GGY油田特低渗透储层沉积微相测井多参数定量评价

2016-05-07景成蒲春生俞保财王博周游

测井技术 2016年1期

景成, 蒲春生, 俞保财, 王博, 周游

(1.中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东青岛 266580; 2.中国石油集团测井有限公司长庆事业部, 陕西西安 710200; 3.长庆油田第五采气厂, 陕西西安 710016; 4.中国地质大学(北京)能源学院, 北京 100083)

0 引言

GGY油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带东部,区域构造为一西倾大单斜,主要含油层系为三叠系延长组长6,该期发育受北东—南西物源方向控制的三角洲前缘亚相沉积,其最为有利的沉积微相为水下分流河道微相,边缘相发育水下天然堤和水下决口扇微相(合并为水下分流河道侧翼微相),河口坝不发育。受沉积、成岩、构造等因素的影响,该区储层致密(平均孔隙度8.5%,平均渗透率0.76 mD*非法定计量单位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同),为典型的低孔隙度、特低渗透率、非均质岩性油藏,具有沉积相控制岩性、岩性控制物性、物性控制含油性的特点。准确有效地圈定有利沉积微相带的规模和范围已成为该区特低渗透储层增储上产的重要保障[1-5]。

与该区长6特低渗透储层边缘相细-粉砂岩相比,以细砂岩为主的有利沉积微相岩性识别不明显,在沉积构造方面,各微相之间具有明显的特征,有利沉积微相以大中型交错层理与平行层理组合为主,边缘相以小型波纹层理、交错层理、水平层理为主。但这些沉积成因标志需要大量取心井岩心分析观察数据,要得到油田各类井层的沉积微相的划分则需要更多的岩心资料。油田这些资料很有限。该区来自于水动力作用反映的沉积能量控制下的岩性、物性差异不明显,有利沉积微相与边缘相,有效储层和无效储层之间的差异小,导致了在利用沉积成因标志识别和划分不同沉积微相时常常带来失误,形成了该区沉积微相划分评价分辨率低的特点。

本文鉴于沉积成因标志资料需要大量取心井岩心分析数据的局限性,从水动力作用的沉积能量与测井多参数相互匹配的角度出发,试图建立岩性到电性、沉积微相到测井相的定量化转换模型,把测井所采集到的大量信息系统、有序转化为特低渗透储层定量识别评价沉积微相的实用方法,从而有效避免利用砂层厚度或砂地比评价划分沉积微相平面分布带来的失误;基于该区各井沉积微相的测井评价,利用优势沉积能量厚度控制和划分出不同沉积微相带发育的规模和范围,为该区长6特低渗透储层预测和筛选相对高渗高产含油有利区提供有效方法。

1 沉积成因标志与测井响应关系分析

岩性、物性、泥质含量、粒度、垂向序列、分选性、砂体分布和形态、沉积韵律、沉积构造、测井等都是评价划分沉积微相重要的成因标志,它们在不同微相上都有各自明显的反映和洽当的匹配关系[6-9]。通过分析GGY油田长6储层相关重要的划相沉积成因标志,总结了该区有利微相水下分流河道、边缘相水下分流河道侧翼及非储层相分流间湾分别在岩性、沉积构造等主要沉积成因标志的特征(见表1)。

表1中,不同沉积环境中所产生的水动力条件决定着这些成因标志的特征,水动力作用的变化对岩石的物理性质的变化起着控制性作用,如地层的放射性、自然电位、导电性、声波的传导性等,特别是自然电位(SP)和自然伽马(GR)测井响应特征与沉积环境有着密切的关系,它们在不同沉积相带中有明显的差异,自然电位测井曲线减小幅度反映泥质含量、分选性及粒度等沉积特征;自然伽马减小幅度的高低不仅可以反映泥质含量的高低,而且反映粒度中值的大小;同时,沉积能量厚度反映在水动力条件下砂体的沉积时间厚度。不同水动力条件下造成不同沉积环境在泥质含量、分选、粒度等方面的特征都具有不同的测井响应特征。上述这些岩石物理性质的变化特征正是测井响应沿井眼深度的地球物理响应特征。因此,可以利用测井响应特征对上述成因标志在纵、横方向上的变化进行反馈,将准确建立的取心井岩电关系推广至非取心井,准确反映出非取心井储层的基本特征,成为一种有效识别沉积微相的途径[6-9]。

表1 研究区特低渗透储层分类沉积微相主要沉积成因标志特征对比表

2 沉积微相测井多参数定量评价

2.1 不同类别沉积微相测井响应特征及其敏感性

在特低渗透储层致密化的大背景下,有利微相与过渡相在测井曲线的幅度和形态上虽具有各自的特点,但测井曲线的幅度在划分不同类型沉积微相中具有特别明显的反映和分辨率(见表2、图1至图4),因此,选用反映岩性、物性、泥质含量、粒度中值、分选等沉积成因标志的测井响应参数的幅度值能很好地满足划分不同类型沉积微相的需要。

通过对该区200余口探井长6取心段沉积成因标志鉴定的有利沉积微相水下分流河道和边缘相水下分流河道侧翼的测井响应统计分析,表明不同类型沉积微相的测井响应特征及其评价划分沉积微相的参数敏感程度明显不同。表2、图1至图4中,有利沉积微相水下分流河道与边缘相水下天然堤和决口扇微相的测井响应特征差异大,水下天然堤和决口扇微相的测井响应特征差异小。鉴于水下天然堤和决口扇微相同属沉积能量厚度较小的致密相储层,在其岩性、物性、粒度、沉积构造等方面基本相似,往往是致密层或干层,少有差油层,大多为无效储层,因此,将两者合并为水下分流河道侧翼微相。其中自然电位及自然伽马测井在评价划分有利微相水下分流河道和边缘相河道侧翼的参数分布范围以及相对于泥岩的减小幅度(减小系数)的差异最大,识别沉积微相最为敏感(见表2、图1);声波时差和微电极测井在评价划分不同类型沉积微相的参数分布范围及变化幅度的差异较明显,评价划分沉积微相较敏感(见表2、图2、图3);电阻率测井在评价划分沉积微相的分布范围及变化幅度的差异不明显,识别沉积微相的敏感性较差(见表2、图4)。这些测井响应参数在有利微相和过渡相上的差异特征为特低渗透储层沉积微相的评价划分提供了十分有效和相互匹配的信息。

