JZ-S油田变质岩潜山储层的测井评价新方法及其应用

杨洪伟 吕洪志 崔云江 李兴丽 许赛男 汪瑞宏

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院)

JZ-S油田变质岩潜山储层的测井评价新方法及其应用

杨洪伟 吕洪志 崔云江 李兴丽 许赛男 汪瑞宏

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院)

在JZ-S油田变质岩潜山勘探阶段测井评价方法研究的基础上，针对该油田在开发阶段所面临的测井评价难点，探索出了新的潜山测井评价方法。提出了利用等效裂缝密度进行裂缝定量描述以及利用裂缝储层系数与测井曲线形态相结合进行产能估算的新思路，进一步完善了潜山测井评价技术系列，并在该油田开发阶段测井评价工作中发挥了重要的技术支持作用。

变质岩潜山测井评价等效裂缝密度裂缝储层系数JZ-S油田

JZ-S油田是渤海海域一个大型太古宇变质岩潜山裂缝型油藏［1］，具有岩性多变、储集空间复杂、非均质性强等特点，油田开发难度较大。在勘探评价阶段采用常规电缆测井、阵列声波、微电阻率扫描成像、生产测井等多项测井系列，形成了一套包括岩性识别、裂缝评价、储层参数及有效厚度确定在内的测井评价方法［2］。为了更好地适应海上油田开发阶段更为精细的测井评价要求，本文结合新增测试及生产动态等资料，进一步深化了常规测井、井壁成像、阵列声波测井技术的研究和应用，提出了利用等效裂缝密度进行裂缝定量描述，以及利用裂缝储层系数与测井曲线形态结合进行产能估算的新思路，进一步完善了潜山测井评价技术系列，有力支持了JZ-S裂缝性潜山油藏的高效开发。

1利用等效裂缝密度进行裂缝定量描述

微电阻率扫描成像测井是进行裂缝评价的最直观方法，利用成像测井资料可以有效识别裂缝，确定裂缝的类型、产状及分布，定量计算裂缝的孔隙度、密度、长度、宽度等参数，进而对裂缝储层进行深入分析。其中，裂缝密度是描述裂缝储层有效性的关键参数。

当地层电阻率变化时，测井仪器的相对电流也发生变化。如果地层中发育有高导的裂缝，则会产生高导异常。实验发现，不同的裂缝宽度将导致不同的电导率异常面积，通过图1的示意及公式(1)，利用高导异常面积与地层电阻率和泥浆电阻率的关系可以进行裂缝宽度的估算，即

W=c×A×Rbm×R1－bxo(1)

式(1)中:W为裂缝宽度;A为由裂缝造成的电导异常的面积;Rxo为地层电阻率(一般情况下是冲洗带电阻率);Rm为泥浆电阻率;c、b为与仪器有关的常数，通常情况下b接近为0。其中，A、Rxo是基于标定到浅侧向电阻率后的图像计算的。

图1 裂缝宽度计算示意图

在实际的裂缝储层评价中发现了一个反常现象，即致密层段成像测井拾取的裂缝密度往往会大于破碎带的裂缝密度(图2)，这给研究人员带来了困扰。分析认为，由于破碎带裂缝过于发育，在成像测井资料上显示为连续的低阻带，无法准确拾取裂缝;相反，在相对致密层段上形成的裂缝却清晰可见。

图2 JZ-S-A井潜山成像测井图

为解决这一问题，考虑到电阻率和孔隙度在一定程度上反映了裂缝发育程度，提出了“等效裂缝密度”的概念，即选择某一口井(如JZ-S-1井)为关键井，建立起潜山致密段的成像测井裂缝密度与常规测井电阻率或孔隙度之间的关系，再根据潜山其他井段的电阻率或孔隙度值反演得到相应的等效裂缝密度，用来进行裂缝储层有效性的评价(图3)。

