引用本文
曹英权, 蒋钱涛, 熊亭, 袁胜斌, 邓卓峰. 珠江口盆地陆丰凹陷古近系高电阻率水层录井识别方法[J]. 录井工程, 2023,34(3): 74-80.
CAO Yingquan, JIANG Qiantao, XIONG Ting, YUAN Shengbin, DENG Zhuofeng. Mud logging identification method of Paleogene high resistivity water layers in Lufeng sag of Pearl River Mouth Basin[J]. Mud Logging Engineering, 2023,34(3): 74-80.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2023.03.012  
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珠江口盆地陆丰凹陷古近系高电阻率水层录井识别方法
曹英权①, 蒋钱涛②, 熊亭②, 袁胜斌①, 邓卓峰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 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主要从事地质录井方面的工作。通信地址：300457 天津市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: 2023-07-13
摘要

珠江口盆地陆丰凹陷古近系恩平组及文昌组为典型低孔低渗油藏,受地层水矿化度快速变化的影响,部分水层电阻率高,与油层的对比度低,利用测井手段识别流体性质难度较大,给陆丰凹陷高效勘探开发带来了极大的挑战。通过分析高电阻率水层的录井响应特征,深入挖掘FLAIR流体录井数据以及地化录井参数,建立了基于FLAIR流体录井以及地化录井技术的油水层解释方法和解释标准。应用该方法对陆丰凹陷古近系高电阻率水层的解释符合率达到90%以上,可以有效解决陆丰凹陷高电阻率水层识别的难题,为勘探开发快速决策提供理论依据,从而达到提质增效的目的。

关键词: 高电阻率水层; FLAIR流体录井; 地化录井; 陆丰凹陷; 珠江口盆地
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Mud logging identification method of Paleogene high resistivity water layers in Lufeng sag of Pearl River Mouth Basin
CAO Yingquan①, JIANG Qiantao②, XIONG Ting②, YUAN Shengbin①, DENG Zhuofeng①
①China France Bohai Geoservices Co.,Ltd.,Tianjin 300457, China
②Shenzhen Branch,CNOOC（China） Co., Ltd., Shenzhen ,Guangdong 518000, China
Abstract

Enping Formation and Wenchang Formation of Paleogene in Lufeng sag of Pearl River Mouth Basin are typical low porosity and low permeability reservoirs. Due to the rapid change of formation water salinity, some water layers have high resistivity and low contrast with oil layers, so it is difficult to identify fluid properties by well logging means, which brings great challenges to efficient exploration and development of Lufeng sag. By analyzing mud logging response characteristics of high resistivity water layers and digging in -depth FLAIR fluid logging data and geochemical logging parameters, the interpretation method and interpretation standard of oil and water layers based on FLAIR fluid logging and geochemical logging technology are established in this paper. By applying this method, the interpretation coincidence rate of Paleogene high resistivity water layers in Lufeng sag is over 90%, which can effectively solve the problem of high resistivity water layer identification in Lufeng sag, provide theoretical basis for rapid decision-making of exploration and development, and achieve the purpose of improving quality and increasing benefits.

Keyword: high resistivity water layer; FLAIR fluid logging; geochemical logging; Lufeng sag; Pearl River Mouth Basin
0 引言

随着陆丰凹陷勘探开发逐渐向中深层迈进, 近期在古近系恩平组及文昌组钻遇了多套高电阻率水层。这类储层与常规水层相比电阻率更高[1, 2], 与油层的电阻率相比差异不明显, 测井解释往往将其识别为油层, 而取样、测试结果却以产水为主, 影响油气藏的高效勘探开发及储量评价[3]。因此, 对于这一类水层的准确识别成为勘探开发过程中亟待解决的难题。

