引用本文
刘永华, 倪朋勃, 黄小刚. 录井资料在西湖凹陷始新统平湖组气层评价中的应用[J]. 录井工程, 2022,33(3): 49-54.
LIU Yonghua, NI Pengbo, HUANG Xiaogang. Application of mud logging data in gas layer evaluation of Eocene Pinghu Formation in Xihu sag[J]. Mud Logging Engineering, 2022,33(3): 49-54.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2022.03.008  
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录井资料在西湖凹陷始新统平湖组气层评价中的应用
刘永华, 倪朋勃, 黄小刚
中法渤海地质服务有限公司

作者简介： 刘永华 工程师,1982年生, 2006年毕业于中国石油大学(华东)勘查技术与工程专业,现在中法渤海地质服务有限公司从事录井解释工作。通信地址:300452 天津市滨海新区东沽石油新村548信箱。电话: 13512001259。E-mail: liuyh@cfbgc.com

收稿日期: 2022-04-29
摘要

西湖凹陷始新统平湖组储层孔隙度较小、流体含量低,与常规储层相比,低孔低渗储层成因机理复杂,常规测井手段难以准确识别,因此针对西湖凹陷始新统平湖组储层低孔低渗的特征,结合西湖凹陷现有的气测录井、三维定量荧光录井、X射线衍射全岩录井和测井资料综合研究,分别建立了岩性、油质及流体性质的评价方法及标准,通过创新录井解释评价方法,较好地区分了气层、差气层、含气水层、干层、水层。利用新建立的解释评价标准对西湖凹陷新钻6口探井中平湖组共50层储层进行录井资料综合解释评价,解释符合率升至90%。新建立的录井解释评价标准在提高解释符合率的同时,也为西湖凹陷下一步勘探开发的实施、钻后评价水平的提升提供了依据和支撑。

关键词: 录井资料; 流体性质; 综合解释; 西湖凹陷; 平湖组; 低孔低渗储层
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Application of mud logging data in gas layer evaluation of Eocene Pinghu Formation in Xihu sag
LIU Yonghua, NI Pengbo, HUANG Xiaogang
China France Bohai Geoservices Co., Ltd., Tianjin 300452, China
Abstract

The reservoirs of Eocene Pinghu Formation in Xihu sag have low porosity and low fluid content. Compared with conventional reservoirs, the genetic mechanism of low porosity and low permeability reservoirs is complex, which is difficult to be accurately identified by conventional logging methods. Therefore, according to the characteristics of low porosity and low permeability of Eocene Pinghu Formation reservoirs in Xihu sag, combined with the existing comprehensive study of gas logging, three-dimensional quantitative fluorescence logging, X-ray diffraction whole-rock logging and well log data in Xihu sag, the evaluation methods and criteria of lithology, oil and fluid properties were established respectively. By innovating the mud logging interpretation and evaluation methods, the gas layers, poor gas layers, gas-bearing water layers, dry layers and water layers are well distinguished. The newly established interpretation and evaluation criteria were used to comprehensively interpret and evaluate mud logging data of 50 reservoirs of Pinghu Formation in 6 newly drilled exploration wells in Xihu sag, and the coincidence rate of interpretation is up to 90%. The newly established mud logging interpretation and evaluation criteria not only improve the interpretation coincidence rate, but also provide basis and support for the implementation of the next exploration and development and the increase of post drilling evaluation level in Xihu sag.

Keyword: mud logging data; fluid property; comprehensive interpretation; Xihu sag; Pinghu Formation; low porosity and low permeability reservoir
0 引言

随着西湖凹陷勘探开发的不断深入, 发现了一批低孔低渗致密气藏, 如何对气层进行有效的识别, 是勘探开发面临的关键性问题。录井是识别油气快速有效的技术, 但由于此类储层物性差、孔隙结构复杂、非均质性强、气水关系复杂, 影响了录井的响应规律, 增加了气层录井解释评价的难度[1], 录井解释符合率降至70%。为了适应新的勘探开发进程, 必须及时地对已发现气藏的录井资料进行总结和分析, 建立适用于西湖凹陷低孔低渗致密气藏识别的录井综合解释评价技术系列。

针对西湖凹陷低孔低渗致密气藏在录井识别与评价过程中遇到的难点, 在常规录井的基础上, 还开展了三维定量荧光录井、X射线衍射全岩录井(以下简称衍射录井)等专项录井技术, 对西湖凹陷已钻井的录井资料综合研究, 明确储层物性、岩性、含油气性与录井响应特征的关系, 建立录井资料综合评价技术体系。本文以西湖凹陷中央反转构造带已钻15口探井的平湖组气测录井、三维定量荧光、衍射录井等录井资料为基础, 利用其对储层的岩性、物性、含油气性的指示特征, 建立相应解释图板及评价标准。在原有的评价图板中, 对水干层往往难以区分, 为此, 根据该区域气层显示特征, 结合衍射录井中黏土矿物的数据特征, 对解释图板进行了完善, 使录井技术在勘探开发中更具有针对性和实效性。

