引用本文
李戈东, 谭伟雄, 马猛, 陈铭帅, 杜波. 一种基于参数重构的气测录井解释方法[J]. 录井工程, 2023,34(3): 39-43.
LI Gedong, TAN Weixiong, MA Meng, CHEN Mingshuai, DU Bo. A method of gas logging interpretation based on parameter reconstruction[J]. Mud Logging Engineering, 2023,34(3): 39-43.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2023.03.006  
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一种基于参数重构的气测录井解释方法
李戈东, 谭伟雄, 马猛, 陈铭帅, 杜波
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

作者简介：李戈东 工程师,1989年生,2008年毕业于东北石油大学资源勘查工程专业,现在中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司从事海上油气田勘探开发随钻地层评价研究工作。通信地址：300452 天津市滨海新区新河街道海川路2121号C座517室。电话：（022）66502020。E-mail：ligd14@cnooc.com.cn

收稿日期: 2023-07-13
摘要

随着渤海油田中深层勘探难度的增加以及非常规油气层的发现,钻井现场识别流体类型与含油气性也越来越困难,油气勘探作业已对随钻过程中油气水层解释方法的研究提出了新的要求。FLAIR实时地层流体分析录井能实时检测钻井液中C1-C8烃类组分以及CO2和H2S等非烃类组分含量,其在烃类组分检测范围和检测质量方面所具有的优势,可为提升复杂油气层的判别准确率发挥重要作用。为了充分挖掘FLAIR实时地层流体分析录井在油气水层解释的数据优势,重构了表征“储层含油气量和储层流体中液态烷烃量”的两个关键参数,用于建立新的解释评价图板。在渤海海域X油田的应用中,油水层解释符合率达到90%,对于准确、快速识别地层流体,发现油气显示效果显著,增强了FLAIR实时地层流体分析录井在井场的使用价值,具有良好的推广应用前景。

关键词: 气测录井; FLAIR流体录井; 参数重构; 含油丰度; 液态烷烃; 解释图板
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
A method of gas logging interpretation based on parameter reconstruction
LI Gedong, TAN Weixiong, MA Meng, CHEN Mingshuai, DU Bo
CNOOC Ener Tech-Drilling & Production Co., Tianjin 300452, China
Abstract

With the increasing difficulty of exploration in the middle and deep layers of Bohai Oilfield and the discovery of unconventional oil and gas reservoirs, it is more and more difficult to identify fluid types and oil and gas bearing properties in drilling site. The oil and gas exploration operation puts forward new requirements for the research of oil, gas and water layer interpretation methods during drilling.FLAIR real-time formation fluid analysis logging can detect the content of C1-C8 hydrocarbon components and non-hydrocarbon components such as CO2 and H2S in drilling fluid in real time, the detection range and quality of hydrocarbon components are superior. It can play an important role in improving the discrimination of complex oil and gas reservoirs. In order to fully exploit the data advantages of FLAIR real-time formation fluid analysis logging in oil, gas and water layer interpretation, two key parameters characterizing called oil and gas content in reservoir and liquid alkane content in reservoir fluid are reconstructed in this paper, and a new interpretation evaluation chart is established. In the application of X Oilfield in Bohai Sea, the coincidence rate of oil -water layer interpretation reaches 90.0%, which has remarkable effect on accurately and quickly identifying formation fluids and discovering oil and gas, enhances the use value of FLAIR real-time formation fluid analysis logging in well site, and has the worth of popularization and application.

Keyword: gas logging; FLAIR fluid logging; parameter reconstruction; oil abundance; liquid alkane; interpretation chart
0 引言

随着渤海油田勘探程度的不断提高, 发现大中型油气田的难度越来越大, 勘探面临新的挑战[1]。探井、评价井钻探是发现油气层、增加渤海油气地质储量的主要工作, 现场录井更是获取地层资料、发现油气显示的主要手段, 做好现场录井工作是油气钻探的重中之重[2]。

气测录井是一种勘探阶段识别油气水类型的录井方法, 可以直接测量地层中烃类气体的成分与含量, 进而根据测量资料解释油气水层。虽然目前国内各油田对气测录井的解释方法有很多研究, 但常采用的解释方法仍以皮克斯勒法、3H比值法和三角图板法为主, 随着石油勘探开发进程的推进, 非常规储层的流体识别难度越来越大, 传统识别方法的准确率越来越低, 使得在勘探作业期间对储层流体性质的判断出现偏差, 对后续开采计划的制定也有一定的影响。

