鄂尔多斯盆地长73隐蔽型致密砂岩储层测井评价

侯雨庭, 赵海华, 汤宏平, 牛林林, 吴勇

(1.中国石油长庆油田分公司勘探部, 陕西 西安 710018; 2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院, 陕西 西安 710018; 3.中国石油集团测井有限公司长庆事业部, 陕西 西安 710200)

0 引 言

隐蔽型砂岩指砂岩储层与测井响应强烈的其他岩性地层共生或紧邻,导致该类砂岩储层利用常规测井曲线难以识别。鄂尔多斯盆地延长组长7油层组沉积时期为最大湖泛期,湖盆强烈拗陷,湖水分布范围广[1],在长73沉积了一套富有机质的暗色页岩,在暗色页岩中夹杂渗透率极低的薄层细砂岩和泥质粉砂岩。这类砂岩与油页岩互层共生或紧邻油页岩,隐蔽在油页岩互层中间,利用常规的岩性测井曲线易将该类砂岩误判为非储层的泥岩或粉砂质泥岩,称这类砂岩为隐蔽型砂岩。

本文针对该类隐蔽型致密砂岩储层岩性划分难题,建立有效的测井识别方法,初步形成了隐蔽型砂岩储层测井识别技术,实际应用效果较好。

1 隐蔽型砂岩储层测井曲线特征

图1 长73典型隐蔽型致密砂岩储层测井曲线特征*非法定计量单位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同

鄂尔多斯盆地长73的隐蔽型薄互层砂岩自然伽马测井出现异常高值,平均值主要分布在100～250 API之间,该区常规砂岩储层自然伽马测井值小于100 API。由于薄层砂岩夹于烃源岩或暗色泥岩之间,利用自然伽马测井数据难以识别。图1为鄂尔多斯盆地长73典型的高自然伽马隐蔽型薄砂岩储层测井曲线特征图。图1中第6道是利用自然伽马计算泥质含量获得的岩性剖面,主要为大段的泥岩储层,但在2 041.0～2 043.8 m、2 043.9～2 049 m、2 073.6～2 079.2 m、2 079.9～2 083.8 m井段取心描述为灰色油斑细砂岩、灰色油浸细砂岩、深灰色油迹粉细砂岩等,岩心分析平均孔隙度7.97%,分析渗透率0.08×10-3μm2,为典型的致密砂岩储层。利用自然伽马曲线进行岩性区分将该类储层全部解释为泥岩,从而将储层淹没在非储层中,造成储层“隐蔽”的现象。

2 隐蔽型致密砂岩储层测井识别方法

湖盆中部长73隐蔽型致密砂岩油藏属于自生自储型油藏,其含油性主要控制因素为储层的岩性与孔隙结构。现有的测井技术中元素俘获谱测井或岩性扫描测井能识别复杂储层矿物组分,有效划分岩性;核磁共振测井能准确评价复杂储层孔隙度及孔隙结构,能有效评价该类隐蔽型砂岩储层。

2.1 隐蔽型致密砂岩储层的岩性识别

元素俘获谱测井记录俘获伽马能谱[3],利用剥谱法对热中子俘获谱解谱,得到元素的相对产额。主要测量的元素有硅(Si)、铁(Fe)、钙(Ca)、硫(S)、钛(Ti)、钆(Gd)、氯(Cl)、钡(Ba)和氢(H)。获得元素相对产额后,根据氧闭合模型将其转化为元素浓度[4],通过大量岩心分析数据和岩石矿物数据库建立的SpectroLith经验关系确定地层矿物类型及含量,是唯一能从岩石成分角度解决岩性识别问题的测井方法[5],能定量分析复杂岩性地层的矿物成分。

图2 B28长73隐蔽型砂岩储层元素俘获谱处理成果图

B28井采集了元素俘获能谱测井ECS资料,该井长73薄互层砂岩和油页岩的处理成果见图2。图2中1 720.5～1 723.0 m段自然伽马测井值为205 API,最后一道为利用自然伽马计算的地层岩性剖面,泥质含量计算达到100%,识别为泥岩层。从ECS测井资料处理成果看,该井段的铝含量为0.42 kgf/kgf,硅的含量为0.5 kgf/kgf,两者含量与砂岩储层接近,第1道的ECS计算的地层矿物组分表明该段黏土含量为25.6%,石英-长石-云母含量为68.2%,为砂岩储层。

图3 CH96井长73段岩性扫描测井矿物含量计算成果图

岩性扫描测井LithoScanner与元素俘获测井ECS相比,能直接测量铝元素,从而得到更精确的黏土含量。另外,钙、镁元素测量更准确,从而得到更精确的碳酸盐岩含量,并能区分灰岩和云岩,钠、钾元素的测量能更准确计算长石含量。CH96井采集了岩性扫描测井资料。图3为CH96井长73段岩性扫描测井处理成果表明,该段地层矿物组分复杂,包括黏土(伊利石、绿泥石)、硅质(石英、钾长石、斜长石)、碳酸盐岩(方解石、白云石)、黄铁矿。该段地层黏土含量分布在10%～50%之间,平均31.5%,以伊利石为主;石英含量主要分布在20%～55%,平均35.7%;长石含量分布在10%～45%,平均24.4%,斜长石比钾长石含量略高;碳酸盐岩从上至下均有分布,含量基本低于20%,白云石比方解石含量略高;黄铁矿主要分布在长73高电阻率页岩油地层2 055～2 074 m段,含量为5%～18%。在长73段底部2 073.6～2 080.1 m段发育隐蔽型薄互层砂岩,利用自然伽马计算泥质含量划分为非储层(图3中第11道),与取心剖面(图3中第12道)不符。岩性扫描测井显示该井段石英含量高达65.2%,斜长石含量为9.2%,黏土含量22.5%,测井解释为砂岩储层6.5 m,与取心剖面吻合较好。在该井长73段2 075～2 080 m处射孔,加陶45.5 m3,纤维878 kg,压裂试油获得10.97 t/d的工业油流,这充分证明岩性扫描测井划分储层岩性十分可靠。