图3 JZ-S-1井等效裂缝密度计算结果对比

式(2)中:FVDC_Por为基于孔隙度的等效裂缝密度，条/m;FVDC_tight为致密段裂缝密度，条/m; Por_tight为致密段测井解释孔隙度，%;Por为测井解释孔隙度，%。

基于电阻率的等效裂缝密度计算方法为

基于孔隙度的等效裂缝密度计算方法为

式(3)中:FVDC_Rt为基于电阻率的等效裂缝密度，条/m;FVDC_tight为致密段裂缝密度，条/m;Rt_tight为致密段电阻率，Ω·m;Rt为深电阻率测井值，Ω·m。

图3表明这2种方法计算的结果较为相近，而且在致密段处与成像测井解释裂缝密度基本吻合。

成像测井拾取的裂缝密度通常表示为每米内裂缝的条数。当不同井段的裂缝条数相同而裂缝宽度及延伸长度不同时，渗流能力或有效性会有很大差异。因此，等效裂缝密度超越了通常意义上的裂缝密度的概念，其实际意义可视为综合了裂缝条数、裂缝宽度等因素为一体，直接反映了裂缝储层的有效性，从而为裂缝储层研究提供了直接手段。

2利用裂缝储层系数与测井曲线形态相结合进行产能估算

裂缝储层产能的物质基础包括宏观缝、微裂缝、溶孔、溶洞在内的储集空间，以及有效裂缝、连通孔隙所形成的渗流通道。产能的影响因素十分复杂，包括储集空间发育程度、裂缝渗流能力、储集空间的连通情况及分布范围、生产压差等。由于开发井以常规随钻测井为主，成像、阵列声波等资料相对缺乏，因此利用常规测井进行开发井产能评价存在一定的不确定性。

生产测井是识别流体性质、评价裂缝储层产出能力的直接和有效的测井方法。当生产测井资料与常规测井建立了相关关系后，即可推广到整个开发阶段的开发井裂缝储层评价中。生产测井得到的比采指数与储层渗透性、流体粘度、表皮系数等因素有关，考虑到潜山各部位流体粘度相对稳定，因此比采指数与储层渗透性的关系最为密切(排除地层污染的因素)。

常规测井得到的地层电阻率、总孔隙度在一定程度上反映了裂缝储层的渗透性。因此，提出了“裂缝储层系数”的概念，即

式(4)中:Fr为裂缝储层系数;Rt为地层电阻率，Ω·m;Φt为测井解释总孔隙度，%。

裂缝储层系数综合体现了地层电阻率与测井解释总孔隙度对裂缝有效性的指示。研究表明，将JZS潜山裂缝型油藏所有测试层的比采指数与裂缝储层系数进行交会时，并非所有层的关系都很好(图4)。通过对该油藏生产测试资料的分析发现，所有测试层可分为3类:第1类位于风化壳顶部，风化填充作用明显，渗流能力较差;第2类处于井筒中残留的完井液以下，其产液能力受到影响;第3类位于风化壳顶部以下、完井液面之上，储集空间以宏观缝为主，且风化充填作用微弱，渗流能力最好，此类测试层的比采指数与裂缝储层系数关系最好，根据回归得到的公式即可由裂缝储层系数求得相应的比采指数(图4)。由此可见，裂缝储层系数可以直接反映以宏观缝为主的裂缝储层的产能情况。

图4 JZ-S潜山裂缝型油藏生产测井比采指数与裂缝储层系数关系图

利用裂缝储层系数估算产能的前提是通过测井手段将这3类地层进行划分。从测井曲线形态上分析，第1类所代表的风化壳顶部地层多表现为电阻率、密度测井值较低，曲线形态较为平缓;第2类所代表的以宏观缝为主的地层多表现为高阻背景上的相对低阻，以及高密度背景上的相对低密度，此时致密基岩对开启的裂缝起到了一定的支撑作用，保持了裂缝的有效渗流能力。因此，将裂缝储层系数与测井曲线形态相结合，在一定程度上实现了对潜山裂缝性储层有效性的定量评价。

