塔河油田石炭系低阻油层测井评价

2013-12-23李红波陈光荣姚先荣代辰宇

石油地质与工程 2013年3期

杨成，李红波，陈光荣，姚先荣，代辰宇

（1.“油气藏地质与开发工程”国家重点实验室·成都理工大学，四川成都610059；2.中国石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司；3.中国石油塔里木油田分公司开发事业部；4.西南石油大学石油工程学院）

随着勘探开发工作的不断深化，寻找油气储层的目标已开始转向非常规储层［1］。低电阻率储层作为非常规储层的一种类型，已经成为我国石油勘探开发中最具潜力的研究对象之一［2］。低电阻率油层的电阻率与邻近水层的电阻率值非常接近的特点，致使在测井解释中经常将其漏判或错判成非油气储层，为此，在正确认识塔河油田石炭系低阻油层的成因机理的基础之上，建立了一套适合该油田的测井解释方法，并取得了较好的应用效果。

1 地质概况和低阻油层成因机理分析

塔河油田构造位于塔里木盆地沙雅隆起中段阿克库勒凸起西南部。塔河油田石炭系自下而上发育7个岩性段中的2～5岩性段，其中，含油层系主要在第2岩性段即卡拉沙依组砂泥岩互层中的砂岩段，其主要岩性为泥岩、细-中砂岩、粉砂岩等。该岩性段属于潮滩沉积环境，其中潮道相砂岩是该油田的主要储集层。本次研究主要针对塔河油田石炭系卡拉沙依组砂泥岩互层段展开。

低阻油层的成因复杂，类型多样［3-6］，且不同油层形成低阻的主导因素不尽相同。对塔河油田石炭系油层的岩心观察、压汞、孔隙铸体电镜扫描及水分析数据等资料研究发现，导致该区油层电阻率低值的主要原因有：高束缚水饱和度和高矿化度地层水。

1.1 地层水矿化度

塔河油田S46、S60、T704、S115-3四口井地层水分析资料研究表明（表1）：石炭系砂泥岩互层段的地层水为CaCl2型水［4］，地层水矿化度可达150 g／L以上，明显具有卤水的特点。例如S60井，平均地层水矿化度为186 g／L，水密度为1.13 g／cm3，pH 值为5.5；S115-3井，平均地层水矿化度为162 g／L，水密度为1.15 g／cm3，pH 值为5.4，均属于高矿化度地层水。在其它地质条件相同的情况下，高矿化度地层水往往会使含油储层的电阻率降低。

表1 塔河油田石炭系地层水分析结果

1.2 束缚水饱和度

本区13口井相渗分析数据表明，束缚水饱和度在40%左右，属于高束缚水地层。造成该区束缚水较高的主要原因是孔隙结构复杂、微孔隙发育。塔河油田石炭系胶结物成分以灰质胶结为主，方解石含量平均11%，部分可达30%。通过压汞和铸体薄片资料分析，该油田砂岩储层以残余粒间孔和粒间溶孔为主，纵向差异大，非均质性强。方解石含量较高使得储层孔隙度降低、物性变差，并为微孔隙发育提供有利条件。

1.3 其他成因

除上所述的两个主要成因外，粘土的附加导电性［7］、石炭系油藏的低幅度构造［8］以及钻井泥浆的侵入等都是造成该区石炭系油气储层电阻率低值的原因。

2 测井解释模型的建立

2.1 泥质含量模型建立

采用相对值［9］的方法，用自然伽马曲线来获得塔河油田石炭系泥质含量，计算公式如下：

式中：GR——自然伽马测量值，API；GRmin——自然伽马最小值，API；GRmax——自然伽马最大值，API；Ish——泥质指数；GCUR——地层系数（老地层为2，第三系新地层为3.7，本区取2）；Vsh——泥质含量，小数。

2.2孔隙度模型建立

储层孔隙度解释模型的建立是油气评价的基础［9］。本次采用“岩心刻度测井”方法［10］建立孔隙度储层参数的解释模型。通过对孔隙度与声波时差、自然电位、自然伽马相对值之间的单相关分析，利用多元回归分析方法来研究孔隙度与声波时差、自然电位、自然伽马相对值之间的关系，建立塔河油田石炭系孔隙度计算公式，具体见公式（3）。

式中：φ——孔隙度，%；Δt——声波时差，us／m；SP——自然电位，mV；GR——自然伽马，API。

通过岩心刻度测井以及环境校正后，绘制测井孔隙度与岩心孔隙度交汇图（图1），相关系数达0.96，表明测井计算结果可靠。

2.3渗透率模型的建立

渗透率K 是评价储层性质和生产能力的又一重要参数，它主要受岩石颗粒大小、孔隙弯曲度、孔吼半径等多种因素的影响，因此测井响应与渗透率之间的关系非常复杂［11］。从研究区四性关系分析来看，岩心渗透率与孔隙度之间存在很好的相关性（图2）。通过交汇图建立二者之间的关系如下：

图1 测井孔隙度与岩心孔隙度交汇情况

式中：K——渗透率，10-3μm2；φ——孔隙度，%。

图2 岩心孔隙度与渗透率交汇图

2.4 含油饱和度模型的建立

含油饱和度是测井评价时判断油气层的重要依据［12-14］，由于塔河油田石炭系砂泥岩储层属于低阻油层，泥质含量对其有一定影响，应用传统的阿尔奇公式计算该区含油饱和度误差较大。对于含高矿化度地层水的低阻储层来说，用下面的经验公式进行计算饱和度更为准确［15］。

式中：Sw——饱和度，小数；Rw——地层水电阻率，Ω·m，这里取0.016；A——其值介于0.15～0.36之间，这里取0.25；SH——泥质含量，小数。

2.5 油水识别标准的建立

分别提取该区油层、油水层、水层和干层的测井及解释数据，利用交汇图（图3），得出研究区油水层识别标准（表2）。

3 实例分析

图3 孔隙度与电阻率交汇图

表2 油、水层识别标准

根据建立的测井解释模型，对塔河油田2区石炭系砂泥岩段测井资料进行处理，计算孔隙度、渗透率、泥质含量和饱和度等参数，并根据油水识别标准识别单井油气层。如：T414井测井解释的孔隙度和渗透率与岩心分析结果吻合性较好，说明测井模型是可靠的。根据油水层识别标准，结合测井物性及电性数据，判断T414井5 252～5 257 m 段为油层，与测试解释结果及录井结果相符，这表明建立的油水识别标准可对单井油水层进行识别。