一种定量描述油气分布及富集程度的方法

程付启，宋国奇，王永诗，林会喜，金 强，崔健健

（1.中国石油大学地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.中国石化胜利油田分公司，山东东营257001；3.山东宝莫生物化工股份有限公司，山东东营257015）

一种定量描述油气分布及富集程度的方法

程付启1，宋国奇2，王永诗2，林会喜2，金 强1，崔健健3

（1.中国石油大学地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.中国石化胜利油田分公司，山东东营257001；3.山东宝莫生物化工股份有限公司，山东东营257015）

针对含油气盆地内油气分布与富集程度的定量描述问题，提出综合利用录井显示、测井解释、试油结论等资料的含油信息定量描述油气分布的方法；利用该方法计算沾化凹陷探井的油气集聚值，并分析油气的纵、横向分布特征。结果表明：按照3种资料可信度高低的优先顺序（依次为试油结论、测井解释、录井显示）进行计算可获得较真实的油气聚集值；油气聚集值可定量描述研究区油气的分布与富集情况，从而为勘探选区和钻探目标优选提供依据；沾化凹陷纵向上沙四段油气聚集值最高，应是油气勘探的重要方向；横向上北部深洼区（义283—义178一带）油气聚集值较高且连片分布，是沙四段最为现实的油气增储区块；该方法适用于钻井较多的中—高程度探区油气分布描述与增储区块预测。

油气分布；富集程度；定量描述；沾化凹陷

明确一个盆地或区带的油气分布和富集情况是评价其资源潜力、明确勘探前景和指导勘探部署的基础［1-4］。目前对油气分布和富集情况的描述多采用储量丰度（单位面积内的油气储量）、单储系数（单位体积油气层所含的油气储量）等参数［5-7］。这些参数仅适用于已上报储量的区块，不能描述储量区块外的油气富集情况，对以寻找新储量区块为目的勘探工作没有太大的指导意义。在探井数量较多的预探区，往往积累有丰富的岩心/岩屑录井、测井解释、试油等资料，包含着储层的含油信息，可以用以分析油气的分布情况［8-10］。以胜利油田东部探区为例，仅沾化凹陷就有探井1 700多口（50%以上分布在储量区外），不仅具有完整的录井和测井解释数据，还有1500多口井5600多层的试油数据。合理利用这些含油资料，对查明油气纵、横向分布及富集情况，进而指导勘探部署具有重要的意义。笔者提出综合利用录井、测井、试油3种资料定量描述油气分布的方法，并以沾化凹陷为例论述其建立过程和应用方法。

1 方法建立

根据油气勘探工作的相关标准［11-13］，在录井、测井解释和试油报告中应给出岩心/岩屑、储层的含油信息。利用录井、测井和试油资料定量描述油气分布与富集情况，关键是对资料包含的含油信息进行量化，并确定各资料的可信度。对含油气信息的量化，可根据各资料含油级别的划分标准，通过分级赋值来实现；3种资料的可信度，可通过与“真实”情况的比较来确定。

1.1 3种资料含油信息的分级赋值

岩心/岩屑录井、测井解释与试油资料中储层的含油级别均是根据一定行业标准来划分的。这些划分标准，可以作为量化含油信息的依据。

1.1.1 录井显示级别

以碎屑岩孔隙性储层为例，主要依据岩心/岩屑的含油面积占岩石总面积的百分比，将岩石含油级别划分为饱含油、富含油、油浸、油斑、油迹、荧光等6级，前5级的含油面积百分比分别为：大于95%、70%～95%、40% ～70%、5% ～40%、小于5%，荧光级别为肉眼看不见油迹而荧光对比级别大于6［11］。这里将最高显示级别“饱含油”赋值为1.00，根据富含油、油浸、油斑、油迹、荧光等级别的含油面积百分比，其分值分别为0.85、0.55、0.25、0.05、0.01。

1.1.2 测井解释成果

利用测井响应解释储层含油气性，主要是基于电阻率等测井对储层油、气、水饱和度计算［14-16］，其中较为常用的含油级别划分依据是可动水饱和度（Swm）与含油饱和度（So）［14］。受储层岩性、物性及油气性质影响，不同地区或层段的划分标准存在差异，胜利油田东部探区的碎屑岩储层，一般根据测井计算的含油饱和度，将测井解释级别划分为油层、含水油层、油水同层、含油水层、干层/水层5级，对应So分别为：大于60%、50% ～60%、40% ～50%、30%～40%、小于30% （滞留油气）。将含油饱和度60%（油层下限标准）赋值为1.00，则以其他含油级别的含油饱和度中值进行等比例计算，得到含水油层、油水同层、含油水层和干层/水层的分值分别为0.92、0.75、0.58、0.25。