陆丰凹陷古近系恩平组、文昌组储层属于低孔、低渗储层, 具有埋深大、成岩作用复杂等特点, 高电阻率水层的存在更是给储层流体性质的快速、准确识别带来了极大的挑战。录井资料不受岩石电学性质以及物性的影响, 可以直接检测分析岩屑、岩心中的烃类信息, 为解决陆丰凹陷古近系流体性质评价难题, 本文基于高电阻率水层的录井响应特征, 建立了陆丰凹陷FLAIR流体录井和地化录井参数的解释方法和解释标准。

1 陆丰凹陷高电阻率水层特征
1.1 区域地质概况

珠江口盆地是在前第三系基底上形成的新生代大陆边缘伸展型盆地[4], 也是中国南海主要的油气产区。陆丰凹陷位于珠江口盆地的东北部（图1）, 面积约7 760 km2, 具有隆凹相间的构造格局, 东西两侧分别为陆丰低凸起和惠陆低凸起, 南部与东沙隆起相接, 北部为北部隆起带, 陆丰凹陷充填地层厚度大, 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。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, 油层的岩心孔渗数据[5]表明, 其孔隙度主要分布于11%~13%, 渗透率主要分布于0.1~50 mD, 为典型的低孔、低渗储层。

图1 陆丰凹陷区域构造图

陆丰凹陷已钻井中, 被电缆地层测试证实的高电阻率水层在平面上分布范围较广, 纵向上主要为文昌组及恩平组, 平面展布上, LF 13W洼、LF 13E洼、LF 15洼等构造均钻遇过高电阻率水层。以LF 16-X井为例（图2）, 该井3 657~3 661 m井段为高岭土质细砂岩, 气测全烃（Tg）为0.87%, C1为0.319 6%, 随钻测井电阻率10.2 Ω · m; 3 673~3 681 m井段为荧光细砂岩, 荧光面积10%, D级, 随钻测井电阻率11.5 Ω · m, Tg为1.18%, C1为0.427 7%; 3 690~3 693 m井段为荧光中砂岩, 荧光面积20%, D级, Tg为1.51%, C1为0.504 4%, 随钻测井电阻率13.5 Ω · m。

图2 LF 16-X井文昌组综合录井图

该井钻遇的3套储层受常规气测泥岩背景值较高的影响, Tg及组分差异并不明显, 测井电阻率均达到了区域内油层解释标准, 但由于3 657~3 661 m井段储层岩屑无荧光显示, 为落实储层流体性质进行了取样作业, 结果证实了上部两套储层为水层, 下部储层为油层。可见仅利用常规测录井手段难以实现对高电阻率水层的有效判断, 流体性质的准确识别面临着极大挑战。

1.2 高电阻率水层定义及成因

测井电阻率是地层中岩性、物性、地层含水性以及含油性的多因素综合体现[2], 当成藏地质条件、储层结构、岩性和流体性质发生变化, 储层电阻率就会发生相应的改变, 导致高电阻率水层或低电阻率油层的形成, 该类储层极大地增加了测井资料评价油层、水层的难度。

地层水矿化度越低, 电解质的浓度越小, 电阻率就越高; 反之, 地层水矿化度越高, 电介质的浓度越大, 地层水电阻率越低。陆丰凹陷高电阻率水层主要是由于地层水矿化度快速变化所致, 以文昌组储层为例, 从LF 16-X井不同层位之间的水层电阻率及地层水矿化度变化（图3）可以看出：随着埋深逐渐增加, 文昌组不同层位中地层水矿化度变化非常明显, W 510层地层水矿化度明显低于W 310层及W 506层, 但其水层电阻率高于其他两层, 可见地层水矿化度对于水层的测井电阻率具有非常大的影响。

图3 LF 16-X井不同层位之间的水层电阻率及地层水矿化度变化

2 高电阻率水层录井识别方法

录井技术往往不受电性以及储层物性的影响, 可以直接检测分析钻井液、岩屑及岩心中的烃类信息。为发挥录井技术的独特优势, 通过对FLAIR流体录井数据以及地化录井参数的深入挖掘, 建立了一套基于FLAIR流体录井及地化录井技术的高电阻率水层识别方法。

