气测烃比值筛选法在渤海低阻油层水平段随钻决策中的应用
温海涛, 夏良冰, 郭明宇, 张建斌, 袁亚东
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:温海涛 工程师,1989 年生,2013 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钻井地质相关工作。通信地址:300459 天津市滨海新区海川路2121 号海洋石油大厦C 座。电话:15822655280。E-mail:wenht@cnooc.com.cn

摘要

渤海Q油田馆陶组新发现的低阻油层电阻率2~3 Ω·m,与水层电阻率相近,该油田开发时测井仅为随钻电阻率和自然伽马两条常规测井曲线,且井型为水平井,根据常规测井曲线随钻快速解释油水层难度大,相比而言,区域气测录井资料齐全,能够反映储层的含油气丰度,利于快速判别油水边界。基于油田已钻低阻油层老井气测录井资料复查分析,在水平段钻进时,运用气测录井烃比值筛选法,筛选出C1/C2及(C4+C5)/C3两个随钻烃比值评价参数并建立解释标准。经过井场实际应用表明,该录井解释方法的解释结论与实际生产情况吻合,判断符合率高,有效节省了水平段进尺,节约了钻井作业成本,具有较高的应用价值。

关键词: 水平井; 低阻油层; 烃比值筛选; 随钻解释
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Gas logging hydrocarbon ratio screening method for decision making while drilling in horizontal section of low resistivity reservoir in Bohai Sea
WEN Haitao, XIA Liangbing, GUO Mingyu, ZHANG Jianbin, YUAN Yadong
①CNOOC Ener Tech-Drilling & Production Co.,Tianjin 300459,China
②Tianjin Branch,CNOOC(China) Co., Ltd., Tianjin 300459, China
Abstract

The resistivity of newly discovered low resistivity reservoir in Guantao Formation of Q oilfield in Bohai Sea is 2-3 Ω·m, similar to the resistivity of water layer. During the development of this oilfield, only two conventional logging curves, namely resistivety while drilling and natural gamma,are used for logging. The well type is horizontal well, so it is difficult to quickly interpret oil and water formations while drilling according to conventional logging curves. In contrast, the regional gas logging data are complete, which can reflect the oil and gas abundance of the reservoir and is conducive to the rapid identification of oil and water boundaries. Through the review and analysis of the gas logging data of low resistivity reservoir of the drilled wells in the oilfield, the gas logging hydrocarbon ratio screening method is used to screen out two hydrocarbon ratio evaluation parameters while drilling: C1/C2 and (C4+C5)/C3, and the interpretation standards are established. Through the practical application of the well site, the interpretation conclusion of this method is consistent with the actual production situation, the judgment coincidence rate is high, the footage of the horizontal section is effectively saved, the drilling operation cost is saved, and it has high application value.

Keyword: horizontal well; low resistivity reservoir; hydrocarbon ratio screening; interpretation while drilling
0 引言

随着油田开发的深入, 低阻油层逐渐成为油田的开发重点[1], 由于低阻油层的隐蔽性和复杂性, 井场随钻电阻率和自然伽马两条测井曲线难以对其准确识别和解释, 然而气测录井资料能够较直观地反映地层的含油气饱满程度[2], 其测量参数量化程度较高, 对识别低阻油层效果较好, 具有不受“ 低阻” 影响的优势。笔者通过对渤海Q油田馆陶组区域内已钻老井地质资料进行收集、对比、再分析, 发现N1gⅡ 2小层录井、测井资料相对较少, 电阻率差异小, 而气测组分值齐全且具有一定的差异性, 表明气测录井解释方法可以作为该区域识别低阻油层的一种有效方法。

本文建立了适用于该油田低阻油层录井解释评价的参数及评价标准, 能够快速判断油水层, 克服常规电阻率及自然伽马曲线无法快速解释的难题, 指导水平段钻进时快速决策, 通过录井“ 小方法” 解决了现场面临的“ 大问题” 。

