引用本文
王瑞科, 陈沛, 安东岭, 胡科, 莫国炎. 基于气测录井资料的复杂储层流体快速识别评价技术在文昌X区的应用[J]. 录井工程, 2022,33(2): 46-51.
WANG Ruike, CHEN Pei, AN Dongling, HU Ke, MO Guoyan. Application of rapid identification and evaluation technology of complex reservoir fluid based on gas logging data in Wenchang X area[J]. Mud Logging Engineering, 2022,33(2): 46-51.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2022.02.009  
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基于气测录井资料的复杂储层流体快速识别评价技术在文昌X区的应用
王瑞科①, 陈沛②, 安东岭②, 胡科③, 莫国炎③
①中法渤海地质服务有限公司
②中海石油(中国)有限公司湛江分公司
③中海油能源发展股份有限公司湛江分公司

作者简介:王瑞科 初级工程师,1981年生,2003年本科毕业于中国石油大学(华东)资勘查工程专业,2008年硕士研究生毕业于中国石油大学(北京)矿产普查与勘探专业,现在中法渤海地质服务有限公司从事录井综合解释工作。通信地址:524057 广东省湛江市坡头区南油5区物业楼2楼中法地质服务有限公司。电话:18934220750。E-mail:wangrk@cfbgc.com

收稿日期: 2022-05-05
摘要

复杂流体油气藏的流体性质依靠常规录井、测井手段难以识别,基于文昌X区油气藏的气测录井响应,提出一种先识别流体类型、再评价含油气丰度的快速识别技术。应用目标区23口井458层显示层的气测衍生资料建立3H解释模型、Bar图法及气测衍生参数散点图等复杂储层流体性质识别图板,达到快速识别流体类型的目的;应用气测数据,分组段统计气测特征参数异常倍数和 VOLC1,建立储层含油气丰度评价标准。该技术在文昌X区应用效果良好,与电缆取样、地层DST测试的吻合率达96 %以上,值得推广应用。

关键词: 气测录井; 复杂储层流体; 评价; 3H解释模型; Bar图法; 气测衍生参数; 散点图; 文昌凹陷
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Application of rapid identification and evaluation technology of complex reservoir fluid based on gas logging data in Wenchang X area
WANG Ruike①, CHEN Pei②, AN Dongling②, HU Ke3, MO Guoyan3
①China-France Bohai Geoservices Co., Ltd., Zhanjiang, Guangdong 524057,China
②Zhanjiang Branch of CNOOC(China) Co., Ltd., Zhanjiang, Guangdong 524057,China
③Zhanjiang Branch of CNOOC Ener Tech-Drilling & Production Co.,Zhanjiang, Guangdong 524057,China
Abstract

The fluid properties of complex fluid hydrocarbon reservoirs are difficult to be identified by conventional mud logging and logging methods. Based on gas logging response of hydrocarbon reservoirs in Wenchang X area, a rapid identification technique is proposed to identify the fluid type first and then evaluate the hydrocarbon abundance. The gas logging derived data of 458 show layers of 23 wells in the target area were used to establish complex reservoir fluid property identification charts of 3H interpretation model, Bar diagram and gas logging derived parameter scatter diagram, so as to identify the fluid types of complex reservoirs quickly. Using gas logging data, the abnormal multiples of gas logging characteristic parameters and VOLC1 are counted by formations and members, and the evaluation criteria of reservoir hydrocarbon abundance were established. This technology has good applied effects in Wenchang X area, and the coincidence rate with cable sampling and formation DST is more than 96%, which is worth popularizing.

