远探测声波技术在碳酸盐岩储层改造中的应用

范文同，刘冬妮，程红伟，位江巍，朱 雷，吴红军

(1.中国石油塔里木油田分公司 油气工程研究院，新疆 库尔勒 841000；2.中国石油长庆油气田公司 采油一厂，陕西 西安 710000；3.中国石油塔里木油田分公司 勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000)



远探测声波技术在碳酸盐岩储层改造中的应用

范文同1，刘冬妮1，程红伟2，位江巍1，朱 雷3，吴红军1

(1.中国石油塔里木油田分公司 油气工程研究院，新疆 库尔勒 841000；2.中国石油长庆油气田公司 采油一厂，陕西 西安 710000；3.中国石油塔里木油田分公司 勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000)

准确的储层综合评价是储层改造的前提，常规测井可以准确描述井筒储层的发育情况，而远探测声波测井技术可以探测井旁约30 m以内的储层发育情况，二者结合，可使储层描述更为精细。介绍了远探测声波测井技术在碳酸盐岩储层综合评价和储层改造设计中的应用。借助远探测声波测井技术提供的井旁储层发育层段可以更准确地确定射孔和改造层段，结合井旁储层发育的规模可以优化设计改造液用量。改造后的酸压测试解释得到的井旁储集体发育特征与远探测声波测井技术解释结论相吻合，二者资料相互印证，证实了远探测声波测井技术资料的可靠性及其在优化储层改造设计的成功应用。

远探测声波；储层改造；储层综合评价；改造设计

碳酸盐岩油气藏已成为塔里木盆地最主要的油气储量和产量的增长点。碳酸盐岩地层岩性复杂，储集空间及储集层类型多样，具有强烈的非均质性，这给储层改造综合评价带来了挑战性的难题。利用常规测井并结合成像测井资料，能够评价缝洞性碳酸盐岩储集层类型、流体性质，定量计算储集层参数，准确评价储集层的有效性[1-5]。但受目前测井技术径向探测深度的制约，目前测井仅能够对井筒附近2～3 m的储集层作出评价。对于碳酸盐岩地层，井筒钻遇储集层不好，井旁可能有储集体发育。远探测声波反射波成像测井能够探测井眼外约30 m内的地层声阻抗异常，反映井旁储层发育情况[6,7]。在储层综合评价中将远探测声波与常规测井资料有机结合，可以提高对缝洞性碳酸盐岩储集层的综合评价能力，这对储层改造井段的确定和改造设计尤为重要。

1 远探测声波测井原理

1.1 基本原理

远探测声波反射波成像测井的原理与二维地震方法相似，测量的主要目的是用反射纵波对地层的反射面进行成像。当仪器上的声源被激发时，其产生的声波可以按照传播方向分为2类。一类是直接沿井传播的波,包括滑行纵波、滑行横波、导波以及斯通利波,即井中的模式波；另一类是声源辐射到井外的能量,它在地层中被地质构造界面反射回到井中并被仪器的接收器所接收,这些波在声波测井中称为反射波，它们的振幅比起井中的模式波通常要小得多。当测井仪器位于地层的上部或下部时，声波能量在地层的下界面或上界面反射回来被接收器接收，这些波即为测井声波中的反射波[8,9]。因此对这些反射波进行偏移处理，以得到井筒附近储集体的波阻抗图像(图1)。

1.2 主要功能

远探测声波反射波成像测井不仅能对井筒之外约30 m范围内与水平面夹角的探测范围为20°～90°的断层、界面、缝洞储集体进行清晰成像，而且能够给出井旁构造距井筒的距离、裂缝纵向发育高度、裂缝角度等基本信息；并且还能定性识别井旁缝洞储集体的发育规模及其距井筒的距离。

图1 声波反射波测井原理及其探测范围Fig.1 The principle and detection range of the reflected wave of acoustic wave

1.3 典型储层响应特征

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储集层基质孔隙度很低，储集空间以次生的孔、洞、缝为主，不同的储集类型在远探测声波测井图像上有不同的响应特征[1,10,11]。远探测声波测井通常出两道图像，一道下行波反射波成像图，左右值坐标指示从左到右，距离井筒变近；一道上行波反射波成像图，左右坐标指示从左到右，距离井筒变远；颜色指示从地层接收到的声波强度强弱，从蓝到红指示反射强度增大(图2)。