1 渤海低阻油层概况

渤海Q油田多个区块发现并证实存在低阻油层, 尤以新近系馆陶组为主, 其储量规模较大且动用程度低[3, 4, 5], 2018年, 渤海Q油田E 2S1井钻井过程中发现馆陶组N1gⅡ 2小层录井油气显示活跃, 但电阻率仅为2~3 Ω • m, 与馆陶组水层电阻率相当(图1), 经射孔试油证实为油层, 通过对油田区域老井资料复查, 重新刻画该套低阻油层, 储量规模超千万方。

图1 E 2S1井随钻综合录井图

根据区域地质认识, N1gⅡ 2小层砂体为辫状河沉积, 不同心滩砂体之间存在渗流屏障, 横向存在不同油水系统, 油水关系复杂[1], 水平段钻进过程中, 不调整轨迹或当倾斜角大于90° 时, 存在钻遇水层的可能。

这与传统认识的地层“ 上油下水” 关系不同, 也就是说在不调整轨迹的情况下, 水平段存在由油层突然进入水层的可能性, 同时由于受到开发费用及钻具安全性的限制, 该油田水平段钻进采用常规电阻率及自然伽马两条线测井。因此需要建立水平段的井场快速解释评价参数辅助随钻决策。

2 气测烃比值筛选法
2.1 气测烃比值法适配性分析

单井气测全量和组分变化能够反映储层的含油气性, 但因其绝对值受井眼尺寸、新老井气测设备及钻井条件差异性等因素影响, 本文重点以气测烃比值为研究对象, 开展针对性的研究, 以组分比值的方式构建衍生参数, 既可以反映储层的烃类构成特征, 又规避了因井眼尺寸、钻井液性能和仪器设备不同带来的影响, 从而保证判别标准的一致性。

气测烃比值法也叫皮克斯勒法, 是20世纪60年代末由美国BOROID公司的皮克斯勒提出的, 该方法的原理是基于不同流体类型具有不同特征的C1/C2、C1/C3、C1/C4、C1/C5比值, 根据各比值特征, 反推地层孔隙流体类型及流体性质[6, 7, 8, 9]。在实际应用中气测烃比值种类多, 如李战奎等[10]应用正-异烷烃比值、nC4/iC4比值及nC5/iC5比值来区分油水层, 刘春锋等[11]应用(C4+C5)/Tg及(C2+C3)/Tg比值识别低孔渗油气层, 胡延忠等[12]应用(C4+C5)/(C1+C2)及(C2+C3)/C1比值构建解释图板识别气层及水层, 均取得良好的应用效果, 证明了筛选出合适的气测烃比值能够解决水平段油水层识别难题。

2.2 气测烃比值参数的筛选

本次研究以区域内10口井的气测资料为数据源, 应用解释软件RISExpress对气测数据C1、C2、C3、C4、C5进行随机组合[13], 应用模型∑ Cm/∑ Cn进行计算。其中, ∑ Cm、∑ Cn均为C1、C2、C3、C4及C5的随机组合, 且分子∑ Cm与分母∑ Cn中均不出现同一气测组分, 计算出气测烃比值参数共计125种, 以此作为筛选数据库(部分组合如图2所示)。

图2 解释软件RISExpress建立的气测烃比值数据库

以已钻老井N1gⅡ 2小层气测数据为样本, 根据气测烃比值变化与流体性质变化的相关性大小, 应用RISExpress软件自带敏感性算法, 筛选出适用于本区块综合解释的气测烃比值, 作为水平井水平段钻进的解释参数。筛选结果表明, C1/C2和(C4+C5)/C3两个参数变化与储层流体性质变化相关性最高, 可作为解释评价参数。

2.3 建立解释图板及标准

利用筛选出的两个烃比值C1/C2和(C4+C5)/C3对10口已钻井的气测数据投点, 建立气测烃比值交会图板(图3), 从图板中可以看出, 所筛选的气测烃比值参数能够较好地反映储层流体性质, 并设定:油区范围为C1/C2< 20, 同时(C4+C5)/C3< 1.2; 含油水区范围为20< C1/C2< 40或1.2< (C4+C5)/C3< 1.6; 水区范围为C1/C2> 40或(C4+C5)/C3> 1.6。依据该图板及标准可以区分出产层(油区)与非产层(含油水区和水区)。

