引用本文
符强, 谭忠健, 李鸿儒, 郭明宇, 刘志伟, 苑仁国. 基于气测与地化多参数组合的录井油气水解释模型[J]. 录井工程, 2023,34(2): 65-71.
FU Qiang, TAN Zhongjian, LI Hongru, GUO Mingyu, LIU Zhiwei, YUAN Renguo. Mud logging oil-gas-water interpretation model based on multi-parameter combination of gas logging and geochemical logging[J]. Mud Logging Engineering, 2023,34(2): 65-71.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2023.02.011  
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基于气测与地化多参数组合的录井油气水解释模型
符强①, 谭忠健②, 李鸿儒①, 郭明宇②, 刘志伟①, 苑仁国①
①中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司
②中海石油（中国）有限公司天津分公司

作者简介：符强 工程师,1984年生,2008年毕业于东北石油大学资源勘查工程专业,现主要从事海上油气勘探和随钻录测解释工作。通信地址：300459 天津市滨海新区海川路2121号渤海石油管理局C座。电话：（022）66502140。E-mail：fuqiang7@cnooc.com.cn

收稿日期: 2023-02-10
基金: 中海石油（中国）有限公司综合科研项目“细分构造带的录井油气水解释模型及评价方法研究”（编号：ZZKJ-2016-TJ-01）
摘要

传统单项录井解释方法由于自身技术局限往往适用性较差,需要根据不同油气性质建立不同图板,其种类繁多且需要提前进行人工油气性质判别。为此通过将气测录井与地化录井的关键参数 Tg、 Pg进行组合,进一步提出了 Tg-Corr和 Pg· PS两个修正参数,建立了一套受油气性质影响较小,且适用性较强的油气水解释组合图板。该图板在渤海油田20个二级构造带油气水解释应用的结果表明,平均解释符合率达到86.3%,显著提升了井场油气水录井解释精度;同时该方法的成功应用也为录井解释提供了一种新的思路,具有一定的推广价值和应用前景。

关键词: 渤海油田; 二级构造带; 气测录井; 地化录井; 组合图板; 解释精度
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Mud logging oil-gas-water interpretation model based on multi-parameter combination of gas logging and geochemical logging
FU Qiang①, TAN Zhongjian②, LI Hongru①, GUO Mingyu②, LIU Zhiwei①, YUAN Renguo①
①Engineering Technology Branch of CNOOC Ener Tech-Drilling & Production Co., Tianjin 300459, China
②Tianjin Branch of CNOOC（China） Co., Ltd., Tianjin 300459, China
Abstract

Traditional single mud logging interpretation methods often have poor applicability due to their own technical limitations, requiring the establishment of different charts based on different oil and gas properties. There is a wide variety of charts to manually discriminating oil-gas properties in advance. Therefore, by combining the key parameters Tg and Pg of gas logging and geochemical logging, two corrected parameters Tg-Corr and Pg· PS are further proposed to establish a set of oil-gas-water interpretation combination charts with less influence from oil-gas properties and strong applicability. The application results of the charts in oil-gas-water interpretation of 20 second-order structural belts in Bohai Oilfield show that the average interpretation coincidence rate reaches 86.3%, which significantly improves the mud logging interpretation accuracy of oil,gas and water in well site. The successful application of this method also provides a new idea for mud logging interpretation, which has certain popularizing value and application prospects.

Keyword: Bohai Oilfield; second-order structural belt; gas logging; geochemical logging; combination chart; interpretation accuracy
0 引言

近年来, 为提高采收率, 渤海油田改变了传统上以构造为研究单元的方式, 转向以具有相似构造成因的二级构造带为研究单元, 通过对渤海包含黄河口凹陷东部走滑带、中部走滑带及辽中凹陷西斜坡带在内的20个二级构造带进行单项录井精细化研究, 建立了大量单项录井油气水解释模型[1, 2, 3, 4, 5]。随着渤海油气勘探的不断深入, 储层物性及油气水关系越来越复杂, 在复杂储层、复杂油水关系、复杂井况条件下, 单项录井解释模型虽然对油气发现起到了重要作用, 但因为不同录井技术存在各自局限性, 其解释结果和精度均无法满足复杂储层解释评价需求[6, 7, 8], 需要找到新的录井技术解释模型, 以进一步提高录井综合解释的准确度。本文以黄河口凹陷4个二级构造带（西南斜坡带、中部走滑带、东部走滑带、KL 9-5断裂带）大量数据和图板为基础进行了精细化研究。

