引用本文
曹英权, 熊亭, 袁胜斌, 汪芯. 特色录井技术在低孔渗储层解释评价中的应用——以陆丰凹陷古近系为例[J]. 录井工程, 2022,33(2): 52-57.
CAO Yingquan, XIONG Ting, YUAN Shengbin, WANG Xin. Application of characteristic mud logging technology in interpretation and evaluation of low porosity and permeability reservoirs: A case study of the Paleogene in Lufeng sag[J]. Mud Logging Engineering, 2022,33(2): 52-57.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2022.02.010  
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特色录井技术在低孔渗储层解释评价中的应用——以陆丰凹陷古近系为例
曹英权①, 熊亭②, 袁胜斌①, 汪芯①
①中法渤海地质服务有限公司
②中海石油(中国)有限公司深圳分公司

作者简介:曹英权 助理工程师,1994年生,2019年毕业于中国石油大学(华东)地质工程专业,工程硕士学位,现在中法渤海地质服务有限公司从事地质录井方面的工作。通信地址:300457 天津经济技术开发区信环西路19号天河科技园1号楼3层中法渤海地质服务有限公司。电话:18242766077。E-mail:caoyq@cfbgc.com

收稿日期: 2022-02-23
摘要

珠江口盆地陆丰凹陷古近系发育低孔渗储层,此类储层非均质性强,孔隙结构多样,录测井响应特征十分复杂,应用常规方法解释符合率较低。通过研究优选出FLAIR流体录井技术、数字岩屑录井技术以及XRD衍射录井技术,建立一套适用于低孔渗储层的录井技术组合,为低孔渗储层解释评价提供新思路。研究结果表明:应用FLAIR流体录井衍生参数C1异常倍数、FLAIR计算全烃等参数建立解释图板,可以实现对低孔渗储层复杂流体性质的快速评价;应用数字岩屑录井技术,可以快速、实时获得储层的孔隙度、渗透率及三维孔隙结构等关键参数,在实钻过程中提高对储层的认知;利用XRD衍射录井数据,建立填隙物含量指数 I0,通过与邻井资料进行对比,可以辅助判断储层孔隙连通性。上述特色录井技术在陆丰凹陷低孔渗储层解释评价中取得了较好的应用效果,具有一定的推广意义。

关键词: 陆丰凹陷; 低孔渗储层; FLAIR流体录井; 数字岩屑录井; XRD衍射录井
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Application of characteristic mud logging technology in interpretation and evaluation of low porosity and permeability reservoirs: A case study of the Paleogene in Lufeng sag
CAO Yingquan①, XIONG Ting②, YUAN Shengbin①, WANG Xin①
①China-France Bohai Geoservices Co., Ltd., Tianjin 300457, China
②CNOOC (China) Shenzhen Branch, Shenzhen, Guangdong 518000, China
Abstract

Low porosity and permeability reservoirs are developed in the Paleogene in Lufeng sag of Pearl River Mouth Basin. Such reservoirs have strong heterogeneity,diverse pore structures, complex mud logging and log response characteristics, and low coincidence rate of interpretation by conventional methods. Through research,the technologies of FLAIR fluid logging, digital cuttings logging and XRD logging are optimized, and a set of mud logging technology combination suitable for low porosity and permeability reservoirs is established to provide new ideas for interpretation and evaluation of low porosity and permeability reservoirs. The use of the C1 abnormal multiple of FLAIR fluid logging derived parameter and FLAIR calculated total hydrocarbon to establish an interpretation chart can realize the rapid evaluation of complex fluid properties in low porosity and permeability reservoirs. With the use of digital cuttings logging technology, key parameters such as porosity, permeability and three-dimensional pore structure can be obtained quickly and in real time to improve the understandings of the reservoir during drilling process. The interstitial matter content index ( I0) was established based on XRD logging data, which can assist in judging the reservoir pore connectivity by comparing with the off-set well data. The above characteristic mud logging technologies have achieved good application results in the interpretation and evaluation of low porosity and permeability reservoirs in Lufeng sag, and are valuable for generalization.

