阵列感应测井在红河油田油水层识别中的应用

刘 颜，刘 超，谢锐杰，陈雨霖



阵列感应测井在红河油田油水层识别中的应用

刘 颜1，刘 超2，谢锐杰1，陈雨霖1

( 1.长江大学 地球物理与石油资源学院，湖北 武汉 430100；2.河南工业和信息化职业学院 资源环境系，河南 焦作 453700)

为了提高红河油田致密砂岩(低孔低渗)储层含油性的判别精度，引入阵列感应测井资料识别油水层。首先对比双感应和阵列感应测井资料，分析二者的异同点，充分利用阵列感应测井侧向探测深度大和分辨率高的优势，结合声波孔隙度、补偿中子测井曲线，构建识别油水层的敏感参数，进而确定该区域低孔低渗致密砂岩储层的油水层识别标准，新的识别标准能够提高测井解释符合率，为油田后期的勘探开发提供技术支撑。

红河油田；低孔低渗；阵列感应；油水层识别

( 1.GeophysicsandOilResourcesInstitute,YangtzeUniversity,WuhanHubei430100,China;2.ResourcesandEnvironmentDepartment,HenanCollegeofIndustryandInformationTechnology,JiaozuoHenan453700,China)

1 引 言

红河油田具有丰富的油气资源，但储量动用程度较低，延长组低孔、低渗致密砂岩储层存在岩性复杂、非均质性强、流体性质识别难度大等难点[1,2]，常规测井中双感应测井资料在薄层、油水层和裂缝等识别中存在局限性，阵列感应测井资料能真实反应原状地层电阻率和侵入特征，并在薄层识别、划分渗透层、识别油水层、计算储层参数等方面取得了更好的结果，对准确评价油气藏具有重要作用。本文利用阵列感应测井在油气识别和分析中的优势，对已获得的各类油气信息开展研究，弥补了常规测井的局限性[3-6]。

2 地质概况

鄂尔多斯盆地具稳定的坳陷构造盆地的性质，在构造上可划分为天环坳陷、伊陕斜坡、渭北隆起、晋西挠褶带、伊盟隆起和西缘逆冲带6个一级构造单元[7,8](图1)。现今构造面貌为一区域性西倾大单斜，坡降7～10 m/km，在极其平缓的构造背景上发育有两个方向的小幅度褶皱，以北东向为主，北西向为后期叠加的褶皱[9]。盆地以太古界和中元古界变质结晶岩系为刚性沉积基底，上覆中上元古界、下古生界、上古生界和中生界地台型沉积盖层、其中下古生界主要为海相碳酸盐岩沉积建造；上古生界由滨海沼泽和海湾泻湖相的交替沉积向河流—湖泊相沉积转化，主体为陆源碎屑沉积建造，仅早期发育有碳酸盐岩沉积夹层；中生界则为单一的河流-湖泊相陆源碎屑含煤沉积建造，尤其以三叠系延长组的湖泊三角洲沉积厚度大和分布范围广为最大特点，系鄂尔多斯盆地最重要的油气富集层位之一[7]。

红河油田位于甘肃省庆阳市和平凉市，面积约4 000 km2。大地构造上位于鄂尔多斯盆地西南部，构造区划上属于鄂尔多斯盆地天环向斜南端，天环坳陷在古生代表现为西倾斜坡(图1)，晚三叠世才开始坳陷，盆地西部在延长组时为沉降中心，侏罗纪和白垩纪坳陷继续发展，沉降中心向东部迁移，沉降带具有西翼陡东翼缓的不对称向斜结构[10]。本区块的油气普查始于20世纪70年代，在多口井中发现油气显示，之后在延长组、延安组有了重大的油气突破。

图1 红河油田构造位置[7]Fig.1 Geological position of Honghe oil field

3 阵列感应测井

哈里伯顿公司高分辨率阵列感应(HRAI)能够完成10个独立的测量(1个发射线圈，10个接受单元，每个接收单元2～3个接受线圈)，垂向分辨率可以选择1、2、4 ft厚度，探测深度可以选择10、20、30、60、90、120 in 6种深度，最后可以获得18条测井曲线，从与常规感应测井的对比来看，阵列感应测井资料能够反映地层真电阻率，对储层的分辨率较高，能够有效识别薄夹层。

