龙岗气田雷四气藏气水层识别方法适应性分析

曹 煜，林 璠，田慧君，欧家强

（1.成都理工大学能源学院，四川 成都 610059；2.中国石油西南油气田公司川中油气矿研究所，四川 遂宁 629000）

龙岗气田雷四气藏气水层识别方法适应性分析

曹 煜1，林 璠1，田慧君1，欧家强2

（1.成都理工大学能源学院，四川 成都 610059；2.中国石油西南油气田公司川中油气矿研究所，四川 遂宁 629000）

龙岗气田雷四气藏是低孔、低渗的裂缝—孔隙型储层和孔隙型储层，为典型的碳酸盐岩气藏，其地质条件复杂。为了实现气田整体高效开发，弄清气水分布情况，对气藏储层的流体性质进行了识别。基于雷四气藏复杂的岩性、物性、孔隙空间以及井眼条件，分析了影响流体判别的各种因素，结果表明这些因素对储层流体性质判别有较大的影响，单纯用测井资料来判别储层流体性质的效果一般不太理想，揭示了前期气水识别方法在该气藏适用性差。结合双侧向电阻率、孔隙度—电阻率交会图、声波—电阻率交会图与多元判别法对气水层进行了识别，建立了一套适应于龙岗地区储层特征的流体判别方法。在双侧向电阻率初步预判的基础上，孔隙度—电阻率交会法符合率为81.5%，声波—电阻率交会法符合率为88.9%，多元判别法气、水层符合率为82.7%。实际应用证明，上述方法对于龙岗气田雷四气藏气水层解释具有很好的效果。

龙岗气田；雷四气藏；测井解释；气水识别；交会图；多元判别

龙岗气田雷四气藏是低孔、低渗的裂缝—孔隙型储层和孔隙型储层，区内部分井试采表现出高产稳产的潜力。该气藏产水情况复杂：气藏气井流体性质差异大，测试产水量、产气量差异大，气藏可能存在多个压力系统。气水层识别的前期方法是通过测井和试气资料进行气水层解释[1]。龙岗气田雷四气藏具有低电阻、岩性复杂（含灰岩、白云岩、石膏等），井壁稳定性差等特征。测井响应受这些因素的影响，前期方法识别可靠性较低。分析了影响龙岗雷四气藏流体性质判别的因素，采用双侧向电阻率、孔隙度—电阻率交会图、声波—电阻率交会图与多元判别相结合的方法进行气水层识别。

1 影响流体性质判断的因素

测井信息是井壁周围地层岩性、物性及含流体性质的综合响应。因此，用测井资料判别储层含流体性质首先需确定储集层的岩性与储集类型，此外，还需考虑几种非地层流体因素对测井资料的影响，如泥浆对地层的污染程度、地层水矿化度、井眼条件等[2-3]。

目的储层地质条件较复杂，影响各测井响应的因素较多：

1）岩性的影响

龙岗雷四气藏岩性复杂，岩石类型主要为硬石膏岩、白云岩、灰岩等。云岩含有泥质、灰质等，灰质又含有云质。孔隙性白云岩与致密灰岩的密度相近，对岩性的判断影响较大，从而影响流体性质的判断。

2）物性影响

当地层岩性一定时，物性的好坏对测井响应特征影响很大。通常情况下，当含水饱和度一定时，孔隙度的增大会导致电阻率下降。另外，孔喉结构对电阻率的影响也较大，当孔隙度一定时，孔喉半径越小，储层束缚水饱和度越高，地层电阻率越低。

3）孔隙空间类型的影响

研究表明，龙岗地区雷口坡组雷四储层的孔隙空间类型以原生孔隙为主，还发育有次生孔隙、溶蚀孔洞，有的层段还有低角度裂缝发育。低角度裂缝一般导致双侧向电阻率较大幅度的降低，并严重影响储层流体性质的判断[4]。

