一般黏土矿物含量低于30%, 脆性矿物含量超过40%, 显示储层具有较好的开采价值。通过脆性评价指标实现对储层的可压裂性评价, 岩石脆性的定量鉴别采用计算公式为:

岩石脆性指数(I_CX)=(石英含量+碳酸盐含量)/(石英含量+碳酸盐含量+黏土含量)× 100%

2.2 水平井甜点指数解释方法

在水平井解释评价中, 每一项录井技术都会有一定的影响因素, 应注意各种环境因素影响导致的录井信息失真, 例如:水平井岩屑颗粒细小、后期分析不及时等都可能对岩石热解地化录井、轻烃录井造成影响, 如果不通过红外光谱录井信息进行认真分析, 就容易漏掉这部分很有意义的产层; 反之, 如果钻井液粘度增加, 又可能影响红外光谱气体录井数据的采集, 所以在含油性识别方面综合应用光谱全烃值T_g、热解值P_g、轻烃总峰面积值A_ZF, 能够有效避免单项技术失真问题。无论在储层含油性识别方面还是在流体可动性识别方面, 其识别方法的建立均需对多项录井技术的敏感参数进行综合分析。本文则把众多录井优选参数拟合成一个综合评价指标:

甜点指数=T_g· P_g· S₁· A_ZF· GOR· I_CX/10⁷

该公式利用6个参量相乘, 只按照甜点指数的数值进行定量解释评价, 曾尝试运用数据标准化、归一化等处理方法, 但规律性不明显, 故不考虑各量的标准单位。根据单项技术各参数所表征的地质意义, 形成了水平井随钻录井综合图(图2)。

图2

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	图2 水平井甜点指数随钻录井综合图

在实际应用中, 根据甜点指数的变化趋势可以达到划分油层、差油层、干层的目的, 但利用甜点指数趋势变化对储层流体性质判识存在人为因素的影响, 导致解释结果可能出现偏差。为此, 笔者统计鄂尔多斯盆地5口水平井储层共143层, 分别利用油层、差油层、干层等甜点指数的差异性(图3), 通过建立甜点指数识别标准(表1), 实现定量化解释评价, 提高了解释评价精度。

图3

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	图3 油层、差油层、干层甜点指数对比

表1

表1

表1 水平井甜点指数识别标准 含油级别 甜点指数 油层 > 10 000 差油层 500~10 000 干层 < 500

表1 水平井甜点指数识别标准

从图2中标注的位置可以看出, 甜点指数呈明显降低的趋势, 甜点指数分析数值符合干层标准, 综合解释为干层, 不建议测试该类储层。油层与差油层的划分主要依据甜点指数变化的趋势, 依据甜点指数识别标准达不到油层特征的储层解释为差油层, 否则解释为油层。该方法的建立提高了录井综合解释评价的能力, 为鄂尔多斯盆地长庆油田水平井油气产量稳步提升、规模储量升级扩大发挥了重要作用。

在实际生产中, 本文所建立的水平井甜点指数解释评价标准已在长庆油田7口井得到应用, 共计解释储层351层, 经试油或生产验证符合292层, 解释符合率为83.19%, 较之前提高了4.87个百分点, 取得了较好的应用效果, 显著提高了水平井整体勘探效益。现以鄂尔多斯盆地华庆油田B 452区块的CP 17-10井为例详细介绍应用效果。

如图4所示, CP 17-10井是该区块设计的一口采油(水平)井, 钻探目的为动用水源区储量, 提高单井产量和产建效益。该井钻探目的层为延长组长6₃段, 属于超低渗透岩性油藏, 利用水平井甜点指数进行解释评价, 其中水平段长度为2 002 m, 水平录井井段为2 300.0~4 302.0 m, 录井综合解释47层, 总厚度1 989.0 m, 油层24层, 厚度945.1 m, 差油层15层, 厚度436.8 m, 干层8层, 厚度607.1 m。

图4

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	图4 CP 17-10井2 900.0~3 800.0 m水平段随钻录井综合图

为了阐述解释评价应用方法, 主要截取部分层段(2 900.0~3 800.0 m)进行详细说明。2 900.0~3 022.3 m 井段岩性描述为灰褐色油斑细砂岩, 综合图上分析甜点指数为变大趋势, 均值为131 473, 符合油层解释标准; 3 022.3~3 065.0 m井段岩性由灰褐色油斑细砂岩变为浅灰色油迹细砂岩, 该段甜点指数有变小趋势, 均值为6 761.73, 符合差油层级别标准; 3 065.0~3 349.1 m井段岩性为浅灰色细砂岩, 甜点指数明显呈降低趋势, 均值为2.83, 综合分析为干层特征, 3 349.1~3 432.0 m岩性主要为灰褐色油斑细砂岩, 甜点指数综合图上分析有变大趋势, 均值为576.74, 达不到油层标准, 解释为差油层; 3 432.0~3 597.0 m井段甜点指数趋势呈现继续变大趋势, 均值为10 142.01, 解释为油层。其他层段均按照此方法类推。

从全井段应用效果看, 录井综合解释显著提高了解释评价精度, 根据解释油层段进行射孔井段的优选, 最终优选19段油层段进行施工压裂, 并直接放喷投产, 该井目前累计产油327.68 t, 最高日产油10.02 t, 取得了较好的开发效果, 实现了对储层高效开发的目的, 发挥了特色录井技术综合解释评价优势。

基于红外光谱、岩石热解、轻烃、元素四种录井技术在水平井中不同的响应特征, 充分利用各项技术优势, 以多参数拟合形成甜点指数, 建立了一套水平井射孔井段优选评价方法, 根据生成的随钻录井综合图, 对储层利用甜点指数变化趋势结合解释标准进行综合解释评价, 显著提高了流体解释评价的精度, 也为水平井射孔井段的优选提出了新见解。在华庆油田B 452区块利用特色录井技术优势实现了水平井油田高效开发的目的, 甜点指数解释评价方法的建立对后期其他区块生产应用, 同样具有较好的借鉴意义。

编辑:王丙寅