2.1 基于FLAIR流体录井数据的多参数异常倍数法

FLAIR流体录井技术能实现定量脱气、恒温加热[6, 7], 用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, 可以检测到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。

本次研究针对陆丰凹陷古近系储层特征, 对陆丰凹陷34口井407个储层的FLAIR流体录井数据进行统计分析, 结合FLAIR流体录井技术在重组分流体检测中的优势, 优选出8个在不同流体性质的储层中变化明显的参数（C1、iC4、nC4、iC5、nC5、C6H6、C7H8、C7H14）, 建立了基于各参数异常倍数的FLAIR流体录井解释标准（表1）。异常倍数即储层和上部盖层气测全烃或组分的比值[6, 7], 计算方法为：取气测各组分最大一组峰值数据与其邻近的单层厚度大于5 m的稳定泥岩各组分平均值的比值。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[7]。因此, 根据各参数异常倍数的高低, 可以定量判断储层含油气丰度高低。

表1 陆丰凹陷古近系FLAIR流体录井解释标准

通过对陆丰凹陷古近系已被取样、测试所证实的36个油层中各参数的异常倍数进行分析, 发现在解释标准的8个参数中, 油层往往有6个或6个以上满足此解释标准。因此FLAIR流体录井多参数异常倍数法有6个或6个以上参数满足油层判断标准, 就判断此层为油层。

2.2 地化录井识别方法

地化录井技术不受岩石电学性质的影响, 通过精确测定岩样含烃量来发现各类油气层显示、判别储层原油性质, 在油水层的识别中能够充分发挥其技术优势[8, 9], 为高电阻率水层的解释提供可靠依据。储层岩石热解分析可获得热解参数S0、S1、S2、Pg, 分别代表单位岩石内的气态烃量、液态烃量、裂解烃量和生烃潜量（Pg=S0+S1+S2）, 通过优选参数Pg及衍生参数OPI（油产率指数）、TPI（油气总产率指数）、地化亮点（Pg· （S0+S1）/S2）, 建立基于地化录井参数的交会图板, 对流体性质进行快速评价。

2.2.1 OPI与Pg交会图板

横坐标OPI反映地层的含油丰度, 纵坐标Pg为生烃潜量, 即单位岩石内气态烃量、液态烃量、裂解烃量的总和, 代表了岩石内有机质的总量（图4a）。从该图板在陆丰凹陷古近系的应用效果可以看出, 油层、含油水层与水层/干层区分效果明显, 可以有效识别流体性质。

图4 陆丰凹陷古近系地化录井参数交会图板

2.2.2 TPI与地化亮点交会图板

横坐标TPI, 为原油中气态烃、液态烃之和与全烃的比值, 反映油质轻重及油气总产率, 纵坐标为地化亮点, 即Pg与反映油气层的主要地化特征参数（S0+S1）/S2的乘积, 该特征值突出了油气层的特征（图4b）, 从该图板在陆丰凹陷古近系的实际应用效果可以看出, 油层、含油水层及水层/干层也具有较好的区分效果, 同样可以通过该图板进行流体性质的识别。

3 应用实例

应用上文建立的解释标准和图板, 与取样、测试等已证实的结论进行对比, 录井流体解释符合率明显提高。陆丰凹陷古近系近期钻遇的疑难层共计23层, 通过FLAIR流体录井多参数异常倍数法共解释高电阻率水层8层, 取样结论证实其中7层为高电阻率水层, 解释符合率为87.5%; 通过地化录井解释图板法共解释高电阻率水层7层, 取样结论证实其中6层为高电阻率水层, 解释符合率为85.7%。可见应用FLAIR流体录井和地化录井建立的解释方法可以有效识别高电阻率水层。