1 常规录井解释评价技术

储层破碎后, 其中的烃类化合物一部分保存在岩屑中, 另一部分则侵入到钻井液中, 以钻井液和岩屑、岩心为载体上返至地面, 因此按照信息载体分类, 录井技术可分为以钻井液为载体的气测录井技术和以岩屑、岩心为载体的录井技术。

1.1 以钻井液为载体的气测录井技术

气测录井主要是通过脱气设备将烃类气体从钻井液中抽离出来, 再通过特定的检测设备测量其中的气体组分, 以反映储层的油气信息[9], 气测资料以其较好的连续性和受人为因素影响较小等特点, 一直受到录井解释人员的青睐。但气测资料因受到地层压力、钻时、钻井液密度、脱气效率等因素的影响, 其解释方法具有一定的适用范围和局限性[10]（表1）, 特别是当遇到如气侵等复杂状况时, 气测数据会受到影响和干扰[11]。另外, 三角图板法、皮克斯勒法、3H比值法和气体比率法解释结论相对单一, 仅区分油层、气层和干层, 缺少对含油水层及水层的区分, 且都是选取储层内具有代表性的数值进行投点, 没有考虑到气体在整口井纵向上的变化, 这在一定程度上限制了这几种方法解释的符合率[12]。

表1 以钻井液为载体的气测录井技术对储层流体性质解释模板适用性分析

特征参数法是指将常规油气参数通过拟合等简单数学算法构建出反映储层油气特征的衍生参数来对储层流体类型进行解释与评价, 适用于绝大多数常规油气储层。通常选取特征参数法中的异常倍数作为判断油气水的一个重要指标, 来弥补单纯使用储层内参数的不足, 通过计算储层内气体组分及其对应背景值（基值）的变化来综合评价解释油气层, 反映全烃和组分与背景值相比异常幅度的大小, 异常幅度越大说明储层含油气的可能性越高。

1.2 以岩屑、岩心为载体的地化录井技术

通过以岩屑、岩心为载体的地化录井技术, 可以直接对油气信息进行采集。这类录井技术是对油气信息最直观和最全面的检测, 以地化录井为例, 其仪器直接检测参数多达200余个, 且包含大量的衍生参数, 油气信息十分丰富, 如表2所示。

表2 以岩屑、岩心为载体的地化录井技术采集信息统计

地化录井不足之处首先在于岩屑、岩心易受到钻井液材料的影响, 特别是深层的复杂井, 钻井液中会加入大量对油气信息产生干扰的材料; 其次地化录井分析都是基于岩屑、岩心进行的, 所以样品代表性决定了地化录井资料的质量, 操作人员的水平也会直接影响检测结果[13, 14]; 最后需要说明的是基于地化录井所建立的图板受到油质的影响较大, 基于不同油质建立的油水趋势线也会有很大差别, 如表3所示。

表3 黄河口凹陷西南斜坡带岩屑、岩心样品地化录井解释图板的趋势线方程
2 气测与地化参数组合解释方法

气测录井与地化录井在储层流体性质评价过程中都发挥了重要作用, 但受到自身技术局限性影响[15], 在一些复杂储层流体性质判别上往往结论相互矛盾, 存在多解性。因此本文将气测录井和地化录井解释模型结合起来, 发挥各自的优势, 取长补短, 减少多解性, 克服局限性, 避免单项技术观测误差及各种影响因素干扰, 探索建立新的组合储层流体性质解释图板, 以提高储层流体性质解释精度。

2.1 基于空间插值的地化数据预处理

针对地化录井取样不连续, 无法与气测录井相匹配的问题, 本文采用拉格朗日算法对以岩屑、岩心为载体的地化录井关键参数进行空间插值处理[16], 统一两类载体录井数据的采集尺度, 使地化录井数据能够形成连续的数据点, 与气测录井数据相匹配, 便于后续进行的解释模型组合工作。