几何因子理论是一种用来研究感应测井的近似理论，可以直观描述感应测井原理，直观解释周围地层对测量信号的贡献，是用来表示空间不同位置的介质对实际测量结果相对影响大小的一个参数。井下某一位置的视电导率通过感应测井仪在这一点测得，可以近似地看作是空间各个不同位置介质的几何因子与相应部分的电导率乘积的和，几何因子又分为纵向几何因子和径向几何因子，分别用于说明仪器垂直方向和径向方向上介质的影响，无论优选线圈系，软件聚焦，还是分辨率合成等等都离不开几何因子理论，常用的几何因子包括Doll几何因子、Born几何因子、Moran几何因子和Gianzero几何因子[11]。

4 含油性评价

红河油田储层属于低孔低渗储层，且含油饱和度低，泥浆电阻率普遍较低，换算到井下泥浆滤液电阻率主要集中在0.1～0.5 Ω·m之间，与地层水电阻率分布范围(0.07～0.40 Ω·m之间)较接近，从而使大部分井泥浆滤液电阻率与地层水电阻率相同或者接近，泥浆侵入特性变化规律不明显，导致双感应测井曲线分开不明显，不利于储层的划分，但阵列感应测井资料有不同探测深度的电阻率，能有效识别油水层。

4.1 油水层识别

在淡水泥浆条件下(泥浆滤液电阻率Rmf大于地层水电阻率Rw)，红河A1井1 846～1 850 m井段双感应电阻率曲线与八侧向电阻率曲线呈现明显负差异形态(即：深感应大于中感应)，为明显的水层特征，但阵列感应测井资料为近重合形态，而且电阻率值较高(约为40～50 Ω·m)，含油饱和度约为56 %，为红河油田低丰度油层特征，综合阵列感应等测井曲线特征和录井显示，测井解释为油层，测试结论为产油6.94 m3/d。所以阵列感应测井资料提供的信息比双感应—八侧向更准确，侧向分辨能力更强，受泥浆影响较小(图2)。

在淡水泥浆条件下(Rmf>Rw)，红河A2井2 068～2 082 m双感应曲线与八侧向曲线呈现较小的负差异形态，为红河油田低丰度油层或油水同层特征，阵列感应测井资料呈现为明显负差异形态，而且电阻率值较低(大约5～7 Ω·m)，含水饱和度100%，为明显的水层特征，综合阵列感应等测井曲线特征和录井显示，测井解释为水层，测试结论为产水13.26 m3/d。所以对红河油田低丰度油藏而言，阵列感应测井资料比双感应—八侧向测井在油水识别上更有优势(图3)。

图2 红河A1井阵列感应测井曲线及其解释结果(1 838～1 852 m)Fig.2 Array induction logs and interpretations of well A1 (1 838～1 852 m)

4.2 油水界面确定

在淡水泥浆条件下(Rmf>Rw)，红河A3井应用阵列感应测井资料对原状地层电阻率进行了计算，用不同径向探测深度的电阻率曲线的差异来识别储层的含油性。红河A3井21号层(2 092～2 110 m)双感应曲线在上下两段中曲线变化一致，都表现为高侵，上下两套砂体解释结论一致，都为含油水层。但在阵列感应曲线发现在该层的上下两套砂体有不同的侵入特征，上部(2 092～2 102 m)曲线基本重合，下部2 102～2 110 m，阵列感应测井曲线向下逐渐分开，径向电阻率差异逐渐增大，表现为增阻侵入，是典型的水层特征。砂体顶部(2 092～2 096 m)电阻率值较高，下部电阻率逐渐减小，呈现明显的上油下水的特征，测井资料与岩心资料有很好吻合性，含油地层岩心有黑色油渍渗出，含水地层，岩心则呈现灰白色(图4)。综合阵列感应测井曲线、岩心录井等资料，测井解释认为：顶部为油层，中间为油水同层，底部为含油水层。最后测试结论为：产油1.18 m3/d，产水5.23 m3/d。由于该储层含油饱和度较低，阵列感应测井曲线比双感应与八侧向测井曲线对含油饱和度的变化更为敏感，在砂体的上部和下部显示出不同的侵入特征，更好地指示了含油饱和度的变化。

图3 红河A2井阵列感应测井曲线及其解释结果(2 064～2 088 m)Fig.3 Array induction logs and interpretations of well A2 (2 064～2 088 m)

图4 红河A3井阵列感应测井曲线及其解释结果(红线对应岩心的顶部，蓝线对应岩心的底部)Fig.4 Array induction logs and interpretations of well A3

