利用成像测井资料综合评价南海低阻油气层

2010-09-29李国军李俊良廖鲲鹏

石油地质与工程 2010年6期

关键词：核磁泥质油层

李国军,李俊良,王猛,廖鲲鹏

(1.中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149;2.中海石油(中国)有限公司湛江分公司研究院)

利用成像测井资料综合评价南海低阻油气层

李国军1,李俊良2,王猛1,廖鲲鹏1

(1.中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149;2.中海石油(中国)有限公司湛江分公司研究院)

利用电成像测井资料和核磁资料分析认为高含束缚水和砂泥岩薄互层是形成低阻油气层的主要原因。利用偶极横波资料中的纵波衰减信息和泊松比、体积压缩系数等岩石力学参数能够较好的识别低阻气层;高含束缚水储层利用核磁资料的束缚水饱和度和常规计算的地层含水饱和度比较,识别地层可动水;对于特殊疑难油气层,采用核磁共振和MDT相结合的方法,求取地层流体。

低阻油气层;电成像资料;核磁共振测井;偶极横波测井;南海

低阻油气层电阻率和泥质含量与围岩(泥岩)基本相同,利用常规测井资料很难识别,前几年通常依赖气测资料评价油气层,经常出现油气水层误判或者是油气水界面难以界定。但是这类储层具有较好的产能,单井DST测试能达到日产油40～60m3。近几年成像测井(电成像、偶极声波成像和核磁成像等)广泛使用,为精确评价低阻储层提供了丰富的资料,因此如何利用成像测井资料评价低阻油气层是测井解释工作者亟待解决的首要任务之一。

1 低阻油气层评价方法

广义上的成像测井包括微电阻率扫描成像测井(电成像)、偶极声波成像测井和核磁共振测井三大类。首先利用电成像资料和核磁资料从沉积纹层、微观孔隙结构和泥质、毛管束缚水含量等方面刻画低阻油气层形成原因。然后针对储层不同成因采用相应的方法进行识别,利用偶极声波资料通过提取纵横波时差,计算岩石力学参数,其中气层处泊松比降低,体积压缩系数增大,水层和油层对泊松比、体积压缩系数响应不敏感,因此二者交会既能够指示气层,又能划分气水边界。对于高含束缚水的低阻储层,利用核磁共振计算束缚水饱和度与常规计算的地层总含水饱和度交会,两者差值可以评价储层产出可动水。对于特殊疑难储层,采用核磁资料和电缆地层取样仪(MDT或RCI)结合的方法,力求取出地层流体样品,直观评价储层流体性质。在南海西部通常是三种类型的成像测井资料综合应用,精细评价低阻油气层。

2 低阻油气层成因分析

以电成像测井和核磁测井资料为主,在分析岩心或壁心粒度资料、压汞数据、粘土矿物种类和含量以及重矿物等资料的基础上,提出了形成低阻油层的三种原因。

泥质含量高是形成低阻油层主要的原因,取心井岩矿鉴定低阻油层段泥质含量在30%～50%之间。电成像测井表明泥质在储层中存在两种赋存状态,最常见以条带状分布,形成砂泥岩薄互层,俗称“千层饼”。单个砂条厚度只有0.2～0.4m,电阻率测量值受邻近围岩影响较大,掩盖了储层真实电阻率;其次是泥质以分散状粘土存赋在储层内部,由于生物扰动强烈,破坏了原生层理构造,在电成像成果图上表现为砂泥混杂或层理不清晰,这些分散状泥质呈薄膜状包裹岩石颗粒表面,吸附大量阳离子与地层孔隙中的盐水溶液进行离子交换,产生岩石附加导电,使储层电阻率降低[1]。

束缚水含量高是形成低阻油层的另一个主要原因。低阻油层段在核磁测井表现为 T2谱流体束缚峰幅度大,可动峰窄且幅度低[2]。岩心压汞实验进汞曲线转折端指示束缚水饱和度为56%;粒度细、孔隙结构复杂、粘土类型伊蒙混层含量高导致岩石高含束缚水。岩心粒度分析骨架颗粒粒度中值为0.031mm(通常颗粒粒度小于0.0313mm属于泥质粉砂范畴);岩矿鉴定分析低阻油层段孔隙类型以粒内溶孔和生物体腔孔为主,含粒间孔、粒间溶孔、长石溶孔和杂基微孔;岩心粘土矿物分析低阻油层段粘土类型以伊蒙混层为主(约50%),伊利石(约30%)和高岭石(约20%)次之。

低阻油层段岩石骨架中含黄铁矿、铁白云石和铁方解石等导电物质,这些导电矿物也是形成低阻油层的原因之一。

3 低阻油气层识别实例

针对南海低阻气层,采用偶极声波成像测井识别方法。图1为 X1井气指示综合图,第一道为自然伽马和井径曲线,第二道为电阻率曲线,第三道为三孔隙度曲线,第四道是纵横波比、泊松比曲线和体积压缩系数。在1945～2005m井段,自然伽马曲线反映岩性较细,为泥质粉砂岩;中子-密度曲线交会不明显,说明储层物性较差;电阻率曲线平缓,数值在2.0Ω·m左右,利用这些常规曲线难以确定气水边界。但是在气层段泊松比曲线和体积压缩系数出现交会,水层处基本重合,所以气层井段在1955～1985m,气水边界在1985m。该结论得到MDT证实。

图1 偶极声波成像测井气指示识别低阻气层组合

图2是X2井利用核磁共振束缚水饱和度判别低阻油层的实例。利用核磁资料解谱可以得到各种的孔隙度曲线,利用束缚水孔隙度除以总孔隙度就是束缚水饱和度Swirr-CMR。对于1650～1700 m井段,从电阻率和自然伽马曲线不易识别流体性质,但是从第五道的地层含水饱和度Sw和束缚水饱和度Swirr-CMR曲线可以看出,Swirr=SW时地层产出纯油;当Swirr＜SW时地层出水。也就是说1650～1700m井段为低阻油层,1700～1710 m为正常油层,1710～1720m为水层。由于核磁测量成本较高,一个区块不可能每口井都进行核磁共振测量,可以利用测过核磁的井资料回归一条孔隙度和束缚水饱和度的公式(图3)。在邻井X3井解释过程中,输入孔隙度采用回归的公式能计算出束缚水饱和度,同样能够判别地层油水关系,该井低阻油层段DST测试日产油38m3,与解释结果相吻合,说明该方法具有可行性。

图2 X 2井核磁共振束缚水饱和度判别低阻油层的组合

图3 利用X2井回归孔隙度和束缚水饱和度公式

对于特殊疑难油气层,采用核磁共振和MDT相结合的方法。以前核磁共振资料利用差谱和移谱识别油气,在南海使用效果不好,原因是低阻油气层孔隙结构复杂,低阻储层通常也是低孔储层,而且泥质含量高,导致核磁极化效果差。因此采用核磁资料识别孔隙结构的优势,寻找可动孔隙度最大(或大孔隙比例最高)的深度位置,作为MDT取样位置,采用超大孔径探针或双封隔器mini测试技术[3],通常能够取出地层样品。