Keyword: gas logging; complex reservoir fluid; evaluation; 3H interpretation model; Bar diagram; gas logging derived parameter; scatter diagram; Wenchang sag
0 引言

南海西部珠江口盆地珠三坳陷文昌凹陷文昌X区主要目的层自上而下依次为珠海组二段、珠海组三段和恩平组, 该区成藏模式为“ 多凹供烃, 构造主控, 多期成藏” [1, 2, 3, 4, 5]。文昌凹陷的烃源主要来自文昌A凹陷、文昌B凹陷、琼海凹陷, 据烃源岩分析可知, A凹陷偏气、B凹陷偏油[3, 6, 7], 导致处于A、B凹陷结合处的文昌X区主要目的层大多数表现为油气同出, 即“ 气层出油, 油层出气” 。由于气层在荧光录井上表现为轻质油的特征, 而油层多具有微弱荧光、挥发性较强、高气油比、油质轻的特性, 并且两者在测井响应上不易区分, 导致测录井资料对该区储层流体性质的识别存在模糊性和多解性[8, 9, 10]。流体性质识别不清为勘探评价和后续的开发生产带来很大困难。

常规储层流体评价技术主要依赖于气测录井资料, 应用皮克斯勒-三角图板、气体比率模型、X-PLOT散点图等对储层流体进行评价, 但该技术在文昌X区应用较为困难。本文在前人储层流体评价技术研究基础上, 基于气测录井解释资料, 充分挖掘该区对油气敏感的气测衍生参数, 优选适合本区的储层流体性质识别图板, 并基于大数据原理建立不同储层组段的含油气丰度解释评价模型, 最终确立了基于气测录井资料的复杂流体快速评价技术, 先识别储层流体性质, 再根据储层流体性质评价含油气丰度。通过该技术有效解决了文昌X区复杂流体油气藏流体评价的难题, 使得该区录井解释与电缆取样、DST测试的符合率达到96%以上。

1 复杂储层流体评价难点

文昌X区的油气层具有以下特点:一般具有油迹-油斑级别的显示(荧光面积3%~30%), 气测异常明显、烃类组分齐全, 气测曲线形态饱满、呈箱状; 少部分油层在荧光录井上表现出微弱显示或无显示, 而部分气层则表现为油迹或油斑等级别显示。通常情况下, 测井解释使用中子密度交会幅度识别油气层, 但在技术条件有限时需要参考岩屑荧光显示级别[11], 这种技术手段显然不适用于文昌X区。所以, 常规录井、测井评价方法在面对文昌X区复杂流体油气藏显得捉襟见肘, 亟需建立一套适用于该类型的储层流体评价技术。

2 复杂储层流体性质识别技术

对文昌X区23口井的458层显示层进行多种气测解释图板和模型尝试后, 发现3H比值法[9]、Bar图法[12]识别效果较好, 并在前人研究基础上优化了这两种解释方法和解释标准。此外, 优选气测衍生参数, 新建适用于本区复杂储层流体性质识别的气测衍生参数散点图。本文提出的储层流体性质识别技术仅限于分辨油和气, 暂不考虑水和产能。

2.1 3H解释模型p>3H比值法根据不同气测组分的特征值来识别流体性质, 其适用于气测组分齐全的油气藏流体性质识别[13], 共有烃湿度比(Wh)、烃平衡比(Bh)、烃特征比(Ch)3个参数, 其表达式如下:

Wh=100× (C2+C3+C4+C5)/

(C1+C2+C3+C4+C5)

Bh=(C1+C2)/(C3+C4+C5)

Ch=(C4+C5)/C3

天然气与石油烃类组分差异明显, 天然气烃类组分以轻组分甲烷(C1)为主, 中组分(C2)和重组分(C3-C5)含量较少或无。油层与气层相比, 烃类组分齐全, 重组分(C3-C5)含量较高。Wh越小, Bh越大, 越偏向气, Wh越大, Bh越小, 越偏向油。基于此建立了3H比值法解释标准[13]。

但Wh、Bh和Ch的组合不能满足复杂流体性质识别需求, 本文通过Wh/Bh的比值放大油气特征, 同时利用Ch参数定位复杂油气特性, 并将Wh/Bh和Ch做成交会图, 统计文昌X区和邻区23口井共计气层165个点、油层110个点(部分未显示), 形成适合文昌X区的解释模型(图1), 并建立解释标准:当Wh< 21.5、Bh> 13、Wh/Bh< 1.9、Ch< 0.63时, 流体性质为气层; 当Wh> 21.5、Bh< 13、Wh/Bh> 1.9、 Ch> 0.5时, 流体性质为油层。