1.1.3 储层试油结论

试油是利用专业的设备和方法对可能的含油气层段进行的直接测试工作。试油工作结束后，将油气产量与工业油流和干层的标准进行对比，并参考综合含水率（fw）值来划分储层含油级别。通常划分出油层、含水油层、油水同层、含油水层和水层/干层等5个级别［13］，对应的油气产量及综合含水情况分别为：工业油流且fw＜5%、工业油流且fw=5% ～20%、工业油流而fw＞20%、低于工业油流且fw高于干层、油气产量低于干层。由于工业油流标准与经济效益有关，受深度与钻探环境影响较大［17］，难以作为量化赋值的依据。对试油结论的量化主要依据综合含水率、油气产量，并参考测井解释级别的赋值情况来完成。将油层分值赋为1.00，则含水油层、油水同层、含油水层和水层/干层的分值为0.90、0.70、0.50和0.20。

1.2 3种资料可信度确定

受工作方式、施工条件及地质多解性的影响，通过录井、测井与试油所得的含油信息与储层实际含油情况会有一定出入。这里定义油气富集程度计算时，某一资料可以依赖的程度为该资料的可信度（C）。为了消除资料类型带来的计算误差，在含油性评价时需考虑所用资料的可信度。各资料的可信度可以通过计算其所给含油信息与储层实际含油情况的符合率来确定。

1.2.1 试油结论的可信度

根据油气勘探程序，试油是在制定开发方案之前确定目的层段含油情况的最后一项工作。它是在利用地震、钻井录井、测井等手段初步确定储层含油的基础上，对储层含油性进行的直接测试工作［18］。因此试油资料所提供的含油信息最为可靠，可以直接确定目的层的含油情况，并作为开发部署的依据，因此其可信度应为1.0。

1.2.2 录井与测井资料可信度

录井显示和测井解释的可信度可以通过计算其含油信息与试油结论的符合率来确定。为了确定沾化凹陷古近系碎屑岩储层录井显示和测井解释的可信度，对胜利油田EIS系统中3000多组该类储层的试油数据及相应的录井和测井解释数据进行了统计。结果显示，测井解释成果与试油结果的符合率为79.82%，录井显示与试油结果的符合率为50.18%，因此可将测井解释和录井显示资料的可信度分别定为0.8和0.5。

1.3 油气聚集程度的定量计算

对录井显示、测井解释和试油结论进行分级赋值并确定各资料的可信度之后，即可对各探井任意层段的油气聚集程度进行量化计算。这里将利用某一资料的含油级别分值（S）与该资料可信度（C）及储层厚度（D）的乘积定义为（由该资料得到的）该层段油气聚集值（A），即

式中，i为资料类型，可以是试油结论（T）、测井解释结果（W）、录井显示情况（L）。

若目的层段具有多种含油资料时，为了获得最为可信的油气聚集值应优先选用可信度最高的含油资料进行计算。根据上述3种资料可信度高低，在计算油气聚集值时，应按试油、测井、录井的先后顺序选用资料。例如，要计算某口井某储集层段的油气聚集值，若该层段已经进行了试油工作，可直接利用试油结论进行计算（A=AT）；如果未开展试油工作，则利用测井解释结果进行计算（A=AW）；若试油和测井解释工作均未实施，才利用录井显示资料进行计算（A=AL）。以罗58井沙四上亚段为例，说明油气聚集值的计算过程。

罗58井位于沾化凹陷渤南洼陷西南部，钻探目的是为了揭示罗58块沙四上亚段的含油气情况。该井沙四上亚段（2 562～2 584 m）共见录井显示7层，测井解释8层，并根据测井解释结果进行试油3层（图1）。由图1可知，录井显示与测井解释、试油的深度段并非完全重合，为了充分利用3种含油资料，对计算单元（含油层）进行了重新划分，共划分出20个计算单元（图1、表1）。根据各计算单元具有的含油资料情况，以及上述资料优选规则，利用公式（1）可以计算出各单元的油气聚集值（表1）。各单元油气聚集值求和，即为沙四上亚段的油气聚集值，为7.96。