2.2 隐蔽型致密砂岩储层的孔隙结构评价

受岩性、岩石骨架、孔隙结构等多种因素影响,常规测井资料不能定量评价长73隐蔽型致密砂岩储层的孔隙度及孔隙结构。中子测井和声波测井易受泥质的影响,而密度测井易受长7井眼不规则的影响[6],且仪器测量精度满足不了致密砂岩储层孔隙度计算精度。另一方面,常规测井资料不能反映储层孔隙的大小分布状况。核磁共振测井解释孔隙度与岩性无关且精度高,在复杂岩性地层中计算孔隙度比传统依赖骨架参数评价孔隙度更为准确。同时,核磁共振测井得到的T2谱与岩石孔径分布密切相关,可以提供不同尺寸的孔隙分布状态。

由于长73储层为致密储层,孔隙空间很小,为了提高致密储层核磁共振测井的信噪比,采用核磁共振高精度测井模式(EPM),对测井采集参数进行了优化(见表1),通过降低测井速度、减少主序回波个数和增加短序的回波采集重复次数,尽可能多地获取来自于致密储层小孔隙部分的测量信息且确保信噪比较高,从而提高核磁共振测井对致密储层的评价精度。图4为×236-61井长73致密地层高精度核磁共振测井处理成果图。该井2 073.5～2 079.0 m井段自然伽马值较高,从核磁共振T2谱分布图(第6道)可以看出该段T2谱靠后,且有一定的峰值,显示该段具有一定的储集性能。利用核磁共振测井资料计算孔隙度(第8道)为4%～6%之间,计算渗透率0.1×10-3μm2左右(第9道),与岩心分析孔隙度、渗透率吻合较好。

表1 核磁共振测井致密油气采集参数优化

图4 ×236-61井长73段高精度核磁处理成果图*非法定计量单位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同

M53井长73段2 263～2 283 m自然伽马测井呈高值,属于隐蔽型砂岩储层(见图5),该井采集了ECS和核磁共振测井资料。从ECS处理成果图看该地层段发育砂岩薄互层(第14道),核磁共振测井处理结果看该井段T2谱在T2截止值以后具有一定的宽度和峰值,发育小孔隙。根据ECS和核磁共振测井处理结果解释差油层14.6 m,压裂试油获得6.55 t/d的工业油流。

图5 M53井长73段ECS和核磁共振识别隐蔽型砂岩成果图

3 应用效果

近3年来,针对长73隐蔽型砂岩储层识别难题试验采集了地层元素俘获谱测井和高精度核磁共振测井共5口井(见表2)。通过处理解释均有一定的有效厚度,储层改造应用了低砂比、大液量、大排量的体积压裂理念设计储层改造方案,有5口井均获得工业油流,流。显示该类隐蔽型储层良好的勘探潜力,地层元素俘获谱测井和高精度核磁共振测井能在识别评价隐蔽型储层发挥了重要作用。

其中2口井获得大于20 t/d的高产油

4 结 论

(1) 鄂尔多斯盆地长73隐蔽型致密砂岩岩性及孔隙结构复杂,常规测井难以识别该类储层的岩性、评价其孔隙结构,地层元素俘获谱测井或岩性扫描测井能测量地层元素,计算地层的矿物组分,有效划分复杂储层岩性。参数优化后的高精度核磁共振测井能获得致密储层小孔隙部分的信息,能有效评价长73隐蔽型砂岩储层的孔隙结构,计算孔隙度与渗透率。

(2) 地层元素俘获谱测井或岩性扫描测井和高精度核磁共振测井是鄂尔多斯盆地长73隐蔽砂岩储层定量评价的最优测井系列。

参考文献:

[1] 姚泾利, 邓秀芹, 赵彦德, 等. 鄂尔多斯盆地延长组致密油特征 [J]. 石油勘探与开发, 2013, 40(2): 150-158.

[2] 李军生, 林春明. 反转背斜构造自生自储油藏成藏模式 [J]. 石油学报, 2006, 27(02): 34-37.

[3] 侯雨庭, 李高仁. 元素俘获谱测井在长庆天然气勘探中的应用 [J]. 中国石油勘探, 2005, 8(3): 46-49.

[4] 魏国, 赵佐安. 元素俘获谱(ECS)测井在碳酸盐岩中的应用探讨 [J]. 测井技术, 2008, 32(3): 285-289.

[5] 杨兴琴. 岩性扫描成像测井仪Litho Scanner [J]. 测井技术, 2012, 36(6): 551-558.

[6] 贾文玉, 田素月, 孙耀庭, 等. 成像测井技术与应用 [M]. 北京: 石油工业出版社, 2008.