白云岩储层电成像视地层水电阻率流体识别技术

2017-04-25李庆峰李晓峰刘岩

测井技术 2017年4期

李庆峰, 李晓峰, 刘岩

(大庆钻探工程公司测井公司, 黑龙江大庆 163412)

0 引言

塔里木东南区块碳酸盐岩储层岩性以石灰岩和白云岩为主,常伴生有硅化岩存在,而主要的含气储层岩性为灰质白云岩。储层多为双孔隙介质,虽发育有裂缝和孔洞,但非均质性强,基质孔隙度低,物性相对较差。由于储层基质孔隙度值低,岩石电性响应主要受岩石骨架的影响,而地层流体的贡献较小,为流体类型的识别增加了的难度[1-5]。

在目前的测井信息中,双侧向测井曲线由于探测深,可反映近原状地层的电阻率特征,通常被作为孔隙流体识别的重要依据,在塔东区块也同样见到了较好的应用效果。同样作为电阻率测井的微电阻率扫描成像测井,与双侧向测井相比较,由于仪器结构原理的不同,探测深度浅,只能探测到冲洗带地层信息,但是电成像测井依然存在着自身的优势,高分辨率和高井眼覆盖率使其获得了更多的井壁附近的地层特征。随着电成像资料处理技术的不断进步[6],应用适当的解释模型及数学算法,结合相应的图像处理方法,便可获得井周附近的孔隙度分布及视地层水电阻率分布特征。

通过对比不同流体类型储层的视地层水电阻率谱的分布特征,提取特征参数建立流体识别图版,在塔里木中部及北部油田中低孔隙度渗透率石灰岩储层的油水识别中见到了很好的效果。本文中尝试应用视地层水电阻率谱分布特征及其特征参数,探索其在塔里木东部地区灰质白云岩储层中进行气水层识别的可行性。

1 储层特征

研究区地层岩性主要以亮晶细砂屑灰岩、粉屑灰岩、砾屑砂屑灰岩、亮晶生屑鲕粒灰岩、粗晶白云岩、中细晶白云岩及粉晶白云岩为主,灰岩储层储集空间主要是粒间、粒内、晶间溶孔、微裂缝及沿构造微裂缝发育的溶孔,部分构造裂缝多被方解石胶结;云岩储层的储集空间主要是晶间孔、晶间溶孔及裂缝。整体看本区的储集空间以溶蚀孔、洞、缝为主的双孔隙空间,形成非均质性较强的双孔隙介质储层。通过该区8口井124块岩心统计,孔隙度主要分布在0.2%～3.5%之间,渗透率在0.01～0.1 mD*非法定计量单位,1 mD=9.87×10-4 μm2下同,属特低孔隙度渗透率储层。

2 视地层水电阻率谱识别储层流体性质的原理

塔东地区碳酸盐岩储层的储集类型为孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型,由于孔隙、裂缝在地层分布的非均质性,泥浆对缝洞侵入的随机性加大。在油气层段,由于油气本身的电阻率值较高,高电阻率背景下泥浆侵入的随机性增大,加之含油气饱和度的变化,则导致视地层水电阻率波动性较大。相反在水层段,由于低电阻率背景下的泥浆侵入,视地层水电阻率有波动性但相对较小。

微电阻率扫描成像测井的高分辨率和高井周覆盖率优势,为碳酸盐岩双孔隙介质条件下的泥浆侵入导致储层视地层水电阻率(Rwa)的波动变化提供了识别手段。对于水层,计算视地层水电阻率数值分布相对均匀,普遍较小,径向上离散性弱,视地层水电阻率谱方差小;对于油气层,依据成像资料获得的视地层水数值大小分布不匀,且普遍偏大,径向上离散性强,视地层水电阻率谱方差大(见图1)。

图1 油气、水层视地层水电阻率分布示意图

3 电成像视地层水电阻率谱的计算

应用电成像测井资料计算视地层水电阻率谱的基本原理是基于阿尔奇公式。首先,将电成像测井资料经浅侧向电阻率逐点刻度,刻度后的成像信息实质上是井壁附近冲洗带的电导率图像。利用阿尔奇关系式可将每个钮扣电导率转换成孔隙度,再根据成像资料计算孔隙度的方法利用常规求取的总孔隙度和相关深度的浅侧向测井电阻率值,计算成像资料每个像素的视地层水电阻率。这样在给定长度的窗口内,所有的像素点都可以计算出一个视地层水电阻率值,对视地层水电阻率的数值进行直方图频率统计,就生成频率分布曲线。根据其分布,可以了解其窗口对应的地层中视地层水电阻率大小的分布情况,得到视地层水电阻率分布谱[7-8]。