图1 罗58井沙四上亚段含油信息Fig.1 Es4oil-bearing information of well Luo58

表1 罗58井沙四上亚段油气聚集值计算单元、资料情况与计算结果Table 1 Es4calculating units，data types and oil enrichment values of well Luo58

2 应用实例分析

利用上述方法和步骤，通过计算程序编制与运行，完成了沾化凹陷1 500余口探井古近系油气聚集值的计算。为了揭示油气在纵、横向上的富集情况，对每口井的油气聚集值进行了分段计算（Ed、Es1、Es2、Es3s、Es3z、Es3x及Es4），并绘制了各层段油气聚集等值线图，为研究区下一步油气勘探方向的选择提供了依据。

2.1 油气纵向分布与勘探方向

利用每口探井上述7个层段的计算数据，可以求和得到各层段总的油气聚集值。从沾化凹陷7个层段油气聚集值的分布情况来看（如图2（a）），沙四段油气最为富集，占整个古近系油气聚集量的25.25%；其次为沙一和沙三下亚段，分别占18.67%和17.27%；再次为沙二段与沙三中，分别占12.24%和11.35%；东营组与沙三上亚段油气富集程度较差，分别占8.42%和6.79%。这一结果与该区目前已探明油气的分布情况存在较大差异，从沾化凹陷已探明储量的层段分布来看（图2（b）），目前探明储量最多的层段为沙三中亚段，占整个古近系探明储量的30.26%；其次为沙二段与沙三下亚段，分别占18.89%和15.09%，再次为沙一段、东营组和沙三上亚段，分别占11.48%、10.41%和9.45%；而沙四段探明储量最少，仅占总探明储量的4.42%。

图2 沾化凹陷古近系油气聚集值与储量分布Fig.2 Oil enrichment value and reserve distributions in Palaeogene of Zhanhua sag

分析认为，油气聚集量与探明储量分布的差异，主要与前期的认识水平、勘探技术及勘探工作重点有关。研究区以往的研究主要集中沙三及其上部层段，对上部生（沙三下）储（沙三中、沙三上和沙二段）盖（沙一段）的认识比较清楚［19-21］。上部储层，特别是沙三中与沙二段一直是前期勘探的重点层系，所以探明的储量较多。沙三下亚段是沾化凹陷主力烃源岩段，油气聚集以滞留型非常规页岩油为主，受认识程度及定向钻井、压裂等技术的限制，一直未成为勘探的目的层段。已发现的4 000多万t储量，主要是受东营凹陷滩坝油藏启发，钻探发现的滩坝砂油藏（沙三下亚段上部）。沙四段由于埋藏较深，钻探成本高，加上研究程度低、认识薄弱，一直未开展大规模勘探，探明储量也最少。

从本次计算的油气聚集情况来看，沙三下页岩油气、沙四段深层油气应是沾化凹陷下步勘探的重要方向，且其巨大的勘探潜力已经在近几年的勘探中初见端倪。例如，胜利油田从2011年开始关注沙三下页岩油气，并于当年在渤南洼陷部署钻探了渤页平1井，该井在沙三下亚段水平钻井超过1 km，试油日产最高达7.46 t，累计产油116 t［22］。此外，还以沙四下深层为目的层，部署钻探了义184、义178、罗683等多口探井，均钻遇油层，其中义178井2013年初试油日产5.57 m3、气209 m3，累产原油289 m3。上述勘探成果显示了沙三段泥页岩油与深层沙四段的勘探前景。随着页岩油、深层油气成藏规律认识的提高，以及水平钻探、分段压裂等技术的进步，沙三下泥页岩与沙四段深层应是沾化凹陷增储上产的重要层系。

2.2 油气横向分布与勘探部署

利用各探井的油气富集值，绘制了上述7个层段的油气富集等值线图，明确了各层段的油气分布情况。将油气聚集等值线图与已上报储量区进行对比，可以确定各层段油气增储区块，为勘探部署提供依据。本文中以渤南洼陷沙四段为例进行分析。