4）井眼条件

龙岗雷四气藏大多数井存在着不同程度的井壁垮塌现象。井眼扩大或井壁不规则对密度测井曲线有严重影响，往往使密度测井曲线陡然下降，测出的密度值明显偏低，声波测井曲线明显增大，测出的声波时差值增大，电阻率曲线则表现为低值。龙岗雷四气藏大多数井的井眼扩大或井壁不规则增大了测井曲线中气水的识别的难度。

2 气水层测井识别方法

2.1 基本思路

龙岗地区雷口坡组雷四段岩性复杂、孔隙空间类型复杂，而测井信息较简单，这些因素对储层流体性质判别有较大的影响。因此，做好目的层流体性质判别，必须以试气井资料为基础，将测井方法理论与实际地层资料相结合，认真分析储层的测井响应特征，尤其是岩性的影响。摸索流体性质变化对测井的影响规律，分析各种流体性质判别方法在龙岗地区雷口坡组雷四段的适应性，同时，借鉴其它地区碳酸盐岩储层流体判别经验，建立适应龙岗地区储层特征的流体判别方法[5]。

在做好测井数据的标准化后，首先找出了雷四气藏中试气结果为纯气井或纯水井的渗透层单层，排除岩性识别中非储层的基础上寻找出渗透层，根据纯气层或纯水层的测井数据判断渗透层的流体属性，从而判别气水层。判别过程中，可使用多种适宜于本区域的气水识别方法来综合判别，最终得出储层的流体性质，建立一套完整的判别方案[6]。

2.2 视地层水法

含水的纯地层电阻率表示为：

纯地层真实电阻率表示为：

式（2）除以式（1）得到：

式中：Ro为含水的纯地层电阻率，Ω·m；Rt为纯地层真实电阻率，Ω·m；a为与岩性有关的比例系数；φ为孔隙度，小数；m为孔隙指数或胶结系数，取决于岩性和孔隙结构的系数；Rw为盐水的电阻率，Ω·m；Rwa为地层水电阻率，Ω·m；Sw地层水饱和度，小数。

式（3）可作为利用视地层水电阻率法划分气、水层的依据。

若以Sw＜30%作为划分气层的标准，Sw≥45%作为划分水层的标准，则有：

1）气层：Sw＜30%；

2）气水同层：30%≤Sw＜45%；

3）水层：Sw≥45%。

龙岗雷四段储层属于低孔、低渗储层，部分井裂缝发育，钻井液侵入深度一般较深，且井壁垮塌较为严重。同时，储层含水饱和度和地层水矿化度较高，对电阻率测井信息影响较大。部分井气层，气、水同层，水层的电阻率差异不明显，从而增加了电阻率测井判别储层流体性质的难度。因此，龙岗雷四气藏不宜使用该方法。

2.3 双侧向测井识别法

深侧向测井的探测深度较深，所测得的电阻率为原状地层电阻率（Rt），而浅侧向测井探测深度比深侧向测井浅，主要探测侵入带地层电阻率（Rxo）：①在气层，侵入带孔隙空间中的天然气部分被泥浆滤液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双侧向曲线上表现为正差异，即Rt＞Rxo；②在水层，若泥浆滤液电阻率大于地层水电阻率，深浅双侧向呈负差异；若泥浆滤液电阻率小于地层水电阻率，深浅双侧向可能呈正差异或无差异。

该方法在龙岗气田雷四气藏70口直井中，仅32口井有效果，应用率为45.7%，其余井使用双侧向测井识别气水效果不明显。

双侧向测井识别法适用于孔隙型储层的流体性质判别。对于裂缝发育的储层，裂缝的产状会影响双侧向的显示差异。龙岗气田雷四段部分井储层段有低角度裂缝发育，导致双侧向无差异或负差异，因此，识别结果并不理想。此外，龙岗地区雷四段井壁垮塌现象较严重，再加上泥浆侵入，掩盖和淹没了储层中少量油气对深浅双侧向电阻率差异的影响，导致产气层的双侧向差异更加不明显。因此，用双侧向测井识别法判别储层流体性质之前，应先将纯泥岩层的深浅双侧向电阻率重新进行校正，提高判别的可靠性。