4 流体识别标准的建立

4.1 含不同流体储层及非储层视地层水电阻率谱特征

应用上述方法对研究区内已试油井的测井资料进行处理。以A井图2为例,第1道为静态成像成果图,第2道为深度道,第3道为储层的总孔隙度,第4道为孔隙度分布谱,第5道为成像资料视地层水电阻率分布谱,第6道为视地层水电阻率分布谱提取的均值与方差。通过与试油结果对比分析,总结不同流体性质储层视地层水电阻率谱特征。

A井酸压5 990.8～6 116.4 m井段,日产气107.8×104m3,试油结论为工业气层。在视地层水电阻率谱成果图上(见图2),静态成像成果图整体上有亮有暗,视地层水电阻率分布峰值较大,向地层水电阻率值大的方向偏移,分布区间较宽,提取的均值和方差均较大。

图2 气层视地层水电阻率谱特征

B井6 701.2～6 730.6 m井段静态成像成果图整体上以暗色为主,成像成果图上显示裂缝、孔洞较发育,视地层水电阻率谱分布峰值小,且分布比较窄,视地层水电阻率的均值和方差值均较小,为明显的水层特征(见图3)。

图3 水层视地层水电阻率谱特征

C井6 907.0～6 922.0 m井段,静态成像成果图整体上以亮色为主,视地层水电阻率分布峰值较大,向地层水电阻率值大的方向偏移,分布区间较宽,提取的均值和方差均较大。该井段常规处理孔隙度为1.2%,成像图上裂缝、孔洞均不发育,为典型的干层(见图4)。

图4 干层视地层水电阻率谱特征

通过上述视地层水电阻率谱的特征对比分析,对于水层,具有明显的特征谱,易于识别,而对于含气储层和非储层,则视地层水电阻率谱的特征具有一定的相似性,对于气层的识别存在一定的影响。

4.2 视地层水电阻率谱均值与方差参数提取

为了应用视地层水电阻率分布谱进行气层与水层识别,引入均值和方差参数。

均值代表视地层水电阻率分布谱中主峰偏离基线的程度,一个深度点视地层水电阻率均值可定义为

我试着去切自己的鼻梁骨，他妈的还真是不疼。我为什么不疼？对了，死了的人是不懂得什么叫疼了。我又试着朝墙壁走过去，还真是他妈的给走过去了。墙壁竟然拦截不住我了。

(1)

式中,Rwai为计算的视地层水电阻率值,Ω·m;PRwai为相应视地层水电阻率的频数,像素点数。

方差(二阶矩)代表视地层水电阻率分布谱的宽窄,表征了视地层水电阻率分布谱分布的离散程度。可用式(2)进行计算

(2)

4.3 塔东地区流体性质识别图版的建立与完善

应用研究区块已有试油资料的3口井(A井、B井、C井)进行处理,提取视地层水电阻率的均值与方差,并建立储层流体性质识别标准(见图5)。图版能够对水层进行有效区分,但对于气层和干层区分的效果并不明显。

图5 研究区成像视地层水电阻率谱流体性质识别图版

针对这种情况,结合常规处理的储层孔隙度参数,对图版进行改进。将横坐标中的均值除以常规资料处理得到的有效孔隙度,建立该区新的流体性质识别图版(见图6),新图版中对于气层与干层的区分更明显。2015年对4口新钻探的电成像测井资料的视地层水电阻率谱进行了处理解释,应用上述已建立的图版进行了流体性质识别图版,与试油结果相比较,符合率达到91.7%,证明该方法在塔东地区产气的白云岩储层中具有很好的适用性。

图6 研究区成像视地层水电阻率谱流体性质识别图版

5 效果检验

研究区块新钻D井储层a和储层b,岩性分别为含灰云岩和灰质云岩,常规处理有效孔隙度分别为2.0%、3.1%,应用视地层水电阻率谱处理模块对电成像测井资料进行处理,提取均值与方差,与有效孔隙度相结合,在新完善的储层流体性质识别图版上均落在了气层区(见图7)。该段压后自喷+气举,日产气926 m3,试油结论为低产气层,与流体解释结论相符。