引用本文
王佳, 杨毅, 刘娟霞. 渤海K油田馆陶组低阻油层多元参数解释评价方法[J]. 录井工程, 2024,35(3): 82-88.
WANG Jia, YANG Yi, LIU Juanxia. Multivariate parameter interpretation and evaluation method for low-resistivity oil layers in Guantao Formation of K oilfield in Bohai Sea[J]. Mud Logging Engineering, 2024,35(3): 82-88.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2024.03.012  
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渤海K油田馆陶组低阻油层多元参数解释评价方法
王佳, 杨毅, 刘娟霞
中法渤海地质服务有限公司

作者简介：王佳 工程师,1985年生,2011年毕业于长江大学资源勘查工程专业,现在中法渤海地质服务有限公司技术发展研究院从事解释与研究工作。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。电话：13602038154。E-mail：wangjia@cfbgc.com

收稿日期: 2024-04-07
摘要

随着勘探开发的不断深入,渤海K油田持续增储上产遇到了瓶颈,低阻油藏逐步成为重要的勘探目标。然而渤海K油田馆陶组低阻油层的受控因素复杂多变,常规的录井和测井评价方法无法在随钻过程中有效、快速地识别低阻油层。针对渤海K油田馆陶组储层,深度挖掘电阻率受控因素、录井参数、含油气丰度之间的相关性,优选出气测录井、地化录井、三维定量荧光录井的特征参数,并结合电阻率,建立了地层流体多元参数解释评价方法。该方法能够在随钻过程中有效地识别低阻油层,将地层流体解释符合率提高至88%以上,从而为渤海K油田增储上产提供了有效技术支持。

关键词: 馆陶组; 低阻油层; 受控因素; 含油气丰度; 特征参数; 多元参数评价
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Multivariate parameter interpretation and evaluation method for low-resistivity oil layers in Guantao Formation of K oilfield in Bohai Sea
WANG Jia, YANG Yi, LIU Juanxia
China France Bohai Geoservices Co., Ltd., Tianjin 300457, China
Abstract

With the deepening of exploration and development, the continuous increase in reserves and production of K oilfield in Bohai Sea has encountered a bottleneck, and low-resistivity oil layer has gradually become an important exploration target. However, the controlled factors of Guantao Formation in K oilfield of Bohai Sea are complicated and changeable, and the conventional mud logging and well logging evaluation methods cannot effectively and rapidly identify the low-resistivity reservoirs while drilling. For the reservoirs of Guantao Formation in K oilfield of Bohai Sea, by deeply mining the correlation of resistivity controlled factors, mud logging parameters, and hydrocarbon abundance, the characteristic parameters of gas logging, geochemical logging, and three-dimensional quantitative fluorescence logging were optimized. Combined with the resistivity, the multivariate parameter interpretation and evaluation method for formation fluid was established. This method can effectively identify the low-resistivity oil layers while drilling, increase the formation fluid interpretation coincidence rate to more than 88%, and provide an effective means for increasing reserves and production in K oilfield of Bohai Sea.

Keyword: Guantao Formation; low-resistivity oil layer; controlled factor; hydrocarbon abundance; characteristic parameter; multivariate parameter evaluation
0 引言

随着渤海K油田勘探开发的不断深入, 常规油藏的挖潜难度逐渐加大, 同时越来越多的低阻油层被不断发现, 作为一种非常规油藏, 低阻油藏已逐步成为油气储量新的增长点。渤海K油田馆陶组低阻油层的成因复杂、类型多样, 与常规油层的录井、测井响应特征差别较大, 利用常规的录井和测井评价方法难以在随钻过程中对其进行精准识别, 因此亟需研发一种能够快速、准确解释评价低阻油层的综合评价方法。

1 研究区域地质概况

渤海K油田位于渤海海域南部, 属于在基底隆起带上发育起来的、受两组南北向走滑断层控制的、复杂化的大型断裂背斜构造, 紧邻多个富烃凹陷, 是渤海海域最有利的油气富集区之一。渤海K油田含油层段主要分布在新近系明化镇组下段和馆陶组, 其中低阻油层主要分布在馆陶组, 因此本文选取馆陶组作为研究对象。渤海K油田馆陶组属于浅水辫状河三角洲沉积, 砂体具有横向连续性好、构造主体厚、翼部薄的特征, 受沉积环境及断层发育等因素影响, 馆陶组纵向上储层非均质化现象严重, 存在多套油水系统, 且发育低阻油层。根据前人的研究, 本文将研究区域内电阻率增大系数（油层电阻率与邻近水层电阻率的比值）< 2的油层定义为低阻油层[1, 2], 经过统计, 研究区域内水层电阻率主要集中在4.0 Ω · m附近, 因此将研究区域内电阻率< 8.0 Ω · m的油层作为低阻油层。鉴于低阻油层成因多样, 受控因素复杂[3, 4], 本文主要从油层有效厚度、泥质含量、渗透率、孔隙度入手, 分析其与电阻率之间的相关性, 发现馆陶组油层有效厚度、泥质含量、渗透率与电阻率呈较好的区间相关性, 表现为薄油层（≤ 2.00 m）、高泥质含量（> 20%）、低渗透率（< 50 mD）, 会导致电阻率整体偏低, 而油层孔隙度与电阻率的相关性较差（图1）。