图2(a)井旁裂缝。若井旁(或过井筒)发育裂缝，在远探测声波测井上行、下行波图像上会出现一条连续的、过井筒的声阻抗反射信号，并且发育井旁裂缝的层段一般都伴有过井筒的裂缝。

图2(b)溶蚀孔洞。孔洞型储集层一般是在原生孔隙发育的地带经过溶蚀改造或沿着缝合线、裂缝面溶蚀扩大形成的。远探测声波反射波成像测井解释成果图的上、下行波均表现为杂乱无章的斑点或斑块，没有规则的反射界面，且整体的反射强度不是很强。

图2(c)洞穴型。当钻遇洞穴时，测井易于识别。在微电阻率成像测井图像上表现为由极板拖行而产生的暗色条带夹局部亮色团块或所有极板全是黑色。在远探测声波反射波成像测井图中，洞穴发育井段上行波和下行波都有很强的声波反射信息，洞穴上、下部也存在一组强反射声阻抗界面，是洞顶、洞底的裂缝面所引起的强反射，这与成像测井有一定的对应性。

图2(d)井旁致密。当测量井段井旁储层致密，储集体不发育时，远探测声波反射波成像测井图中没有明显的反射体。

上述井旁储集层典型响应特征图如2所示。

图2 不同储层类型远探测声波测井典型响应特征Fig.2 The typical response of remote detection acoustic wave from the different reservoirs

2 远探测声波技术在储层改造设计中的应用

2.1 储层综合评价

A2井位于构造东斜坡北部较低部位，紧邻优质海相烃源岩，油气源充足，奥陶系良里塔格组顶面具有典型的岩溶风化壳地貌特点，该井处于岩溶发育的有利部位。该井试油段距强振幅中心约30 m，平面图上良里塔格组储层主要表现为大面积连片的强振幅区(图3)。

远探测声波技术在测井处理综合图中通常以图像形式标示(图4)。图4中第1道为岩性道，包含自然伽马、井径等曲线；第2道为深度道；第3道为钻井取心道；第4道为气测显示；第5道为电阻率曲线；第6道为孔隙度测井信息，包含声波、中子、密度曲线；第7～9道为测井解释的孔洞孔隙度、裂缝孔隙度和地层渗透率曲线；第10道为成像测井道；第11道为测井解释岩性；第12道为测井解释的储层级别；第13、14道为远探测声波测井得到的图像。气测录井在6 721～6 724 m井段有气测显示有一3 m气层，气层全烃值由0.25%上升到11.32%，C1组分由0.002 3%上升到9.126 7%，该层组分齐全(钻井液密度为1.10 g/cm3)。在6 725.33～6 733.53 m(录井井段)取心1筒，获0.77 m荧光岩心。后效全烃值最高为4.48%，组分齐全。测井解释该井奥陶系良里塔格组储集层段岩性致密，储集层较差，孔隙度小于1.8%,电阻率大于1 000 Ω·m，成像测井在该井段仅解释出1条过井筒的0.4 m高的裂缝。常规测井解释井眼附近储层不发育，综合评价为Ⅲ类储层。

但远探测声波测井解释结果显示，该井在井筒5 m之外存在强反射声阻抗界面，解释该井段为井旁裂缝层段，层厚26 m，距离井筒约5～10 m，综合分析认为该界面是有裂缝界面引起的强反射(图4)。该井对储层段进行裸眼常规测试过程中开井流动压力曲线呈一条直线，关井压力恢复缓慢，压力曲线反映测试层为特低渗透性储集层。为获取地层产能，必须进行储层改造。

图3 A2井过井十字地震剖面Fig.3 The seismic cross-section of A2 well

图4 A2井测井处理综合Fig.4 The well-logging comprehensive chart of A2 well

2.2 储层改造设计

远探测声波测井技术在储层改造设计中主要用来综合评价储层，可以使储层改造技术人员了解井筒附近储集体的发育情况，借此来优化射孔层段及改造用液规模，以期得到最好的改造效果。储层改造井段的选取通常参考测井解释结论，本井测井解释三类储层井段，6 720～6 730 m，共计10 m。按照常规的改造经验，改造井段只选择测井解释结果较好的层段，即三类储层6 720～6 730 m井段。本井新增加的远探测声波测井技术成像显示：井旁储集层较发育，在6 719～6 745 m井段发育明显的反射体，解释为井旁天然裂缝，距离井筒距离约5～10 m。综合测井解释结论，优化选取本井6 713～6 745 m井段作为改造对象。