2.4 孔隙度—电阻率交会法

孔隙度—电阻率交会法是由Archie公式推导而来的。根据Archie公式，得：

两边取对数，并令y=lgRt，x=lgφ，可得：

式中：b为与岩性有关的比例系数；n为饱和度指数。

从式（5）式可以看出：在双对数坐标中，Rt与φ之间关系是一组斜率为-m，截距为lg（abRw/Swn）的直线。对于岩性稳定（a，b，m，n不变），地层水电阻率Rw稳定的解释井段，直线的截距仅随含水饱和度Sw而变。由此便可以获得一组随Sw变化的平行线，可以利用这组直线来定性判别气、水层。

利用龙岗地区雷四的基本参数绘制孔隙度—电阻率交会图（图1）。图1中的样点均为有试气结果的储层，实际试气结果验证表明，27个层点中（干层未统计），除了5个层点不符合外，其余22个层点均符合，符合率为81.5%。孔隙度—电阻率交会法在龙岗雷四气藏具有比较好的效果，可以作为储层流体性质判别的主要方法。

图1 龙岗雷四气藏试气层孔隙度—电阻率交会图Fig.1 Porosity-resistivity cross plot of test layer of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

2.5 声波—电阻率交会图

由声波时差与深侧向电阻率交会图（图2）可以看出：相同声波时差条件下，气层的电阻率高于气水层和水层；对于纯气层，声波值越大，气层的电阻率越低，这也符合阿尔奇公式规律。因此，声波—电阻率交会图法可以作为一种较好的气水识别方法，通过声波—电阻率交会可将气层、水层及气水层较明显的区分开。

利用声波—电阻率交会图，根据试气结果，流体回判的正确率为88.9%，可以用本次判别对未知层位含流体类型进行识别。

应用以上方法分别对27个有试气结果的层段储层流体进行判别分析。结合测井以及试气分析结果，其判别结果见表1。

图2 龙岗雷四气藏试气层声波—电阻率交会图Fig.2 Acoustic wave-resistivity cross plot of test layer of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

表1 雷四3层各小层流体类型AC-Rt交会判别统计Table 1 Fluid typeAC-Rtintersection discriminant statistics of every small layer in Leisi 3 layer

2.6 气水层多元判别分析识别方法

根据声波测井（AC）、中子测井（CNL）、密度测井（DEN）和电阻率测井（Rt）[7]，选择龙岗12、龙岗20等15口井的雷四3段的18个渗透层单层共18个样本的测井响应值作为建立判别函数的样本。结合试气结果将储层流体划分成3类：

1）第一类为气层：

Yg=12.807AC+38.132CNL+4 558DEN+157.013lgRt-6 896

2）第二类为气水层：

Ygw=12.257AC+38.793CNL+4 606DEN+156.683lgRt-7 005

3）第三类为水层：

Yw=10.774AC+39.279CNL+4 616DEN+155.527lgRt-6 964

各样本气水层识别回判率总结见表2。

利用样本回归出的多元判别式，对龙岗气田雷四气藏52个测井解释层进行判别。得到的判别结果与孔隙度—电阻率交会图、声波—电阻率交会图结果对比，其中符合的有43层，不符合的为9层，符合率为82.7%。

表2 雷四3层各小层流体类型多元判别回判统计Table 2 Fluid type multiple discriminant statistics of every small layer in Leisi 3 layer

3 结论

1）储层的测井响应受储层本身的特征影响，还要受一些非储层因素影响，如泥浆对地层的污染程度、地层水矿化度、井眼条件等。受非地层因素影响，一些测井信息完全不能反映原状地层特征或原状地层只能很低程度影响测井响应。在这种情况下，单纯用测井资料判别储层流体性质，效果一般不会太好。