图1 油层有效厚度、泥质含量、渗透率、孔隙度与电阻率的关系

2 录测多元参数评价方法

K油田应用的录井技术包括常规气测录井、地化录井和三维定量荧光录井, 在研究过程中, 首先需要基于各项录井技术的原始参数计算相关衍生参数, 然后根据各项录井参数与储层含油气丰度的相关性优选出录井特征参数, 最后通过分析电阻率的受控因素与录井资料的关系对储层进行分类, 利用录井特征参数和电阻率, 针对不同类型的储层建立地层流体性质解释评价方法。

2.1 录井技术原理及参数

2.1.1 常规气测录井

常规气测录井技术利用气体检测设备以固定周期连续分析随井下钻井液返出的地层烃类气体的全量（Tg）和组分（C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5）[5], 以此来反映地层的含油气性。钻井过程中, 由于受工程因素（如钻头类型、井眼尺寸、机械钻速、钻井液排量、钻井液性能等）和地质因素（如储层的岩性、物性、厚度等）的影响[6, 7], 导致纵向上同一口井的不同层位之间、横向上不同井的相同层位之间的气测值的直接可比性较差。

为了尽可能减小外部因素对常规气测录井的干扰, 真实反映地层流体性质, 本文利用常规气测的原始参数建立了气测异常倍数, 即全烃异常倍数（Tg异常）、组分异常倍数（Ci-异常）[8], 以及计算全烃（Tgjs）[9]等衍生参数, 来有效反映储层的含烃丰度。

2.1.2 地化录井

本文主要应用地化录井的岩石热解参数进行地层流体性质的快速评价, 其原理是将样品在热解炉中进行程序升温加热, 使样品中的烃类和高聚合有机质在不同的温度下热蒸发和热裂解, 从而测得气态烃含量（S0）、液态烃含量（S1）、裂解烃含量（S2）、含油气总量（Pg）等参数[10], 利用以上参数可以建立地化衍生参数地化亮点[11]。

2.1.3 三维定量荧光录井

三维定量荧光录井是利用原油中所含芳香烃等成分在紫外线的照射下能够被激发并发射荧光的特性, 通过检测样品荧光强度、激发波长、发射波长, 定量计算样品的含油浓度、对比级别[12], 判断地层流体性质, 具有灵敏度高、信息丰富等特征。

2.2 优选录井特征参数

为了能够更有效、更直观地优选出录井特征参数, 本文利用测井参数中的储层有效孔隙度和含油气饱和度引入了含烃总量这一概念来表征储层的含油气丰度。将各项录井技术参数与含烃总量（∑ T）进行相关性分析, 即可优选出录井特征参数。∑ T计算公式如下：

∑ T=AHϕ Sh （1）

式中：A为井眼横截面积, m2; H为储层有效厚度, m; ϕ 为储层有效孔隙度, %; Sh为储层含油气饱和度, %。

K油田各井馆陶组的井眼尺寸相同, 即公式（1）中的井眼横截面积（A）相同, 因此本文直接以Hϕ Sh为目标对象, 将常规气测录井、地化录井、三维定量荧光录井的参数分别与Hϕ Sh进行相关性分析, 优选出各项录井技术的特征参数。由于部分研究样点所对应的气测组分不全, C2之后的部分组分缺失, 无法计算这些组分的异常倍数, 不对C2之后的组分异常倍数进行相关性分析。

本文基于K油田馆陶组104个样本进行录井参数与ShHϕ 的相关性分析。由于录井和测井的原理不同, 测量精度不同, 导致录井参数与Hϕ Sh的相关系数整体偏低, 故本文优先选择与Hϕ Sh相关系数最大的录井参数作为特征参数。

常规气测录井参数中C1-异常（甲烷异常倍数）与Hϕ Sh的相关系数最大, 其值为0.59, 故选取C1-异常为常规气测录井的特征参数（表1）。

表1 常规气测录井参数与Hϕ Sh相关矩阵

地化录井参数中地化亮点与Hϕ Sh的相关系数最大, 其值为0.66, 故选取地化亮点为地化录井的特征参数（表2）。

表2 地化录井参数与Hϕ Sh相关矩阵

三维定量荧光录井参数中对比级别与Hϕ Sh的相关系数最大, 其值为0.55, 故选取对比级别为三维定量荧光录井的特征参数（表3）。

表3 三维定量荧光录井参数与Hϕ Sh相关矩阵
2.3 多元参数解释评价方法

为了能够更精细地对地层流体性质进行解释评价, 必须根据电阻率受控因素对录井数据的影响程度分别建立不同的解释评价方法。通过对研究区域内馆陶组油层电阻率受控因素的分析, 油层有效厚度、泥质含量、渗透率均与电阻率呈较好的区间相关性, 但由于在随钻过程中缺少储层渗透率的数据, 本文只对油层有效厚度、泥质含量与录井技术的相关参数进行相关分析, 研究其对录井资料的影响程度。