3应用实例

图2中2 280～2 292 m井段为相对致密段，其电阻率较高，成像测井图上显示为亮色的高阻段，所拾取的裂缝密度最高达23条/m，平均为18条/m;而2 240～2 280 m井段为网状缝发育带和碎裂带，其电阻率较低，成像测井图上显示为暗色的低阻带，所拾取的裂缝密度平均为10条/m，低于致密段的裂缝密度。在此情况下，成像测井裂缝密度已不再适用于裂缝储层的有效性评价。通过公式(2)、(3)计算得到的等效裂缝密度在该井致密段处与成像测井拾取的裂缝密度相近，而在裂缝发育段和碎裂带处却明显高于成像测井拾取的裂缝密度，同时也高于致密段处的裂缝密度。这说明，等效裂缝密度能够正确地指示裂缝的发育程度，弥补了成像测井在拾取裂缝密度时的反常现象。

图5为JZ-S-A井潜山综合测井图，图中Fr为由公式(4)计算得到的裂缝储层系数。由于JZ-S-A井是一口常规定向井，而且测井曲线形态分析表明电阻率及密度值较高，说明风化壳不发育，因此全井段均可采用裂缝储层系数法进行产能估算。根据该井裂缝发育段的厚度以及裂缝储层系数，并假设生产压差为1 MPa，计算得到的预期产能为3 208 m3/d。该井实际投产后，初期以0.2 MPa的压差生产，初期产能为629 m3/d。如果将计算的预期产能折算到生产压差为0.2 MPa时，得到的产能为642 m3/d，与实际的产能相差不大。这说明，将裂缝储层系数与测井曲线形态相结合，能够在一定程度上实现对潜山裂缝性储层有效性的定量评价。

图5 JZ-S-A井潜山综合测井图

4结束语

目前JZ-S变质岩潜山裂缝型油藏开发阶段已钻开发井13口，有8口生产井和5口注水井，所有井均钻遇裂缝发育段，开发效果良好，单井初期产能最高达到1 596 m3/d，开发阶段的测井评价工作发挥了重要的技术支持作用。下一步将继续跟踪潜山勘探开发部署，结合潜山储层地质研究与生产动态的成果及时对所提出的新的潜山测井评价技术进行改进与提高，进一步深化潜山测井评价的研究方法，从而为今后类似油田勘探开发奠定技术基础。

［1］周心怀，项华，于水，等．渤海锦州南变质岩潜山油藏储集层特征与发育控制因素［J］．石油勘探与开发，2005，32(6):17-20．

［2］崔云江，吕洪志．锦州25-1南油气田裂缝性潜山储层测井评价［J］．中国海上油气，2008，20(2):92-95．

(编辑:周雯雯)

New techniques of logging evaluation and their application in the metamorphic buried-hill
reservoir，JZ-S oilfield

Yang Hongwei Lü Hongzhi Cui Yunjiang

Li Xingli Xu Sainan Wang Rihong
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

In terms of the difficulty of logging evaluation during developing the metamorphic buried-hill reservoir in JZ-S oilfield，a new method of logging evaluation has been developed for the reservoir based on the method during its exploration．In addition，the technique series of logging evaluation is improved further for the buried-hill reservoir，by implementing some new ideas，such as making a quantitative fracture description by equivalent fracture density(EFD)and estimating the reservoir productivity by a combination of fractured reservoir index(FRI)with the logging curve profile，which has provided an important support for the logging evaluation during developing this oilfield．

metamorphic rock;buried hill;logging evaluation;equivalent fracture density;fractured reservoir index;JZ-S oilfield

杨洪伟，男，高级工程师，1993年毕业于原西南石油学院矿场地球物理(测井)专业，主要从事测井资料处理及解释工作。地址:天津市塘沽区609信箱(邮编:300452)。E-mail:yanghw@cnooc．com．cn。

2012-07-17改回日期:2012-08-31