图1 文昌X区3H解释模型

2.2 Bar图法

Bar图法[12]通过计算C1在气测组分C1-C5中的体积比, 即C1体积百分比, 进行流体性质识别。C1体积百分比是气测录井的衍生参数, 用C1%表示:

C1%=[C1/(C1+C2+C3+C4+C5)× 100]%

一般来说, 油层相对组分齐全, 重组分C3-C5含量相对较高; 气层则表现为C1含量高, 重组分C3-C5含量相对较低; 而复杂流体油气藏的气测组分差异可能相对较小, 难以直观从C1、C3-C5的含量大小识别。为此, 对目标区内油气层的电缆取样和地层试油数据进行统计分析, 从C1%上探寻反映储层流体性质的规律, 并建立文昌X区Bar图法的解释标准:C1%> 80%为气层, C1%< 80%为油层。

2.3 气测衍生参数散点图

将文昌X区23口井中通过电缆取样和地层DST测试、证实为油气层的气测资料进行深入研究, 发现反映轻重组分的油气敏感参数Tg/C1、C1/(C2+C3+C4+C5)在油气层中的含量差异明显, 可将油气特征适当放大, 以便于区分储层流体性质。以这两个参数分别为横、纵坐标建图, 并将已证实的文昌X区油气层的气测数据投点到该图(气层323个点, 油层284个点, 其中部分点重合未能显示), 得到目标区气测衍生参数散点图图板(图2)。

图2 文昌X区气测衍生参数散点图解释图板

根据文昌X区的统计规律:当C1/(C2+C3+C4+C5)> 3.2时为气层, 反之则为油层。识别区域施工井流体性质时, 只需将被解释层数据在图板上投点, 根据投点落处位置即可有效、快速识别。

3 含油气丰度评价

虽然基于气测资料的识别图板能快速有效地识别复杂储层流体, 但其不能对识别后的流体的含油气丰度进行评价。为解决此类问题, 还需进一步应用单位岩石气体体积法和气测特征参数异常倍数法, 以达到最终满足储层解释评价的目的。

3.1 单位岩石气体体积法

黄小刚[13]提出使用甲烷校正法来计算含烃饱和度, 王雷等[14]利用该方法在北部湾盆地计算含烃饱和度, 应用效果良好。单位岩石气体体积(VOLC1)根据工程参数(钻时、排量)、气测、脱气效率等钻井和地质参数计算获得, 计算公式[13]如下:

VOLC1=k1× k2× t× Q× C1/D②

式中:VOLC1为单位体积岩石气体甲烷含量, 即甲烷校正值, L/L; k1为与脱气器单位时间所脱钻井液量、色谱分析仪单位时间进样量以及单位换算相关的常量, 无量纲; k2为不同钻井液体系中甲烷脱气效率倒数, 无量纲; t为钻时, min/m; Q为钻井液泵排量, L/min; C1为实测甲烷值, %; D为井眼尺寸或钻头尺寸, mm。

VOLC1能有效消除钻井参数对气测数据的影响, 但需结合其他录井资料和解释方法, 才能更加科学、合理地确定储层含油气丰度[13]。

3.2 气测特征参数异常倍数法

若储层中含有油气, 在揭开时气体全烃和组分都会明显高于上部盖层的背景值。气测特征参数异常倍数是一个相对值, 其反映的是储层中全烃(Tg)及组分含量分别与上部盖层背景值相比较的异常幅度大小, 异常幅度越大, 储层内含油气的可能性越高。气测特征参数异常倍数法也叫峰基比[13], 一般根据峰基比的大小来评价储层的含油气丰度。