1 西湖凹陷气层显示特征

西湖凹陷是东海陆架盆地的一个次级构造单元, 目前该凹陷的油气勘探在层系上主要集中于始新统平湖组和渐新统花港组, 并在这两个层系获得了多层次工业性气流[2, 3]。近年来, 在中央反转构造带和西次凹地区, 始新统平湖组和渐新统花港组均发现了范围广、厚度大的低孔低渗储层[4, 5], 其孔隙度多在15%以下, 渗透率一般小于10 mD, 发育深度多位于3 500 m以下。与常规储层相比, 低孔低渗储层成因机理复杂, 孔隙度较小, 流体含量低, 使储层流体对电性的响应远远小于常规储层。

因此, 在低孔低渗储层中测井资料受储层岩性、地层水性质和物性的影响较大, 使用常规测井手段难以准确识别低孔低渗复杂油气层。

由于气测录井所获取的是地下地层含油气性的直接信息, 不受储层岩性、物性的影响, 在低孔低渗储层的油气识别中具有优势。西湖凹陷始新统平湖组气层特征主要有:(1)储层空间小导致含油气丰度低, 气测值相对上部储层异常不明显[6, 7]; (2)气测录井烃组分含量以甲烷为主, 重组分较低; (3)储层埋藏较深, 物性以中低孔低渗为主, 低渗气藏占比较大, 且储层非均质性强, 横向变化快。

2 录井资料及其应用

录井资料综合解释是指以录井资料为基础, 结合地质、分析化验、钻井、测井等相关信息通过综合分析, 判断储层的岩性、物性及含油性之间的相关关系。下面主要介绍以气测录井资料、三维定量荧光录井资料实现储层的含油气性评价, 以衍射录井资料有效实现定性评价储层物性的方法。

2.1 气测录井资料

气测录井数据是评价天然气藏最重要的录井资料, 气测值的大小及其变化趋势可以直接反映储层的含油气丰度[8]。气测录井资料在评价储层含油气丰度的同时, 亦可进行凝析气层和气层的识别, 其解释图板有多种, 包括皮克斯勒图板、烃三角形图板、气体比率法(轻中烃比图板、轻重烃比图板、重中烃比图板)等[9, 10]。由于本文研究井区所钻层位为西湖凹陷平湖组, 其流体性质经取样、测试证实主要为气层, 其他样点太少, 且具有类似的多解性。由此, 下文中流体性质解释主要针对气层进行解释。

2.1.1 气测全烃值评价

气测全烃(Tg)是录井唯一连续性测量的一项含油气参数。全烃曲线幅度的高低、形态变化, 均富含储层油气水、地层压力及地层物性等信息。全烃值在一定程度上可以定量评价含油气丰度, 全烃值曲线形态特征可以定性评价地层能量高低[11]。全烃值越高, 表明储层含油气丰度越高, 越有可能获得高产油气流。

通常气层的气测全烃值曲线比较饱满, 且出峰厚度略大于储层厚度, 差气层的气测全烃值曲线欠饱满, 呈尖峰状, 出峰厚度略低于储层厚度, 气测全烃值曲线急剧下降往往是气水界面的出现造成的。

2.1.2 气测异常幅度评价流体性质

根据西湖凹陷气测录井显示特征, 选取甲烷(C1)为基础数据, 引入“ 甲烷异常倍数(BC1)” , 选取储层上部泥岩盖层的稳定甲烷检测值为基值(C1B), 以储层内甲烷检测值的最大值为峰值(C1max), 用峰值除以基值可求出BC1, 即:BC1=C1max/ C1B[12]。BC1可有效反映气测烃组分中甲烷绝对含量变化幅度的大小, 因此可作为判断油气水层的一项重要参数[8]。

BC1反映的是异常层段内烃类气体含量与上覆盖层中烃类气体的变化倍数, 是储层和盖层特征的综合反映, 而且BC1在实际储层评价中更容易进行量化考核。因此, 本文选用BC1作为评价储层含油气丰度的主要参数, 结合Tg、C1, 通过对该区域录井资料、测井资料、测试资料及试油资料对比分析, 建立了西湖凹陷始新统平湖组气测录井解释评价标准(表1)。