图3 气测烃比值交会图板

水平井水平段钻进过程中, 基于实时的气测烃比值参数可以实时判别储层流体性质的变化, 现场可以应用Excel软件进行投点或者应用解释软件RISExpress将图板曲线化来实时判断流体性质变化。

3 应用实例及效果
3.1 应用实例

3.1.1 D 1H1井水平段

D 1H1井(图4)实际着陆井深2 155.00 m⊥1 641.40 m, 设计完钻井深2 640.96 m⊥1 644.41 m, 水平段设计长度485.96 m, 该井钻前配产80~90 t/d。在水平段钻进过程中, 利用解释软件RISExpress实时计算C1/C2及(C4+C5)/C3气测烃比值并制作随钻跟踪图。在井段2 160.00~2 410.00 m, C1/C2比值稳定在20~35, (C4+C5)/C3比值在1.0~1.7之间波动, 综合解释为非产层的含油水层特征。钻进至2 410 m后, C1/C2比值开始明显低于20, (C4+C5)/C3比值低于1.2, 综合解释井段2 410~2 523 m为油层。钻进至2 523 m, 岩屑泥质含量明显升高, 井段2 523.00~2 557.00 m综合解释为差油层。自2 557.00 m开始钻遇泥岩, 最终该井在井深2 600 m提前完钻, 该井投产后产油18 t/d, 含水率71%, 解释结论与实际求产结果相符。

图4 D 1H1井水平段综合解释成果

3.1.2 J 5H1井水平段

J 5H1井(图5)实际着陆井深2 800 m⊥1 652.74 m, 设计完钻井深3 029 m⊥1 652.74 m, 水平段设计长度229 m, 该井钻前配产100 t/d。在水平段钻进过程中, 利用解释软件RISExpress实时计算C1/C2及(C4+C5)/C3气测烃比值, 并制作随钻跟踪图。根据区域C1/C2及(C4+C5)/C3比值建立的解释图板, 从着陆深度到2 902 m均为油层特征; 从2 902 m开始C1/C2比值由15~16上升至30~40, 达到含油水层标准, (C4+C5)/C3比值由1.0~1.1上升至1.5~1.7, 达到含油水层标准, 根据钻时、岩屑特征及自然伽马曲线, 综合解释为干层(含水); 钻进至2 929 m岩屑泥质含量明显降低, 但气测烃比值参数仍为含油水层特征, 综合解释为含油水层, 建议完钻。

图5 J 5H1井水平段综合解释成果

最终提前63 m完钻, 井底下盲管封堵, 该井投产后产油121 t/d, 含水率6%, 解释结论与实际求产结果相符。

3.2 应用效果

通过在渤海Q油田低阻油层8口水平井应用气测烃比值法, 解释结论与实际生产情况吻合性好, 表明该解释方法适用性较高, 具体应用情况如表1所示。应用该解释方法随钻实时决策完钻深度, 8口井水平段共节约进尺921 m, 累计节约钻井费用约900万元。

表1 渤海Q油田低阻油层8口水平井录井解释及生产情况
4 结论

(1)气测烃比值种类多且蕴含丰富地质信息, 该方法只适用于气测组分全的地层, 对于组分不全的油气层, 无法用来识别低阻油层。

(2)本文筛选的气测烃比值C1/C2、(C4+C5)/C3在渤海Q油田低阻油气层识别分析适用性较好, 该方法应用过程中针对不同区块和层位建立了不同的图板。此外, 在不同油田可以筛选不同的气测烃比值参数进行综合解释分析。

(3)基于气测录井技术准确识别和评价低阻油层, 对勘探、开发具有重要意义, 有助于油田开发降本增效。

(编辑 孔宪青)

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