4.3 油水层识别标准

阵列感应测井与常规电阻率测井相比，主要优势在于测量的径向电阻率深度较深，基本可以探测到原状地层电阻率，同时阵列感应测井最多可以测量18条电阻率曲线，对于储层的侵入特征有很好的反应，不同地区不同地层由于侵入深度不同，阵列感应测井电阻率曲线与常规测井电阻率的对应关系也不尽相同。

红河油田不同地层的地层真电阻率和侵入带电阻率反应在阵列感应曲线上时，径向深度不完全相同。长6段能够更精确代表地层真电阻率和侵入带电阻率的为HT06和HT02，长7段能够更精确代表地层真电阻率和侵入带电阻率的为HT06和HT03，长8段能够更精确代表地层真电阻率和侵入带电阻率的为HT06和HT03，下面以长8段为例，用K值(K=HT06-HT03)和构建的几何因子G(G=CNL-PORAC)做交会图，建立红河油田长8段的油水层识别标准，区分油层和水层，图5中的数据点为测试结论。

油层和差油层电阻率以正差异为主，阵列感应60 in电阻率与30 in差值大于0，在0～2 Ω·m之间，中子孔隙度与常规计算孔隙度的差值小于8.5 %，在0 %～8.5 %之间；水层电阻率以负差异为主，阵列感应60 in电阻率与30 in差值小于0，在-2.5～0 Ω·m之间，中子孔隙度与常规计算孔隙度的差值在8.5 %以上，而油水同层中子孔隙度与常规计算孔隙度的差值分布较广，阵列感应60 in电阻率与30 in差值有正有负，即同层可能出现增阻入侵，也可能出现减阻入侵，这与该地区为低丰度油藏，同时地层水电阻率与井底泥浆滤液电阻率接近有关，造成了油水同层侵入特征规律性不强，通过该图版可以区分红河油田油层和水层，对油水同层的区分还需要结合其他测井资料进行进一步分析，通过图5可以建立红河油田阵列感应测井油水层识别标准(表1)。

图5 红河油田长8段阵列感应电阻率差值K和G值交会Fig.5 Cross plot of resistivity difference from array induction logs K and G value of the Chang 8 section of the Honghe oil field

试油结论G/%K/Ω·m油层<8.0>1油水同层>8.0,<8.5≥0水层≥8.5<0

5 应用效果分析

在实际测井解释评价中，应用阵列感应测井资料和油水层识别标准对红河油田其他井进行解释，取得了较好的效果。以红河A4井为例，在淡水泥浆条件下(Rmf>Rw)，双感应是负差异(中感应大于深感应)，为水的特征，但阵列感应是正差异，为油的特征，同时敏感参数G=7.3、K=6.5，显示为油层，综合解释为油层，试油结果为产油25.6 m2/d(图6)。

图6 红河A4井阵列感应曲线成果Fig.6 Array induction logs and interpretations of well A4

6 结 论

1)阵列感应测井径向探测距离大，能得到真实的原状地层电阻率，同时测得多条电阻率曲线，使得地层侵入特征明显。

2)阵列感应测井比双感应与八侧向测井组合对油水层的指示更加准确。

3)采用阵列感应测井和中子测井资料构建识别油水层的敏感参数，利用敏感参数绘制交会图提高了测井解释符合率。

4)根据红河油田阵列感应测井资料建立了该地区的油水层识别标准，能够提高该地区油气勘探开发的效率。

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The Discrimination of Oil and Water Layer by Array Induction Logs in the Honghe Oil Field

Liu Yan1,Liu Chao2,Xie Ruijie1,Chen Yulin1

To improve the discrimination accuracy of reservoir fluid in the low porosity and permeability sandstone of Honghe oil field, we employed array induction logs to identify oil and water layers. In this study, we compare the data of the dual induction and array induction logs. The array induction logs have a better lateral resolution and deeper detection depth. By combining acoustic porosity and compensated neutron logs, a sensitive parameter is constructed and can be used to discriminate oil and water layers. This method could improve the accuracy of logging interpretation and support the future exportation and development of oil field.

Honghe oil field; low porosity and permeability; array induction logs; discrimination of oil and water layerr

1672—7940(2016)05—0603—06

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.05.008

中石化工程公司项目(编号：SG13-09K)

刘 颜(1988-)，女，工程师，硕士研究生，主要从事测井资料解释学习与研究。 E-mail: 710428973@qq.com

谢锐杰(1965-)，男，教授，博士生导师，主要从事层序地层学和储层地质、地震资料的综合解释教学与研究。E-mail: xieruijie@yangtzeu.edu.cn

P631.8

A

2016-06-13