渤南洼陷位于沾化凹陷中西部，是沾化凹陷沙四段主要沉积区［23-24］，也是探井密度较大的地区。从该段油气富集等值线图（图3）可以看出，该层段普遍具有油气显示，其中油气富集高值区主要分布在北部深洼带（义283—义178井区），呈现连片分布的特征，与目前的认识一致［25］。目前，最大的探明区块位于北部深洼带南侧（义176—渤深4块，探明储量3044.06万t），其余探明区块均较小、零星分布。从图3可以看出，已上报探明储量区均落在油气聚集高值区内，说明油气聚集值能够指示油气富集情况，未上报储量的油气聚集高值区应是沙四段下一步增储的区块。

在本次研究的基础上，结合成藏条件分析，胜利油田在北部深洼油气富集区部署了义282、罗682等多口探井，均钻遇油层，目前已在深洼带北部义282块上报控制储量3306万t。随着评价井的部署钻探，能很快实现储量升级，形成洼陷带油气探明区的连片。此外，罗家鼻状构造带的东西两翼及邵家地区，均存在油气聚集高值区，如西翼的罗14-垦7块、罗53块，东翼的罗37块。其中罗37块附近已有小块探明，加强评价有望找到大规模油气聚集。与北部深洼带相比，南部缓坡带的油气富集区深度较浅，钻探成本低、周期短，易于投产开发，也是沙四段理想的增储区块。

图3 渤南洼陷沙四段油气聚集等值线与探明储量叠合图Fig.3 Distribution of oil enrichment value and proved reserve of Es4in Bonan sub-sag

3 结束语

油气分布情况是勘探区带及钻探目标选择的依据，录井显示、测井解释与试油等生产资料包含了丰富的含油信息，通过对各资料可信度分析及含油信息的合理赋值，可以实现对预探区油气分布与富集的定量描述，将该方法确定的油气聚集情况与已发现储量分布对比，可以指导油气勘探选区与增储区块优选。

通过对沾化凹陷1500余口探井古近系油气聚集值计算，并与已探明区块的分布情况进行对比，发现沙四段油气集聚值最高而探明程度低，应是该区下一步勘探的重要方向；横向上，渤南洼陷的北部深洼区（义283—义178一带）油气集聚值较高且连片分布，是最为现实的增储区块。

需要说明的是，油气分布与富集情况是各油气地质要素与成藏过程合理配置的结果，本文中只是提供了利用生产资料定量描述油气分布的方法，在依此进行勘探方向及增储区块选择时，还要与研究区成藏条件分析及成藏过程研究相结合。

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（编辑 徐会永）

A method for quantitatively describing oil-gas distribution and enrichment

CHENG Fuqi1，SONG Guoqi2，WANG Yongshi2，LIN Huixi2，JIN Qiang1，CUI Jianjian3
（1.School of Geosciences in China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；2.Shengli Oilfield，SINOPEC，Dongying 257001，China；3.Shandong Polymer Bio-chemicals Limited Company，Dongying 257015，China）

In order to quantitatively describe oil-gas distribution and enrichment，a method for calculating enrichment value（EV）based on oil-bearing grade given by well logs，logging interpretations and well test data was established.The EVs of exploratory wells in Zhanhua sag were calculated and the distribution of oil and gas in paleogene was analyzed.According to the result，the robust EVs could be gained when higher credibility data is chosen preferentially.The EVs can be used to describe oil-gas distribution and enrichment and can guide to choose exploration district and drilling targets.According to the longitudinal distribution of the EVs，the fourth section of Shahejie Formation（Es4）in Zhanhua sag is the richest section in oil and gas.Horizontally，the richer area of oil and gas locates at deep area in north Bonan sub-sag（well Yi283-Yi178 area）.It is suggested that the Es4may be the most important exploration section，while the deep area in the north Bonan subsag may be the surest oil and gas reserve area.

oil-gas distribution；enrichment degree；quantitative description；Zhanhua sag

P 539.2

A

1673-5005（2016）01-0035-07 doi：10.3969/j.issn.1673-5005.2016.01.005

2015-08-11

国家重大专项（2011ZX05006-003）；中央高校基本科研专项（15CX02003A）

程付启（1978-），男，副教授，博士，研究方向为油气地质与地球化学。E-mail：chengfq9804@163.com。

引用格式：程付启，宋国奇，王永诗，等.一种定量描述油气分布及富集程度的方法［J］.中国石油大学学报（自然科学版），2016，40（1）：35-41.

CHENG Fuqi，SONG Guoqi，WANG Yongshi，et al.A method for quantitatively describing oil-gas distribution and enrichment［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2016，40（1）：35-41.