图1为CYC5及nCH4两个轻烃参数的空间插值处理。

图1 BZ 19-6-X井CYC5及nCH5空间插值曲线

2.2 建立原始录井参数组合图板

2.2.1 Tg与Pg交会图板

气测录井与地化录井参数众多, 通过将参数组合形成图板后对比发现, 选用Tg与Pg所建立的录井组合图板（图2）, 其适用性最好。图板中Tg为气测全烃值, 气测值高表示储层的油气丰富; Pg（Pg=S0+S1+S2）为产烃潜量, Pg值高也同样表示储层内的烃类物质丰富, 图板中靠近右上方表示储层内为油层。

图2 黄河口凹陷东部走滑带Tg与Pg交会图板

2.2.2 原始录井组合图板适用性分析

如上文所述, 地化录井图板的建立需要综合考虑构造带的油质变化, 这是因为岩屑、岩心地化Pg值会受到油质的影响, 例如黄河口凹陷中部走滑带, 储层油质包含轻、中、重质, 形成相应的录井组合图板也需要按此划分（图3）。

图3 黄河口凹陷中部走滑带Tg与Pg交会图板

按不同油质分别建立图板, 可以让图板更加精确。但这也相应带来一些问题：一方面是图板数量繁多, 例如研究区黄河口凹陷4个二级构造带就需要12个录井组合图板解释对应的储层; 另一方面是需要解释人员熟练掌握地化岩石热解和热解气相色谱对于油质判断的识别, 并结合区域的地质特征来进行分析。

此外, 从图2、图3建立的Tg与Pg交会图板来看, 对油层-含油水层及含油水层-水层的界面划分有时是比较模糊的, 需要对这两个参数进行校正, 以提高图板对油气水层的解释精度。

2.3 建立校正后的录井参数组合图板

针对以上提出的两个问题, 本文引入Pg· PS和Tg-Corr两个参数。

2.3.1 Tg与Pg· PS交会图板

经过对黄河口凹陷854层岩屑的分析统计显示, 凹陷内轻质油油层Pg介于3.0~3.5 mg/g之间, 中质油油层Pg介于3.5~5.0 mg/g之间, 重质油油层Pg大于5.0 mg/g。为了让图板更加精确, 需要分别建立不同油质的图板, 随着油质的逐渐变重, Pg中的S2权重也会逐渐增加, 甚至在重质油的水层中, 其S2值也会比轻质油油层的Pg值大, 这些都给建立轻、中、重质油综合图板带来困难。为此引入参数PS（PS=S1/S2）, 该参数随着油质变重出现降低的趋势, 如表4所示。根据以上规律提出了使用Pg· PS（单位mg/g）的方法来校正Pg数值, 让各种油质的数值有一个可对比的参数, 避免图板的建立对油质的过分依赖。

表4 黄河口凹陷中部走滑带Pg与PS范围值

图4为黄河口凹陷中部走滑带Pg· PS校正曲线, 对43层不同油质的岩石热解数据进行数值比较, 从图中可以看出, 轻质油Pg部分经过校正以后数值有明显的提高, 重质油经校正后, 数值较原始值降低。从数据分析来看, 可以使用Pg· PS这个参数来代表地化岩屑、岩心内含烃物质的多少, 不用再根据油质分别建立图板。

图4 黄河口凹陷中部走滑带Pg· PS校正曲线

尝试用Pg· PS参数替代Pg形成Tg与Pg· PS交会图板。图5为黄河口凹陷中部走滑带Tg与Pg· PS交会图板, 横坐标为校正后参数Pg· PS, 纵坐标为气测全烃Tg。经过处理后的气测和地化组合数据共174层。其中, 轻质油储层49层、中质油储层84层、重质油储层41层, 分别占总数的28.2%、48.3%和23.6%。从图板可以看出, 油层、含油水层、水干层的区域区分基本清楚, 使用该图板可以将二级构造带的储层流体性质区分开, 同样证实了使用Tg与Pg· PS参数不用区分油质就可以达到80%以上的符合率, 满足现场作业需要, 适用性较强。

