气测录井技术在渤海疑难层流体识别中的应用

2013-10-25汪瑞宏李兴丽崔云江杨洪伟

石油地质与工程 2013年1期

汪瑞宏，李兴丽，崔云江，杨洪伟

（中海石油（中国）天津分公司渤海油田勘探开发研究院，天津塘沽 300452）

钻井过程中获得的录井资料是识别油气层最直观、最重要的第一手资料，也是目前油、气、水层综合分析和评价的基础资料。应用各种气测录井资料结合经验统计方法可以对储层的含油气水情况作出判断，为油气层的识别评价和试油等下步工作提供重要依据，这种技术方法在陆上的多个油田得到了广泛深入的应用［1－5］。目前，海上油田由于录取资料成本较高，在开发阶段难以获得大量的取心或测试资料，大量地使用随钻测井通常也难以得到勘探阶段应用效果较好的自然电位、中子、密度等测井资料，给部分储层流体性质识别带来了困难。在对多个油田的应用过程中发现，有效利用气测录井这一基础资料，将其与测井信息结合来进行油气层的评价，可以取得较好的效果，在渤海油田疑难层的识别评价方面有较大的应用前景。

1 理论基础

1.1 气测曲线形态分析

全烃曲线是气测录井过程中连续测量的重要参数，它含有丰富的储层信息，地层流体的特征可以通过全烃曲线的幅度和形态表现出来。应用这些直观的信息建立全烃曲线形态与油气水间的关系，用于进行储层流体的判别。通常情况下，全烃曲线主要呈现以下几种特征：

“箱状”：全烃曲线形态上升快，上升幅度大，在峰值出现一平直段，峰形跨度较大，峰形饱满，形如“箱体”。曲线的异常显示厚度与储层厚度基本相当，在该井段钻时较快。烃组分含量主要以C1（甲烷）为主，重烃含量齐全，有时呈C3（丙烷）含量高于C2（乙烷）含量的趋势，多解释为气层或油层。

“指状”：全烃曲线形态呈齿状变化，层段内出现多个尖峰，形状像“手指状”。这种形态的地层，钻时普遍较快，钻开储层后，全烃曲线呈现出上升、下降速度快、幅度大的形态。一般将具有该形态特征的地层判断为“气层”。

“单尖峰状”：全烃曲线上升和下降速度均较快，曲线峰形跨度较小，形成单尖峰。烃组分以C1为主或重组分含量高低不均。这类地层一般较薄，为“差油层”或“干层”。

“三角形状”：全烃曲线存在钻时较快的特征。在全烃曲线低值时，烃组分主要以C1为主，重烃含量低或没有；而全烃曲线高值时，烃组分含量明显增加，C1的含量高，重烃组分齐全。一般解释为“含油水层”或“油水同层”。

1.2 烃组分三角形图解法

1.2.1 烃组分三角形的绘制

烃组分三角形图解法是将气测录井资料用于定量评价的一种方法，用减去背景值后的C1、C2、C3、nC4（正丁烷含量）和∑C（∑C＝C1＋C2＋C3＋nC4）值建立解释图版。图版是由三角形坐标系和三角形内价值区组成，三角形坐标系实际上是一个极坐标，极角为60°，构成等边三角形，边长均定义为20个单位。等边三角形各轴上为逆时针分别对应C2／∑C、C3／∑C、nC4／∑C值，分别通过三个值做三个边长的平行线来构成一个三角形，由三角形的大小和形状可判断储层中油气的性质（图1）。

图1 烃组分三角形

1.2.2 烃组分三角形解释方法

解释时，根据形成的内三角形顶尖的指向和边长占坐标三角形边长的比例来综合判断对应层中流体的性质，边长占比小于25%为小三角形，占比位于25%～50%为中等三角形，占比大于75%为大三角形。然后根据三角形形状及对应的油气分类来对油气层性质进行判断。

何宏［6］等人通过计算得出结论，当C2／∑C、C3／∑C、nC4／∑C三者之和大于图版三角形边长时，所得内三角形为倒三角形；三者之和小于图版三角形边长时，所得内三角形为正三角形；三者之和等于图版三角形边长时，所得内三角形为一个点。三种情况下所得内三角形边长均为三者之和与图版三角形边长的差值。