表2 研究区特低渗透储层分类沉积微相测井响应参数分析对比表

注:表2中减小系数为测井响应相对于泥岩值的减小程度,微电极差为微电位与微梯度测井值之差。

图1 分类沉积微相自然电位与自然伽马关系图

图2 分类沉积微相自然电位与声波时差关系图

图3 分类沉积微相自然电位与微电极差关系图

图4 分类沉积微相自然电位与深电阻率关系图

2.2 分类沉积微相定量综合评价指标体系的建立

任何一种测井曲线或测井方法都可以评价储层岩性、物性及其含气性质,但其评价划分的能力及程度不同。在利用测井响应参数划分沉积微相时会出现不同微相之间的界限不明显,这反映出不同测井响应参数划分沉积微相的敏感程度的不同。采用灰色理论集成,利用上述敏感性较好的测井响应参数,结合不同类别沉积能量厚度的大小,计算统计平均数据列(标准数据列)X0i={X0i(1),X0i(2),…,X0i(n)},以此作为该区长6储层沉积微相综合评价划分指标体系,各测井响应参数都能从不同角度对有利沉积微相及边缘相进行定量表征,对于处于交叉处的数据采用不同测井响应参数相对于不同类别沉积微相指标的离散程度的大小判断,兼顾各测井响应参数的敏感程度,采用专家鉴别以确保划相的准确性。通过对各参数指标分辨率与准确率组合分析,赋予各项评价参数不同的权值,根据该区不同类别沉积微相测井响应特征敏感程度对评价指标权值进行调整[10-12]。自然电位和自然伽马测井反映沉积微相的岩性、泥质含量、分选及粒度等重要的沉积成因标志,它们评价划分沉积微相类型最为敏感,分别赋予最大权重,声波时差和微电极测井分别反映沉积微相的孔隙性和渗透性,分别赋予相应权重。建立起GGY油田长6特低渗透储层有利沉积微相及边缘相测井多参数综合评价的5个指标及其权值(见表3)。

表3 研究区特低渗透储层有利沉积微相和边缘相测井多参数综合评价指标体系

2.3 沉积微相测井多参数定量化评价方法

根据上述沉积微相分类参数、标准及权系数,利用灰色系统沉积微相综合评价方法,可以有效评价特低渗透储层沉积微相类别。实际作灰色多元加权归一处理时,由于采用数据列量及其单位初值不同,一般利用矩阵作数据列伸缩处理后,再对系统包含的各种因素(包括已知的和未知的)按数据单位类别进行标准化,使之产生无量纲、归一化的数据列[10-12]。

初始评价数据列X、被比较数据列X0i表示为

X={X(1),X(2),…,X(n)}

(1)

X0i={X0i(1),X0i(2),…,X0i(n)}

(2)

采用地层评价参数及层点数据标准化方法对地层评价数据列X、被比较数据列X0i进行均值处理,使之成为无量纲、标准化的数据X0(k)、Xi(k)

(3)

(4)

采用层点标准指标绝对差的极值加权组合放大技术,计算灰色多元加权系数[10-12]

(5)

(6)

把数据列作矩阵处理后,采用最大隶属原则,把Pmax=max{Pi}作为沉积微相灰色综合评价的结果,根据数据列的值评价结果的可靠性及精度,实现了对该区长6有利沉积微相及边缘相的测井多参数综合评价和定量分析。

2.4 实例分析

图5 研究区TX2井长期特低渗透储层沉积微相测井多参数综合评价成果图

3 基于测井评价的特低渗储层沉积微相平面分布

以GGY油田区域沉积背景为基础,通过分析单井相序特征,结合连井剖面微相分布特征,采用优势相原则,将利用灰色理论沉积微相测井多参数综合评价的各单井沉积微相类型投放到平面上,以优势沉积能量厚度平面分布控制骨架砂体发育范围,这样不仅可有效的划分出该区特低渗透储层有利微相水下分流河道和边缘相水下分流河道侧翼发育的规模、形态和范围,而且避免了利用砂层累加厚度或砂地比评价划分沉积微相带来的失误。

图6 研究区长期特低渗透储层沉积微相平面分布成果图

4 结论

(1) 通过对GGY油田长6不同类型沉积微相成因标志与测井响应特征关系的分析,阐明了水动力作用下的沉积环境变化对岩石的物理性质的变化起着控制性作用。把测井所采集的大量信息,系统、有序地转化为特低渗透储层定量识别评价沉积微相的实用方法建立准确沉积微相到测井相的定量化转换模型,利用测井多参数指示沉积能量变化反馈有利沉积微相与边缘相的变化特征。

(2) 通过对该区200余口探井长6取心段沉积成因标志鉴定的有利沉积微相水下分流河道和边缘相水下分流河道侧翼的测井响应统计分析表明,不同类型沉积微相的测井响应参数分布范围和幅度及其评价划分沉积微相的参数敏感程度明显不同。自然电位及自然伽马测井识别沉积微相最为敏感,声波时差和微电极测井较敏感,电阻率测井的敏感性较差,这些测井响应的差异为特低渗透储层沉积微相的评价划分提供了十分有效和相互匹配的信息。

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