2）龙岗气田雷四气藏雷四段储层属于低孔、低渗的裂缝—孔隙型储层和孔隙型储层，部分井裂缝发育，钻井液侵入深度一般较深；此外，雷四段岩性复杂，岩性对流体性质判别的影响大；同时，储层含水饱和度和地层水矿化度较高时，对电阻率测井信息影响较大。部分井气层、气水同层、水层的电阻率差异不明显，测井判别储层流体性质的难度大。

3）每种判别储层流体性质的方法都有一定的局限性。龙岗气田雷四气藏的气、水判别是在双侧向电阻率初步预判的基础上，使用孔隙度—电阻率交会图、声波—电阻率交会图与多元判别法相结合的方式进行储层流体性质的识别，符合率分别为81.5%、88.9%、82.7%。实际应用证明，上述方法对于龙岗气田雷四气藏气水层识别具有很好的效果。

[1]肖亮，初玉林，张宏生，等.测井资料识别气层方法研究[J].工程地球物理学报，2006，3（6）：470-472.

[2]马俊芳，慈兴华，崔强.油气层综合解释中应把握的几项宏观原则[J].录井工程，2006，17（2）：37-38.

[3]中国石油勘探与生产分公司.碳酸盐岩油气藏测井评价技术及应用[M].北京：石油工业出版社，2009.

[4]景建恩，梅忠武，李舟波.塔河油田碳酸盐岩缝洞型储层的测井识别与评价方法研究[J].地球物理学进展，2003，18（2）：336-341.

[5]美国德莱赛·阿特拉斯公司编写，尚作源等译.测井与解释技术[M].北京：石油工业出版社，1991.

[6]高树芳，范玲，梁晓宇，等.测井曲线标准化方法及其对测井解释结果的影响[J].国外测井技术，2008，23（2）：17-18.

[7]王雅春，田春阳，张振伟，等.多总体逐步判别分析法在复杂油水层识别中的应用[J].东北石油学院学报，2010，34（2）：26-32.

（编辑 尹淑容）

Analysis on adaptability of gas and water layer recognition method of Leisi gas reservoir in Longgang gas field

Cao Yu1,Lin Fan1,Tian Huijun1and Ou Jiaqiang2
(1.CDUT College of Energy Resources,Chengdu,Sichuan 610059,China;2.Research Institute of Chuanzhong Oil and Gas Mines, Petrochina Southwest Oil and Gas Branch,Suining,Sichuan 629000,China)

With the characteristics of low porosity and permeability,Leisi gas reservoir in Longgang gas field belongs to fracturedporous and porous reservoirs,and this typical carbonate gas reservoir has complex geology condition.In order to complete efficient development of the whole gas field and clarify gas and water distribution,fluid property of gas reservoir was identified.Based on the complex lithology,physical property,pore space and wellbore conditions of Leisi gas reservoir,various factors affecting fluid identification were analyzed.The results show that these factors have large influence on reservoir fluid property identification,and the effect is generally not too ideal if only using well logging data,thereby revealing the poor applicability of gas and water identification method in earlier stage.By using dual lateral resistivity,porosity-resistivity cross plot,acoustic wave-resistivity cross plot and multiple discriminate method to identify gas and water layer,a set of fluid identification methods adapted to Longgang reservoir features were established.The results show that coincidence rates of gas and water layer by porosity-resistivity,acoustic wave-resistivity and multiple discriminate method respectively are 81.5%,88.9%and 82.7%.Practical applications show that these methods have good effects on gas and water layer interpretation of Leisi gas reservoir in Longgang gas field.

Longgang gas field,Leisi gas reservoir,log interpretation,gas and water identification,cross plot,multiple discriminate

P631.8

：A

2015-06-29。

曹煜（1990—），男，在读硕士研究生，油气藏工程及数值模拟。