因此，在使用三角形图解法解释油气层时，可以简单化处理，通过定义一个参数Q来确定三角形的形状及含油气性质（表1）。

Q＝［1－（C2／∑C＋C3／∑C＋nC4／∑C）／20］×100%

表1 参数Q所对应的内三角形形状及含油气性质

2 方法验证

B×2井2915.0～2935.0m储层深电阻率仅为4Ω·m左右，自然电位异常幅度较大，从常规测井曲线特征分析认为可解释为水层。但从录井显示上看，该层气测组分较全，总烃含量高，类似“箱形”；计算得到两个小层Q值分别为6.7%和7.3%，形状为小正三角形；录取的井壁取心资料显示该层对应壁心为油斑及以上级别，含油性较好，存在低阻油层的可能，随后提出测试，测试证实该层为油层，由于岩性细、物性差等原因造成了低阻（图2）。邻井B×3井2802.0～2812.0m对应储层与该层对比关系较好，测井特征类似，不同之处在于气测全烃相对较低，组分不全，经过计算其对应烃组分三角形边长占图版三角形边长比例为58.7%，应为水层特征，后取资料也证实该层含油性差，为水层（图2）。可见，将气测录井应用于油水层的解释是可行的。

图2 B×2井和B×3井烃组分三角形特征

3 实例分析

3.1 开发井疑难层解释

到了开发阶段，由于井斜一般较大，多采用随钻测井，无法测量自然电位，随钻测量的微侧向电阻率也不同于电缆测井，不能再用评价阶段的有效厚度下限标准进行储层的划分，气测录井资料有不受电阻率影响，也不受岩屑录井含油级别影响的优势，为这类问题的解决提供了有效的手段。

图3是储量评价阶段南2油田油层划分图版，取样和测试证实20Ω·m以上的储层均为油层，10～20Ω·m间既有油层也有部分水层，单从电阻率测井上难以对油层和水层进行区分。通过对该油田测井曲线特征进行分析发现，油层处自然电位异常与水层相比较小，所测微侧向电阻率与水层相比也较高，因此用微侧向电阻率相对值（测量的微侧向电阻率／水层微侧向电阻率）／自然电位相对值（测量的自然电位／水层自然电位）同时结合深电阻率可以较好地将油层和水层区分开来。

图3 南2油田评价阶段下限确定图版

图4是该油田一口开发井的测井曲线特征图，该层顶部深电阻率大于20Ω·m，应为油层，底部深电阻率降低到10～20Ω·m，处于油田评价阶段认识的低阻油层区内。由于没有自然电位测井，凭自然伽马和电阻率测井资料难以判断是油层还是水层。依据全烃曲线（第一道），该层下部在储层物性变化不明显的情况下气测数值明显降低，呈“倒三角形”，是典型的顶油底水特征，后该层的生产情况证实了这一结论。

图4 南堡35油田某井随钻测井曲线特征

3.2 低阻油层解释

歧口2油田是位于渤海西部海域的一个复杂断块油田，油田含油层段较长，断层发育，受构造、断层和岩性等因素的影响，该油田油水系统复杂，油藏类型多样，不同断块、不同油组、不同小层内油层具有不同的油水系统。勘探阶段，预探井QK1井测试油层段对应电阻率在4Ω·m左右，与水层差异不大，属于典型的低阻油层。为评价该油田东块的储量情况，2011年在油田东块钻探了一口滚动开发井QK2D井，该井测井曲线特征见图5，该井大部分储层电阻率较低，从常规测井特征上判别油水层存在困难，利用综合测井及气测资料对该井进行了综合解释。

从图5中第5道可以看出，该井总体气测显示良好，全烃值高，从全烃曲线形态特征上可以见到明显的“箱形”、“指状”等特征，说明该层段以油气层为主，层薄。随后对各个储层分别采取烃组分三角形图解法进行分析，结合井壁取心等资料共同划分了油、气、水层。该井在正常生产后产量稳定，基本不产水，这也证实了测井解释的可靠性。