3.1 LF 13-A构造LF 13-X井

如图5所示, LF 13-X井恩平组3 552~3 556 m井段钻遇浅灰色荧光细砂岩, 岩屑荧光面积20%, D级, 荧光直照暗黄色, 滴照乳白色, 中速扩散。随钻电阻率为6.0 Ω · m, 随钻电阻率曲线呈现“ 凸” 型, 表明达到区域油层解释标准。恩平组3 564~3 569 m井段钻遇浅灰色荧光细砂岩, 荧光面积5%, D级, 荧光直照暗黄色, 滴照乳白色, 慢速扩散。随钻电阻率为5.8 Ω · m, 随钻电阻率曲线呈现“ 凸” 型, 同样达到区域油层解释标准。

图5 LF 13-X井恩平组综合录井图

恩平组两套储层的测井电阻率特征差异并不明显, 均表现为油层特征。但从录井响应特征上看, 上部3 552~3 556 m井段储层具有更好的荧光显示及更高的气测值, 尤其是FLAIR流体录井中的重组分差异非常明显。利用FLAIR流体录井多参数异常倍数法计算出3 552~3 556 m井段有6个关键参数满足陆丰凹陷油层解释标准（表2）, 下部3 564~3 569 m井段储层特征参数均不满足油层解释标准, 基本满足水层解释标准。

表2 LF 13-X井FLAIR流体录井组分异常倍数数据

两套储层的地化录井关键参数也存在较大的差异, 利用地化录井参数交会图板法进行投点（图4）, 上部储层落入油层, 下部储层落入水层/干层。通过FLAIR流体录井及地化录井识别方法, 将上部储层综合解释为油层, 下部储层综合解释为水层。为了落实流体性质, 分别对这两层进行了电缆地层测试作业, 取样结果为上部储层为油层, 下部储层为高电阻率水层, 证实了解释方法的准确性。

3.2 LF 7-B构造LF 7-X井

如图6所示, LF 7-X井恩平组3 221~3 229 m井段及3 245~3 248 m井段分别钻遇浅灰色荧光中砂岩、荧光细砂岩, 岩屑荧光面积30%, C级, 荧光直照暗黄色, 滴照乳白色, 快速扩散。随钻电阻率达到7.2 Ω · m及13.0 Ω · m, 测井、录井响应特征达到区域油层解释标准。恩平组3 570~3 579 m井段钻遇浅灰色荧光中砂岩, 荧光直照暗黄色, 面积5%, D级, 滴照乳白色, 慢速扩散, 指示含油性变差。随钻测井电阻率为6.3 Ω · m, 达到了区域油层的解释标准, 测井、录井响应出现矛盾。

图6 LF 7-X井恩平组综合录井图

与上部两套储层相比, 下部储层测井电阻率差异并不明显, 但FLAIR流体录井中的重组分却具有非常明显的差别。利用FLAIR流体录井多参数异常倍数法计算出上部两套储层分别有6个关键参数满足陆丰凹陷油层解释标准, 下部储层仅3个参数满足油层解释标准（表3）。地化录井的关键参数也均存在较大的差异, 利用地化录井参数交会图板法进行投点（图4）, 上部两套储层均落入油层, 下部储层落入含油水层。通过FLAIR流体录井及地化录井识别方法综合应用, 将上部两套储层解释为油层, 下部储层解释为水层。为落实下部储层的流体性质, 进行了电缆地层测试作业, 取样结果为高电阻率水层, 证实了该识别方法的准确性。

表3 LF 7-X井FLAIR流体录井组分异常倍数数据
4 结论

（1）陆丰凹陷古近系储层受地层水矿化度的影响, 部分水层电阻率与油层电阻率接近, 利用常规测录井手段难以实现对高电阻率水层的有效判断。

（2）针对陆丰凹陷高电阻率水层的录井资料特点, 利用FLAIR流体录井计算各组分的异常倍数, 建立多参数异常倍数法可有效识别高电阻率水层。通过地化录井中Pg、OPI、TPI、地化亮点特征参数建立流体性质识别图板, 实现对高电阻率水层的准确判断。

（3）FLAIR流体录井及地化录井识别方法综合应用, 对陆丰凹陷高电阻率水层解释符合率达到90%以上, 可以为勘探开发提供快速决策, 达到提质增效的目的。

（编辑 张 鑫）

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