3.3 文昌X区含油气丰度模型

为准确评价文昌X区储层的含油气丰度, 基于该区23口井的198层油气层(未统计含水层和干层)统计分析结果和前人研究成果, 优选了Tg、Tg异常倍数、C1异常倍数、C4异常倍数、VOLC15个参数, 进一步研究发现:组段不同、流体类型不同, 5个参数差异较为明显。基于此, 建立了文昌X区主要目的层珠海组二段(表1)、珠海组三段(表2)、恩平组(表3)的含油气丰度解释评价标准。

表1 珠海组二段多参数评价标准
表2 珠海组三段多参数评价标准
表3 恩平组多参数评价标准

本文基于气测录井资料的识别和评价解释方法, 未涉及对差油气层、含水层及干层等评价, 实际应用中(如WC 2、WC 3、WC 4井解释含水层)还需结合岩屑描述、三维定量荧光录井、气相色谱分析[11]、地化热解分析[11]等录井手段进行综合解释评价。

4 应用效果及实例
4.1 整体应用效果

在文昌X区应用复杂储层流体性质识别技术和含油气丰度评价模型, 进行了13口井共计321层录井解释, 其中297层与测井解释结论相符, 符合率达到了92%以上; 其中8口井共计21个点进行电缆取样、3口井共计5层进行地层DST测试, 录井解释结论与电缆取样、地层DST测试的符合率达96%以上。有效地解决了文昌X区复杂流体评价的难题(表4)。

表4 文昌X区气测解释与取样、地层DST测试结果对比
4.2 WC 8井

WC 8井珠海组二段(图3):井段3 332.00~3 351.00 m气测异常, 岩性为中砂岩, 无荧光显示, Tg为27.068 2%, 利用3H解释模型(Wh为25.2, Bh为9.22, Wh/Bh为2.73, Ch为0.52)、Bar图法(C1%为75.3%)和气测衍生参数散点图(C1/(C2+C3+C4+C5)为2.96)识别为油层(图1、图2), 利用气测特征参数异常倍数评价(Tg、C1、C4的异常倍数分别为21.3、22.6和25.6, VOLC1为3.18)超过本区珠海组二段油层评价标准(表1), 据此录井综合解释为油层。3 341.5 m电缆取样证实为高气油比的油层(气油比533), 油样为深绿色, 原油直照、滴照见微弱荧光, 为弱荧光油层。

图3 WC 8井录井解释图

4.3 WC 3井

WC 3井珠海组三段(图4): 井段3 481.00~3 487.00 m油斑中砂岩, 荧光面积20%, Tg为10.590 7%, 气测异常明显, 通过储层流体识别技术(Wh/Bh为4.0, Ch为0.66, C1%为73.51%, C1/(C2+C3+C4+C5) 为2.8)判断为油层(图1、图2); 井段3 508.00~3 509.00 m, 油迹中砂岩, 荧光面积4%, Tg为14.723%, 气测异常明显, 通过储层流体识别技术(Wh/Bh为1.05, Ch为0.46, C1%为81.26%, C1/(C2+ C3+C4+C5)为4.3)判断为气层(图1、图2); 对照含油气丰度评价标准(表2), 确认两层均达到油层与气层的解释标准(表5), 录井分别解释为油层和气层。3 486.5 m电缆取样为油(气油比185), 3 508.2 m电缆取样为气(气油比8 400), 取样证实录井解释正确。

图4 WC 3井录井解释图

表5 WC 3井含油气丰度识别结果
5 结论

(1)基于23口井458层显示层的气测录井资料, 优选气测组分衍生参数, 建立3H解释模型、Bar图法、气测衍生参数散点图等流体识别技术, 能直观、快速识别复杂流体。

(2)基于23口井的198层油气层(未统计含水层、干层)统计分析结果, 优选的Tg、Tg异常倍数、C1异常倍数、C4异常倍数、VOLC15个参数能准确评价文昌X区各储层的含油气丰度。

(3)形成了复杂储层流体快速评价技术:先识别流体性质、再评价含油气丰度。

(4)该技术在文昌X区应用效果良好, 与电缆取样、地层DST测试吻合率达96%以上, 值得推广。

编辑: 王丙寅

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