表1 平湖组气测录井解释评价标准
2.2 三维定量荧光录井资料

三维定量荧光录井资料解释主要采用的参数为荧光波长、荧光强度、含油浓度、对比级别和油性指数。其中:荧光波长常用参数为最佳激发波长和最佳发射波长, 反映原油中不同烃类物质的出峰位置; 荧光强度为原油中的荧光物质所发射荧光的强弱, 反映的是被测样品中荧光物质的多少; 含油浓度是指单位样品中荧光物质的含油浓度, 其反映被测样品中的含油气丰度; 对比级别是指单位样品中荧光物质所对应的荧光系列对比级别, 反映岩石样品中含油量多少; 油性指数是指代表中质油成分的最大荧光峰的强度值与代表轻质油成分的最大荧光峰的强度值之比, 反映的是原油的轻重。

2.2.1 油质评价

三维定量荧光谱图上的荧光最佳激发波长和最佳发射波长可以反映不同油质的差异[13]。为了建立有效的油质识别方法, 根据西湖凹陷中央反转构造带已钻15口探井的三维定量荧光数据最佳激发波长和最佳发射波长, 建立了西湖凹陷始新统平湖组油质类型三维定量荧光识别标准(表2)。

表2 平湖组油质三维定量荧光识别标准

2.2.2 流体性质评价

对西湖凹陷中央反转构造带已钻15口探井的始新统平湖组三维定量荧光资料进行总结分析, 发现不同流体性质的含油浓度、对比级别与油性指数不同, 这些参数可以较好地定量区分气层与水层, 同时参考测井资料、模块式地层测试仪资料、地层测试及取样等资料的结论, 建立三维定量荧光解释评价标准, 可用于区分西湖凹陷始新统平湖组气层、干层、水层(表3)。

表3 平湖组流体性质三维定量荧光解释评价标准
2.3 衍射录井资料

对于录井资料而言, 物性评价通常采用核磁共振技术来进行, 但是由于优快钻井工艺的实施, PDC钻头造成岩屑呈粉末状, 不符合核磁共振技术测量的条件[14]。为了解决细碎岩屑的岩性识别以及储层物性的定性评价问题, 引入了衍射录井技术, 该技术主要分析岩石中所含矿物成分及其相对含量, 通过特征指示性矿物含量的变化, 进行岩性识别, 为现场岩性识别及物性评价提供了有力支持。

2.3.1 岩性识别

由于钻井工艺的原因造成岩屑细小、代表性差、识别难、岩屑中矿物成分含量难以确定, 对岩性的识别有很大的影响。而衍射录井技术可以直接分析样品的矿物成分及含量[15], 依据矿物组成及含量可以辅助识别岩性。总结西湖凹陷中央反转构造带已钻15口探井的平湖组衍射录井数据, 根据地层岩性特征, 建立西湖凹陷始新统平湖组岩性识别标准(表4)。

表4 平湖组衍射录井技术岩性识别标准

2.3.2 流体性质评价

在相邻井间或相邻层间, 其他条件都接近时, 胶结物类型和含量是决定储层物性最重要的因素。通常地层黏土矿物含量增加会引起孔隙度、渗透率及单位岩石含烃量的降低, 从而导致气测值含烃总量等相应下降[16]。因此, 应用衍射录井数据分析黏土矿物含量变化, 将黏土矿物含量与气测资料相结合, 进行相关分析, 可以为录井资料解释提供依据, 进而区分评价储层流体性质。

西湖凹陷始新统平湖组储层由于其低孔低渗的原因造成气层、差气层、干层和水层区分困难。利用衍射录井资料中的黏土矿物含量表征储层物性, 气测资料中BC1表征储层含气丰度能够较好地区分气层、差气层、干层和水层, 可提高解释符合率。通过对西湖凹陷始新统平湖组15口探井中共67层储层(其中:气层18层、差气层17层、含气水层11层、干层12层、水层9层)的气测资料中BC1和衍射录井中黏土矿物含量统计分析, 得到西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板, 如图1所示。

图1 西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板

2.4 录井资料的综合解释标准

录井资料在解释评价中的作用主要体现在含油气性和物性两大方面, 因而在综合评价中多以这两类参数为基础建立综合解释方法。对参数和方法的选择遵循储层评价的基本原则, 在分析过程中充分利用各特征参数, 综合分析。

结合西湖凹陷现有的气测录井、三维定量荧光录井、衍射录井、随钻测井电阻率等资料, 将地质因素和测井资料综合起来, 创新录井解释评价方法, 完善了综合解释标准(表5)。该评价标准较好地区分了气层、差气层、含气水层、干层、水层, 在提高录井解释符合率的同时, 也为下一步的勘探开发作业决策、钻后评价等提供了依据。