Keyword: Lufeng sag; low porosity and permeability reservoir; FLAIR fluid logging; digital cuttings logging; XRD logging
0 引言

近年来, 陆丰凹陷油气勘探重心逐步由浅层新近系向中深层古近系拓展, 先后在恩平组和文昌组发现了多个大中型油气藏, 展现出巨大的勘探潜力[1]。但陆丰凹陷古近系储层不仅物性较差, 还具有岩性变化快、非均质性强、孔隙结构多样等特点, 这也导致储层的录测井响应特征十分复杂, 给解释评价带来了极大的困难。为了提高解释评价的符合率, 提高对储层的认知, 本次研究通过优选FLAIR流体录井技术、数字岩屑录井技术、XRD衍射录井技术, 实现对这一类低孔渗储层的流体性质、物性、孔隙连通性等关键信息快速、实时的解释评价, 为陆丰凹陷勘探开发和“ 增储上产” 提供技术支持。

1 陆丰凹陷低孔渗储层特征

陆丰凹陷位于珠江口盆地的东北部, 面积约7 760 km2, 自下而上发育文昌组、恩平组、珠海组、珠江组、韩江组、粤海组、万山组和第四系地层[2], 主力含油层位为古近系恩平组和文昌组, 储层岩性以中砂岩、粗砂岩为主, 油层的岩心孔隙度主要分布于11%~13%, 渗透率主要分布于0.1~50 mD, 为典型的低孔渗储层[2]。低孔渗储层在录测井响应上往往表现为明显的油层特征, 录井呈较好的荧光显示、气测异常明显; 测井则表现为高电阻率, 指示较好的含油饱和度, 但测试结果往往产量较低, 制约了油田的高效勘探。

以LF-X井文昌组为例, 该井W 3层钻遇较好的荧光显示, 录井高气测值, 测井高电阻率, 但测试未获工业性产能。后续利用井壁取心的薄片、扫描电镜等资料对文昌组的分析结果表明, 该层测试失利主要受黏土矿物及胶结物含量较高、孔隙连通性差的影响。此类储层的孔隙结构复杂、纵向上非均质性强、物性差异大, 导致后续的产能预测结果难度增大, 仅依靠常规录测井手段难以实现准确评价。

2 特色录井技术应用

由于陆丰凹陷古近系低孔渗储层具有流体性质识别难、孔隙连通性差、黏土矿物和胶结物含量高等特点, 后续资料录取过程中有针对性地选择了FLAIR流体录井技术来识别储层流体性质, 数字岩屑录井技术获取储层的孔隙度、渗透率及三维孔隙结构等关键参数, XRD衍射录井辅助判断储层的物性、孔隙连通性等信息。这三项特色录井技术形成了一套适用于低孔渗储层的录井技术组合, 可对低孔渗储层进行实时、快速、准确的解释评价。

2.1 FLAIR流体录井技术

陆丰凹陷古近系发育烃源岩内储层, 常规气测异常往往并不明显。此外, 低孔渗储层孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂、束缚水饱和度高, 导致测井方法中阿尔奇公式的应用效果不理想。由于FLAIR流体录井技术能实现定量脱气、恒温加热[3, 4], 通过入口气体对出口气体数据进行校正以消除再循环气的影响, 并可检测常规气测设备无法检测到的正己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯、甲基环己烷等组分, 更准确地反映储层的真实特征, 从而快速识别储层流体性质。

针对陆丰凹陷储层FLAIR录井参数特点, 优选出敏感参数C1异常倍数和计算全烃建立适用于陆丰凹陷的FLAIR参数组合图板(图1)。其中, C1异常倍数即储层和上部盖层C1含量的比值[4], 取储层中C1含量最大峰值与其上部邻近的单层厚度大于5 m的稳定泥岩C1平均值之比。若异常倍数变化明显, 则说明盖层条件好, 储层内部压力高、烃类丰富[5]。计算全烃即各组分的值与基数的乘积, 可以有效反映出储层真实的含烃丰度, 其计算公式为:

Tg=C1+2C2+3C3+4(iC4+nC4)+5(iC5+nC5)+6nC6+7nC7+8nC8

图1 陆丰凹陷古近系FLAIR参数组合图板

FLAIR参数组合图板可以对陆丰凹陷低孔渗储层的流体性质进行有效区分, 其中油层的C1异常倍数一般大于5倍, 计算全烃大于1.0%; 差油层的C1异常倍数普遍大于2.5倍, FLAIR计算全烃介于0.5%~1.0%。以LF13-X井为例(图2), 其主要目的层W 3层钻遇泥质粉砂岩、细砂岩, 岩屑荧光D-C级, 荧光面积10%~50%, 纵向上储层非均质性较强, 利用FLAIR图板进行投点, 并依据解释结论进行评价, 该层段共解释油层30 m/3层, 差油层28 m/4层, 干层18 m/3层。后续的测压、取样以及测试结果为:解释为油层及差油层的层位取到油样, 流度分别为14.6、5.6 mD/cP, 解释为干层的层位中测压点无流度, 证实了解释结论的可靠性。

图2 LF 13-X井综合录井图

2.2 数字岩屑录井技术

储层物性评价是古近系低孔渗储层评价的难点, 应用常规的录测井技术对于这类低孔渗储层物性的定性及定量评价难度较大。而数字岩屑录井技术通过对随钻岩屑样品进行高分辨率微米CT扫描, 并对图像进行人工智能识别, 可以获得储层的孔隙度、渗透率及三维孔隙结构, 大幅降低钻井取心成本, 并缩短传统实验室的测量周期[6]。

以LF 13-B井为例, 其主要目的层W 3层钻遇油斑中砂岩:成分以石英为主, 次为长石, 含油面积30%, 荧光直照亮黄色, 面积80%, B级。通过在钻井作业现场连续、实时地筛选储层的岩屑样本, 开展数字化CT扫描, 并计算获取不同岩性的典型油层物理参数特征, 对现场岩屑数字化分析。结果表明:W 3层的数字岩屑孔隙度6.96%~11.24%, 平均8.88%; 渗透率0.59~3.22 mD, 平均1.64 mD; 测井解释孔隙度6.5%~14.3%, 平均9.9%, 渗透率0.16~2.89 mD, 平均1.85 mD。可以看出数字岩屑计算出的孔隙度及渗透率与测井解释孔隙度及渗透率十分接近, 数据较为可靠(图3)。

图3 LF 13-B井数字岩屑孔隙度、渗透率与测井解释对比

对随钻岩屑样品进行高分辨率微米CT扫描(图4), 并对图像进行人工智能识别, 结果表明:LF 13-B井W 3层的岩屑孔隙以微米级孔为主, 微米级孔隙半径3~25 μ m, 约占总孔隙的60% , 平均孔隙半径9.06 μ m, 孔隙连通性较差(图5)。数字岩屑录井的分析结果表明, W 3层为低孔、超低渗储层, 虽然含油性较好, 但物性较差, 孔隙半径小, 连通性差, 预计测试产量较低, 取消了后续的测试计划, 从而节约了可观的测试费用。

图4 LF 13-B井W 3层CT扫描照片

图5 LF 13-B井W 3层孔隙半径分布

2.3 XRD衍射录井技术

储层孔隙连通性差是陆丰凹陷古近系测试失利的重要原因, 但储层孔隙连通性等信息往往只能通过岩屑返回陆地后进行薄片分析等手段获得, 无法实时进行判断。由于XRD衍射录井技术可以快速了解地层中的矿物种类及含量[7], 陆丰凹陷古近系储层通过XRD衍射录井资料进行分析, 发现研究区储层填隙物含量(胶结物与黏土矿物含量之和)与储层的孔隙度、渗透率呈反比(图6)。随着储层中填隙物含量的增高, 大量孔隙、喉道被充填, 储层物性变差。因此, 利用XRD衍射录井技术, 定量计算储层填隙物含量W, 通过与邻井资料进行对比, 可以辅助判断储层的物性及孔隙连通性。计算公式为:

W=W方解石+W白云石+W硬石膏+W菱铁矿+W高岭石+W伊利石+W蒙脱石+W伊蒙混层+W绿泥石

式中:W为储层填隙物总含量, %; W方解石、W白云石、W硬石膏、W菱铁矿、W高岭石、W伊利石、W蒙脱石、W伊蒙混层、W绿泥石分别为各矿物的XRD衍射分析含量百分比, %。

图6 陆丰凹陷古近系储层孔隙度、渗透率与填隙物含量关系散点图

由于XRD衍射录井参数中不同类型的矿物占比变化存在较大差异, 为了更好地表征不同井段各种矿物纵向变化特点, 减小设备及人为因素引起的误差, 在利用XRD衍射数据计算填隙物指数时, 需要对数据进行归一化处理。计算公式为[8]:

I0= Wm-WminWmax-Wmin

式中:I0为填隙物指数; Wm为参数实际测量值, %; Wmin为指定深度段参数实际测量的最小值, %; Wmax为指定深度段参数实际测量的最大值, %。

综上可知, 填隙物指数越小, 指示储层中黏土矿物与胶结物含量越低, 孔隙连通性越好。以LFX构造的两口探井为例(图7):

图7 LFX构造连井对比

LFX-1井在主要目的层W 4层钻遇泥质粉砂岩及泥质细砂岩, 填隙物含量为25.6%~37.7%。其中黏土矿物含量为14.5%~23.3%, 平均值为18.5%, 黏土矿物以高岭石和伊利石为主; 胶结物含量为10.1%~18.0%, 平均值为13.4%, 胶结物以菱铁矿和黄铁矿为主。通过归一化计算的填隙物指数I0为0.50~0.89, 平均值为0.65。

LFX-2井在W 4层钻遇粗砂岩、中砂岩及泥质粗砂岩, 填隙物含量为15.3%~27.2%。其中黏土矿物含量为10.4%~16.4%, 平均值为13.1%, 黏土矿物以高岭石、伊利石和绿泥石为主; 胶结物含量为2.8%~11.9%, 平均值为6.9%, 胶结物以菱铁矿、硬石膏和黄铁矿为主。通过归一化计算的填隙物指数I0为0.08~0.47, 平均值为0.22。

通过两井的对比分析, LFX-2井岩性更粗, 填隙物含量更低, 指示LFX-2井物性及孔隙连通性更好。后续的电缆测井结果为:LFX-1井W 4层孔隙度7.7%~10.6%, 渗透率0.2~0.9 mD, 在W 4层进行了34次测压, 均为干点; 而LFX-2井W 4层孔隙度12.1%~15.5%, 渗透率9.2~32.3 mD, 在W 4层进行了43次测压, 28个点具有流度, 说明储层渗透性更好。最终选取LFX-2井W 4层进行求产测试, 获得了较好的产能。

3 结论

陆丰凹陷古近系低孔渗储层录测井响应特征复杂, 储层解释评价难度大, 影响了现场快速决策。本次研究通过优选三种特色录井技术(FLAIR流体录井、数字岩屑录井以及XRD衍射录井), 形成一套适用于低孔渗储层的录井技术组合, 对低孔渗储层进行实时、快速、准确地解释评价。

应用FLAIR流体录井衍生参数C1异常倍数、FLAIR计算全烃建立区域解释图板, 可以实现对储层流体性质的快速评价; 应用数字岩屑录井技术可以快速获得储层孔隙度、渗透率及三维孔隙结构等关键参数, 可以有效提高储层评价的精确度; 应用XRD衍射录井数据, 通过定量计算填隙物含量, 建立归一化的填隙物含量指数I0, 通过与邻井资料进行对比, 辅助判断孔隙连通性等关键信息, 可以指导后续的测压、测试等工作。

上述特色录井技术在陆丰凹陷低孔渗储层解释评价中取得了较好的应用效果, 解释符合率有了明显提高, 可以为下一步高效勘探开发提供理论依据, 具有较好的推广意义。

编辑: 陈娟

参考文献
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