改造工艺方面，参考以往碳酸盐岩储层改造经验，拟采用大规模前置液造长缝、沟通近井筒储集体和远井筒可能存在的储集体，提高泄油气面积。泵入酸液采用交联酸与胶凝酸多级注入方式以提高人工裂缝的导流能力，最大程度获取地层产能，提高单井产量。采用酸压设计软件进行三维数值模拟，得到结果为：酸蚀缝长83 m左右，酸蚀缝宽2.85 mm，酸蚀缝高39.7 m。酸压模拟使用液体总计500方，其中压裂液用量240方，酸液用量260方，该井酸压设计泵注程序如表1所示。

表1 A2井酸压设计泵注程序

2.3 改造效果后评估

通过对A2井酸压施工曲线进行分析，该井在挤注胶凝酸过程中油压平稳上升，指示人造裂缝向前延伸，没有沟通裂缝、孔洞储集体的明显迹象。在挤交联酸后期和挤交凝酸期间，在排量稳定的情况下，泵压出现了持续下降，说明人工裂缝沟通了井筒附近的有利储集体。停泵测压降20 min，压力下降了30.6 MPa，指示地层吸液能力较强，沟通的储积体物性好(图5)。采用酸压后评估软件拟合人工动态裂缝， 拟合得到的人工裂缝长度177.4 m，动态裂缝高度40.4 m，人工酸蚀裂缝长度90 m左右，平均酸蚀裂缝宽度0.19 cm，最大酸蚀裂缝导流能力360 mD·m，酸蚀裂缝几何尺寸模拟如图6所示。

图5 A2井酸压效果分析Fig.5 The acid pressure effect analysis of A2

图6 A2井酸压裂缝几何尺寸Fig.6 The hydraulic fracture shape of A2

该井酸压后采用5 mm油嘴求产，折合日产油:15方、日产气113 284方。

通过酸压施工的压力数据拟合得到的裂缝半长与导流能力关系曲线分析，人工裂缝在向前延伸到8 m左右时，遇到井旁缝洞储集体，延伸至36 m左右，裂缝穿过井筒缝洞体(图5(b))。酸压测试解释成果与远探测声波测井技术解释结论相互印证，证实了远探测声波反射波成像资料的可靠性及其在优化储层改造设计的成功应用。

3 结 论

1)远探测声波测井技术结合常规测井资料可以综合评价井筒及井筒附近的储层发育情况；

2)储层改造设计方面，借助远探测声波测井技术和常规测井资料，可以细化改造层段，优化改造规模，使储层改造设计更为合理和准确；

3)由于该技术探测范围有限，而储层改造动用的地层范围尺度更大，其解释成果在应用到改造设计时应予以充分考虑。

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The Application of Remote Detection Acoustic Wave Technique to Carbonate Reservoir Reconstruction

Fan Wentong1,Liu Dongni1,Cheng Hongwei2,Wei Jiangwei1,Zhu Lei3,Wu Hongjun1

(1.ResearchInstituteofPetroleumEngineering,TarimOilfieldCompany,KorlaXinjiang841000,China;2.No.1OilProductionSite,ChangqingOilfieldCompany,Xi'anShanxi710000,China;3.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,TarimOilfieldCompany,KorlaXinjiang841000,China)

Accurate reservoir evaluation is the premise of reservoir reconstruction. The conventional logging can describe accurately the developmental condition of wellbore reservoir,but the logging technique of the remote detection acoustic wave is capable to detect the developmental condition of reservoir nearly 30 meters beside a wellbore and combination of two could more accurately describe the reservoir. This paper introduces the application of remote detection acoustic wave logging technique to reservoir reconstruction in carbonate formation. The reservoir development section of the well provided by the remote detection acoustic wave logging technique can determine accurately the perforation and transformation layer and it can design optimally the consumption of reforming liquid. The post-performance of acid pressure test indicates that the reservoir developmental characters nearby well is the same as the interpretation results of remote detection acoustic wave logging technique. The result shows that this technique is reliable and has an effective application in optimal reservoir reconstruction.

remote detection acoustic wave; reservoir reconstruction; reservoir evaluation; reconstruction design

1672—7940(2016)06—0701—06

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.06.003

国家科技重大专项(编号：2011ZX5046-4)

范文同(1983-)，男，工程师，硕士，主要从事储层改造及测井工程应用方面研究工作。E-mail: fanwt-tlm@petrochina.com.cn

P631.5

A

2016-09-10