表5 西湖凹陷始新统平湖组录井资料综合解释标准
3 实例分析

利用西湖凹陷始新统平湖组录井综合解释图板(图1)及解释标准(表5), 对西湖凹陷新钻6口探井中平湖组50层储层进行录井资料综合解释评价。结果表明:解释结论与测试、取样结论验证, 45层结论相符合, 解释符合率达90%。应用表明, 新建立的西湖凹陷始新统平湖组录井综合解释图板(图1)及标准(表5)具有较好的应用效果, 可以为现场快速评价流体性质提供可靠的依据。

以西湖凹陷N 1井平湖组某层为例, 为方便叙述, 将该井4 425~4 435 m井段定为1号储层, 4 448~4 469 m井段定为2号储层, 4 469~4 475 m井段定为3号储层, 4 475~4 505 m井段定为④号储层, 4 505~4 524 m井段定为⑤号储层(图2)。

图2 西湖凹陷N 1井平湖组某层录井综合解释成果

①号储层:储层岩性为细砂岩和泥质粉砂岩, 颜色为浅灰色, 成分以石英为主, 次为长石, 少量暗色矿物, 细粒为主, 部分粉粒, 泥质胶结, 较致密。气测绝对值较低, Tg为0.76%, C1值为0.48%, BC1为1.1倍, 油性指数为1.01, 电阻率为18.6 Ω · m, 黏土矿物含量为23%。根据西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板及综合解释标准, 录井综合解释为干层(图1, 表5)。与测井解释结论一致。

②号储层:储层岩性为细砂岩夹杂泥质粉砂岩, 颜色为浅灰色, 成分以石英为主, 次为长石, 少量暗色矿物, 细粒为主, 部分粉粒, 泥质胶结, 较致密。气测绝对值较高, Tg为5.75%, C1值为4.62%, BC1为8倍, 油性指数为1.11, 电阻率为34.3 Ω · m, 黏土矿物含量平均为17%。根据西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板及综合解释标准, 录井综合解释为差气层(图1, 表5)。经MDT取样证实为差气层, 地层测试证实, 产气1.4× 104 m3, 无水产出。

③号储层:储层岩性为细砂岩, 颜色为浅灰色, 成分以石英为主, 次为长石, 少量暗色矿物, 细粒为主, 少量粉粒, 泥质胶结, 较致密。气测绝对值高, Tg为12.93%, C1值为11.06%, BC1为24倍, 油性指数为1.19, 电阻率为52.0 Ω · m, 黏土矿物含量平均为7%。根据西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板及综合解释标准, 录井综合解释为气层(图1, 表5)。后经地层测试证实, 产气20.5× 104 m3, 无水产出。

④号储层:储层岩性为细砂岩和泥质细砂岩, 颜色为浅灰色, 成分以石英为主, 次为长石, 少量暗色矿物, 细粒为主, 少量粉粒, 泥质胶结, 较致密。气测绝对值不高, Tg为2.0%, C1值为1.06%, BC1为5.7倍, 油性指数为1.21, 电阻率为16.5 Ω · m, 黏土矿物含量平均为6.3%。根据西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板及综合解释标准, 录井综合解释为含气水层(图1, 表5)。后经MDT取样证实为含气水层。

⑤号储层:储层岩性为细砂岩为主, 中间夹薄层泥质粉砂岩, 颜色为浅灰色, 成分以石英为主, 次为长石, 少量暗色矿物, 细粒为主, 泥质胶结, 较致密。气测绝对值较低, Tg为0.63%, C1值为0.37%, BC1为1.2倍, 油性指数为1.29, 电阻率为10.6 Ω · m, 黏土矿物含量平均为5%。根据西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板及综合解释标准, 录井综合解释为水层(图1, 表5)。与测井解释结论一致。

4 结论

根据西湖凹陷始新统平湖组录井解释评价图板及综合解释标准对实钻井中西湖凹陷平湖组储层进行综合解释评价, 可以高效快速识别气水层, 该标准只是目前适用于西湖凹陷平湖组的一套解释方法, 对于其他油气田有一定的借鉴作用, 但在使用时需要注意各方法的阈值可能需要根据区块油气藏特征进行调整。总之, 录井综合解释图板和标准需要根据不同地区油气藏特征, 综合录井、测井、试油等资料, 逐渐建立起一套更精细的录井综合解释评价系列, 以便建立更好的适用于不同地区的油气水层快速识别技术系列, 不断提高录井解释评价精度。

(编辑 王丙寅)

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