图5 黄河口凹陷中部走滑带Tg与Pg· PS交会图板

2.3.2 Tg-Corr与Pg· PS交会图板

全烃异常倍数作为一个相对量, 反映的是全烃与背景值相比异常幅度的大小, 异常幅度越大, 说明异常越明显, 储层内含油气的可能性越高。因此, 用全烃异常倍数作为判断油气水的一个指标, 可以弥补单纯使用储层内参数的不足。本次研究将Tg-Corr=Tg· Tg异常倍数作为Tg的校正参数（单位%）。油层的Tg和Tg异常倍数要明显高于含油水层和水干层, 通过两者相乘可以放大这种差异, 使落在油层-含油水层及含油水层-水干层界面位置的数据点离散度更高, 进而提升图板对油气水层的解释精度。

如图5所示, Tg与Pg· PS交会图板中, 在油层、含油水层的趋势线附近, 还存在一些点出现了误差, 一些油层点进入到了含水区域, 含油水层点进入到了油层区域。为此引入Tg-Corr参数, 对气体的数据进一步校正, 让数据的离散度更大, 油水界面区分的更加清楚。

如图6所示, 横坐标为Pg· PS, 纵坐标为Tg-Corr, 从图中的投点可以看出, 图板对油层与含油水层的区分相对于图5要更好一些。使用Tg-Corr与Pg· PS交会图板, 不但考虑了气体纵向上相对于基值的变化, 同时减少了常规图板建立过程中需要人工判定油质的弊端, 特别是对于一些储层流体较为复杂的区域尤为适用。

图6 黄河口凹陷中部走滑带Tg-Corr与Pg· PS交会图板

3 应用实例

应用精度较高的Tg-Corr与Pg· PS交会图板, 对渤海油田各个二级构造带新钻井进行了油气水层解释尝试, 经72口井的1 872层验证, 平均解释符合率达86.3%, 较传统方法平均80%的符合率有明显提高。

LD 16-N-1井位于辽中凹陷西斜坡带上。该井2 921.0~2 923.0 m井段录井为荧光泥质粉砂岩, 灰色, 泥质分布不均, 疏松, 荧光湿照暗黄色, 面积5%, D级, A/C反应慢, 乳白色; 2 924.0~2 929.0 m井段录井为荧光细砂岩, 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, 次棱角-次圆状, 分选中等, 泥质胶结, 疏松, 荧光湿照暗黄色, 面积5%~10%, D级, A/C反应慢, 乳白色。

2 921.0~2 923.0 m和2 924.0~2 929.0 m井段气测全烃Tg最大值分别为8.80%和12.88%, 全烃异常倍数分别为6.3倍和9.0倍, 全烃曲线异常明显, 气体组分齐全, 峰型饱满, 计算Tg-Corr分别是55.44%和115.92%。2 921.0~2 923.0 m井段地化热解分析数据S0、S1、S2、Pg分别为0.236、9.226 6、17.686 5、27.149 1 mg/g, 计算Pg· PS数值为14.16 mg/g; 2 924.0~2 929.0 m井段地化热解分析数据S0、S1、S2、Pg分别为0.506 1、8.272 1、5.058 7、13.836 9 mg/g, 计算Pg· PS数值为22.626 4 mg/g。

将2 921.0~2 923.0 m和2 924.0~2 929.0 m井段数据在Tg-Corr与Pg· PS交会图板进行投点, 从图7可以看出, 均落在油区, 解释结论均为油层。对2 918.8~2 926.9 m井段进行试油, 产出油未见含水, 测试结论为油层, 与图板解释结论相符合。

图7 LD 16-N-1井Tg-Corr与Pg· PS交会图板

4 结论

（1）将气测录井和地化录井技术组合起来, 取长补短, 减少多解性, 克服局限性, 避免单项技术观测误差及各种干扰因素, 可以发挥各种录井方法的优势, 互为印证或补充, 最大程度地反映储层中的真实油气信息。同时优选Tg-Corr和Pg· PS参数可以有效增加解释图板的适用性。

（2）气测录井与地化录井在采样间隔上存在较大差异, 使得两种技术难以进行匹配, 因此要想真正做到两种技术的融合, 可以选用空间插值的方法增加以岩屑为载体的录井技术采样密度。

（3）该方法的应用不局限于气测与地化的结合, 同时可以尝试应用FLAIR录井、三维定量荧光录井等多种录井技术相结合, 实现多元多参数结合。

（编辑 王丙寅）

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