FLAIR实时地层流体分析录井（简称FLAIR流体录井）是气测录井的一种技术方法, 能实时检测钻井液中C1-C8烃类组分以及CO2和H2S等非烃类组分含量[3]。本次研究是将原FLAIR流体录井的参数进行重构, 重新建立油气水层识别方法, 对现有的识别手段进行了补充。选取FLAIR流体录井的两个参数重构作为横、纵坐标, 将现场试油成果数据投入到图板中确定各种流体的界限, 建立解释图板, 并对图板的解释效果进行验证, 其应用效果良好, 提高了录井阶段油气水层的识别准确率。

1 FLAIR流体录井参数重构
1.1 检测原理

FLAIR流体录井采用的是色谱-质谱检测技术, 设备由1台色谱仪和1台质谱仪组成。该项录井技术检测的原理是：由色谱仪通过内部的样气泵模块将FLEX萃取器脱出的气体传送到色谱仪的分析模块, 分析模块中的色谱柱对样气中的各项烃类组分进行分离, 并将其依次传送到质谱仪, 到达质谱仪分析室的不同组分在高压电子流的作用下被电离成对应的离子, 质谱仪再依据预先设置的离子道参数, 根据离子的质量依次检测对应目标离子信号强度, 然后参考对应组分调校文件, 由计算机自动计算样气中各项组分的含量[4]。为了了解钻井液中二次循环气含量, 有效剔除其对地层气的影响, FLAIR流体录井使用了两套FLEX萃取器, 一套安放在钻井液返出口, 用来检测地层含气量（即出口气体数据）, 另一套安放在钻井液舱, 用来检测循环池入井钻井液含气量（即入口气体数据）。最后通过InFact软件用入口气体数据对出口气体数据进行校正, 获取地层的真实含气量。为了提高钻井液中C6至C8重组分特别是甲苯、苯和甲基环己烷的萃取效率, 在FLAIR流体录井脱气作业前, 会将钻井液加热到70° C; 为了保证检测设备（色谱仪、质谱仪）能正常检测到C6以后重组分, 对FLEX萃取器萃取出的所有组分采取了负压传送（即维持气管线内压力为亚真空状态）[5]。

1.2 参数重构优选

气测原始参数所受影响因素较多, 因此在建立图板时多采用派生参数, 目前较常用的气测派生参数包括：气测幅度指数（DF）、油性指数（DY）、重烃指数（CHS）[6]、含油丰度指数（TCZS）、液态烷烃表征指数（C7-8bC5-6）[7], 具体计算公式如下：

DF=TgTbHt（1）

DY=HqHtTg-TbTbnC4+nC5iC4+iC52×（iC4+nC4+iC5+nC5）2C3×100（2）

CHS=C1TgTbiC4+nC4+iC5+nC50.0001+C3（3）

TCZS=C1C1-C22∑CTg-TbTg×100（4）

C7⁃8bC5⁃6=nC7+nC8+C6H6+C7H8+C7H14nC5-nC6（5）

式中：Tg为气测异常显示段全烃平均值, %; Tb为气测异常显示段气测基值, %; Ht为气测异常显示段对应的低钻时厚度, 以半幅点为界, m; Hq为低钻时段对应的气测异常显示厚度, 以半幅点为界, m; C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5、nC6、C6H6、nC7、C7H8、C7H14、nC8为气测异常显示段各组分含量平均值, %; ∑ C为气测异常显示段各组分平均值之和, %。

从上述5个参数中优选出对储层含油性最为敏感的参数, 所谓敏感参数即当流体类型发生变化时, 变化幅度较大的参数, 优选步骤如下：

（1）计算出研究区每个显示层的DF、DY、CHS、TCZS、C7-8bC5-6。

（2）分别计算出每种流体类型所对应的各参数平均值ADF、ADY、ACHS、ATCZS、AC7-8bC5-6。

（3）按照含油级别由高到低的顺序, 依次计算出油层与油水同层、油水同层与含油水层、含油水层与水层的不同参数平均值的差值, 根据差值的大小判断各参数对含油性敏感程度的高低, 差值大则敏感程度高, 反之则敏感程度低。

图1为参数重构后的不同流体类型差值统计。从图中可以看出, 每个系列中均表现为ATCZS的差值最大, 其次为AC7-8bC5-6, 说明TCZS和C7-8bC5-6对储层的含油性相对更为敏感。因此, 本次建立气测解释图板选用的参数为TCZS和C7-8bC5-6。

图1 参数重构后的不同流体类型差值统计

1.3 方法建立流程

（1）收集研究区块各井现场FLAIR流体录井数据和测试层段成果数据。

（2）计算测试层段FLAIR流体录井数据中C1-C8的平均值。

（3）计算研究区域内各井测试段TCZS和C7-8bC5-6。

（4）将计算数据投入到横坐标为C7-8bC5-6、纵坐标为TCZS的图板中, 散点形状根据测试结果分为气层、油层及水层, 以区分不同数据点的测试结果。

（5）根据不同形状的点的分布, 将气层、油层、水层的不同分布区域利用区域线分隔开, 由此建立研究区块的油气水层判别图板。当新井新层数据读取完毕后, 求得TCZS和C7-8bC5-6, 将结果投放到图板中, 投放结果在哪个区域即表示储层为该区域对应流体类型, 为油气水层识别提供指导。