选取常规气测录井的Tg、地化录井的Pg、三维定量荧光录井的荧光强度3个代表性参数分别与油层的有效厚度、泥质含量进行相关性分析。从交会图中可以看出, 油层有效厚度对气测录井参数Tg影响明显（图2a）, Tg值较低点主要集中在有效厚度≤ 2.00 m的样点中, 有效厚度> 2.00 m的样点中Tg值普遍> 10%, 而有效厚度对Pg和荧光强度无明显影响（图2b、图2c）, 但由于地化录井和三维定量荧光录井数据来源于岩屑分析, 油层厚度太薄对现场岩屑取样会造成不同程度的影响, 一般会导致测量值偏低, 因此, 基于录井资料进行地层流体评价时需要考虑储层有效厚度。油层泥质含量对气测录井、地化录井、三维定量荧光录井几乎没有影响（图3）, 因此, 利用录井参数进行地层流体评价时, 可以不考虑储层泥质含量的影响。

图2 Tg、Pg、荧光强度与油层有效厚度的关系

图3 Tg、Pg、荧光强度与油层泥质含量的关系

结合以上分析, 本文将研究样点按储层有效厚度分为有效厚度≤ 2.00 m和有效厚度> 2.00 m两类, 利用C1-异常、地化亮点、对比级别和电阻率这些参数的相对含量进行三角图板投点, 建立地层流体性质多元参数解释评价方法。

（1）储层有效厚度≤ 2.00 m：将有效厚度≤ 2.00 m的储层的电阻率和C1-异常分别与地化亮点、对比级别进行投点, 建立薄层多元参数解释图板（图4）, 从投点结果可以看出, 对于薄层, 两个多元参数解释图板均能将油层（含低阻油层）和水层进行有效区分。

图4 薄层多元参数解释图板

（2）储层有效厚度> 2.00 m：将有效厚度> 2.00 m的储层的电阻率和C1-异常分别与地化亮点、对比级别进行投点, 建立厚层多元参数解释图板（图5）, 从投点结果可以看出, 对于厚层, 两个多元参数解释图板均能将油层和水层进行有效区分, 但厚层“ 电阻率-C1-异常-对比级别” 图板中的低阻油层和水层样点数量少, 代表性差, 因此针对厚层, 优选运用厚层“ 电阻率-C1-异常-地化亮点” 图板对低阻油层进行多元参数解释评价。

图5 厚层多元参数解释图板

3 应用实例

目前, 本文研究建立的多元参数解释评价方法在渤海K油田经过2口井的地层测试验证, 地层流体解释符合率达到88%以上, 可以满足随钻解释评价的需求。下面以渤海K油田K 12井为例, 论证多元参数解释评价方法在渤海K油田的应用效果。

K 12井位于渤南凸起带中段的东北端, 馆陶组岩性为泥岩与细砂岩不等厚互层, 细砂岩以薄层砂体为主。本井馆陶组油气显示活跃, 气测组分不全, 以C1为主, 地化录井和三维定量荧光录井的特征参数对油气显示反应明显（图6）。选取馆陶组的11套显示层进行地层流体性质评价, 其主要录井和测井参数如表4所示。

图6 K 12井录测综合柱状图

表4 K 12井馆陶组11套砂体录测参数

（1）储层有效厚度≤ 2.00 m：应用薄层电阻率-C1-异常-地化亮点图板和电阻率-C1-异常-对比级别图板, 将11套储层中有效厚度≤ 2.00 m储层的特征参数电阻率、C1-异常分别和地化亮点、对比级别进行投点（图4）, ③、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑪号储层均落在图板中的油层区域, ①号储层落在了图板中的水层区域。

（2）储层有效厚度> 2.00 m：应用厚层电阻率-C1-异常-地化亮点图板, 将11套储层中有效厚度> 2.00 m储层的特征参数电阻率、C1-异常和地化亮点进行投点（图5a）, ②、④、⑩号储层均落在图板中的油层区域。

K 12井对⑩号储层1 325.4~1 329.0 m、⑪号储层1 347.5~1 349.1 m等10个井段进行地层测试求产, 求产方式均为螺杆泵排液, 转速62 r/min时日产油20.28 m3; 转速92 r/min时日产油24.06 m3。由此可以证明, 多元参数解释评价方法对于薄储层, 可以通过多元参数之间的相互约束, 减小地层厚度对录井参数的影响, 提高薄储层的地层流体性质解释评价的精度, 具有很强的适用性。对于厚储层的地层流体性质解释评价同样具有很强的适用性。

4 结论

（1）渤海K油田馆陶组断层发育, 油水系统分布复杂, 低阻油层发育且成因复杂、类型多样, 建立在单一录井或测井项目上的传统解释方法无法精准解释地层流体性质。

（2）通过分析研究区域录井、测井参数的特征, 优选电阻率、C1-异常、地化亮点、对比级别作为特征参数, 针对不同储层有效厚度, 分别建立低阻油层多元参数解释评价图板, 有效提高了研究区域低阻油层的识别准确度, 为渤海K油田的增储上产提供了可靠依据。

编辑 王丙寅

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