2 参数重构图板建立

根据以上参数重构方法流程, 选择渤海X油田已钻井数据建立图板。

2.1 样本筛选

由于建立图板所需样本数据须具有一定代表性, 首先需要对所选的储层样本进行一定程度的筛选, 筛选原则如下：

（1）储层须为显示层。这里提到的显示层是指气测出现异常且岩屑具有荧光的储层。

（2）储层厚度须大于2 m。由于气测录井的纵向分辨率较低, 厚度2 m以下的薄层数据一般很难真实反映出储层的含油性, 因此需要将其剔除。

（3）最终确定的解释结论须为油田研究部门提供的综合解释结论。该结论综合了录井、测井、测试、实验分析等数据, 故相对可靠。

（4）选择油层、油水同层、含油水层和水层。由于本次研究区块气层非常少, 较难发现统计规律, 对于干层, 则需要从储层物性的角度进行评价, 而气测数据中没有能够反映储层物性的定量参数, 所以此处不对气层和干层进行评价。

2.2 数据校正

（1）计算并统计研究区域各井显示层的FLAIR流体录井数据的平均值。

（2）将得到的数据进行校正, 以消除钻井参数等对气测值的影响, 使其能更真实地反映地层孔隙中含烃量。

2.3 去除异常值

这里所说的异常值是指在一组观测值中与平均值的偏差超过两倍标准差的测定值。利用Z-score归一化公式[6], 对数据进行归一化处理, 然后去除归一化后数值中绝对值大于2的数据。

2.4 图板建立

据以上步骤处理完成后, 进行15口井30层的TCZS和C7-8bC5-6计算统计分析, 根据计算得到的点所落图板区的位置进行流体类型的确定, 以C7-8bC5-6为横坐标, TCZS为纵坐标, 横、纵坐标均为对数标值, 构建FLAIR流体录井参数重构解释应用图板（图2）。

图2 FLAIR流体录井参数重构解释应用图板

3 实例应用

渤海X油田位于莱州湾凹陷南部斜坡带上, 紧邻生油凹陷, 区域石油地质位置十分有利。钻井揭示的地层, 自上而下依次为第四系平原组, 新近系明化镇组、馆陶组, 以及古近系东营组、沙河街组。渤海X油田的主要含油层系发育于新近系明化镇组下段（简称明下段）和馆陶组, 其次是古近系东营组和沙河街组。明下段中上部以曲流河沉积为主, 下部属于浅水三角洲沉积。根据渤海X油田明下段渗透率资料分析, 渗透率随孔隙度的增加而增大, 孔隙度分布范围为20.3%~37.4%, 测井解释孔隙度主要介于20.0%~30.0%之间, 渗透率主要介于100.0~5 000.0 mD之间, 即储层具有中孔隙度、高渗透率的储集物性特征[8]。渤海X油田受构造、断层和岩性多重因素影响, 油、气、水系统比较复杂, 明下段油气藏类型主要为构造、构造-岩性以及岩性油气藏。

针对上述研究区, 选择5口新钻井中10个已确定流体类型的储层用于解释图板应用验证。通过计算将10个应用点的FLAIR流体录井参数重构TCZS和C7-8bC5-6数据投到解释图板中（图2）, 根据划线区域直接进行流体类型判别, 解释准确率达到90%（表1）, 与测试结论不符合层是因迟到时间计算有误, 气测数据受其影响所测值偏低, 导致解释为水层, 与测试结论（油层）不符。由此可以看出本方法应用过程简便, 识别准确率高, 适合作业现场流体类型的快速识别, 具有较好的推广应用价值。

表1 FLAIR流体录井参数重构解释图板应用验证统计
4 结论

（1）FLAIR流体录井直接检测到的参数丰富, 通过参数优选, 关键参数TCZS和C7-8bC5-6对储层的油气量和液态烷烃量变化敏感, 对油气水层评价起到了重要作用。

（2）利用FLAIR流体录井参数计算得到TCZS参数和C7-8bC5-6参数并建立图板, 确定图板中油气水层的界限, 并利用新井新层进行验证, 解释符合率达到90%, 应用效果良好, 为油气勘探、评价和开发提供有效的指导。

（3）通过利用FLAIR流体录井参数重构建立解释应用图板, 丰富了现有的录井解释手段, 提高了钻井油气水层解释效率, 且该解释图板建立方法简便、快捷, 具有良好的推广应用价值。

（编辑 卜丽媛）

参考文献
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