基于FLAIR技术识别储层流体

吴昊晟

(中法渤海地质服务有限公司，天津 300452)

郭明宇，刘坤

(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

赵澄圣，邓贵柏

(武汉时代地智科技股份有限公司，湖北 武汉 430000)

1 FLAIR技术的特点及解释方法

图1 改进的皮克斯勒模版

1.1 改进的皮克斯勒法及解释模版

20世纪60年代，皮克斯勒在烃比值数据统计分析的基础上建立了皮克斯勒图板，国内利用已减去背景值的C1～C5计算烃比值，建立半对数图版，并划分为4个区域[1～4]。

表1 改进的皮克斯勒模版流体判别临界值表

1.2 全烃-流体类型模版法及解释模版

φ(TG)=φ(C1)+2φ(C2)+3φ(C3)+4φ(iC4+nC4)+

5φ(iC5+nC5)+6φ(nC6)+7φ(nC7)+8φ(nC8)

(1)

图2 LZ凹陷φ(TG)-FT模版

式中：φ(TG)为全烃体积分数，10-6；FT为流体类型，无量纲；φ(C1)～φ(C8)为相应烃类的体积分数，10-6;i和n分别代表异构烷烃和正构烷烃。

以φ(TG)为纵坐标、FT为横坐标，采用双对数建立全烃-流体类型模版。根据研究区FLAIR检测数据计算φ(TG)和FT并绘制交汇点，结合测井、测试及实际生产结论划分出油、气、水层等区域界限(图2)。

1.3 流体指数法及解释模版

1.3.1衍生参数

1)油指数(Io)。储集层的含油情况主要取决于烃组分中的液态烃含量，液态烃含量越高，表明储层含油丰度越高。在标准压力和常温下，含有1～4个碳原子的烷烃呈气态，含有5～15个碳原子的烷烃呈液态[4]。因此，选择对油气反应敏感的参数Io反映储层的含油丰度，其计算公式为：

2)气指数(Ig)。天然气是以烃类气体为主的混合气体，主要成分为甲烷，其次为乙烷、丙烷和丁烷，除此之外还含有少量CO2、CO、H2S等。通常以甲烷的含量来表征储层的含气丰度，定义Ig计算公式为：

3)水指数(Iw)。储集层内含水分为储集层为纯水层和含油储集层遭受彻底改造的水层2种情况。纯水层成分单一，Io低，同时烃类组分苯类含量也较低，在油气水指数模版上表现为Io曲线在储集层内相对于上部地层无明显变化或者数值接近于0。改造后的水层，其孔隙中原有的油气会被水洗置换，孔隙空间主要被水和少量烃类溶解气充填。由于气体组分中苯和甲苯比正己烷、正庚烷和甲基环己烷组分更具有亲水性特征，因此，改造前后储集层中的苯和甲苯所占气体比例会出现明显差异，该差异能较好地指示储层的含水状况。选用苯和甲苯占所有气体组分的比值作为反映储层含水情况的参数指标，称作水指数。在计算过程中，首先要对nC6进行校正，以便于与nC7同级数比较。校正系数(a)受油源、油质影响较大，因此需参考邻井试油的FLAIR检测资料，a计算公式为：

式中：m为针对某储层的常数，取值为该储层的有效厚度，无量纲。

将式(5)中求得的a代入Iw计算公式，即可得到Iw：

1.3.2建立模版

选择Ig、Io、Iw共3个衍生参数，在一个图形栏内成图。根据3条曲线的在剖面纵向上的变化趋势和参数范围，参考地质录井的岩性、含油性(荧光显示)情况，在数据分析与统计的基础上，根据试油及测试结论建立油气水指数的流体识别模版(图3)。根据3条曲线的特征及其变化趋势可以判断储层的油气水性质：①气层表现为Ig高值(一般Ig>95%)、φ(TG)高值、无荧光显示、烃组分以甲烷为主，少量乙烷和丙烷；②油层荧光显示好，Ig和Io两者对顶形成交叉状，同时Iw降低；③含油水层有荧光显示，与油层相比较φ(TG)明显降低，Ig降低的同时伴随Io略微抬升，但两者未形成交叉，且Iw小于2.0，Io大于20；④水层的Iw显著抬升，Ig明显比含油水层降低，Io变化不大，若同时伴随出现nC6、nC7和C7H14等含量明显降低，则表现为纯水层。

图3 流体指数解释模版

2 应用实例及效果

表2 K1井FLAIR气体数据及烃比值表

图4 K1井在改进的皮克斯勒模版上的投点

在改进的皮克斯勒模版(图4)中标记出2层(2113～2115m井段和2118～2122m井段)的5个烃比值，分层将5个点连成线，可以看出，2层均落在图版的油层区域，图版解释为油层。该井投产前对以上2层合层试油，日产油46.6m3，日产气733m3，试油结论为油层，图版解释与实际情况符合。

J3井位于LZ凹陷，在3125～3144m井段录井见荧光显示，岩性为细砂岩。FLAIR气测数据显示齐全(表3)。

表3 J3井FLAIR气体组分特征

图5 J3井在φ(TG)-FT模版投点

该层气体检测数据反映烃类各组分仍以轻烃C1～C2为主，其次为C3，而C4～C5含量较少，C6及以上组分微量，此外还有少量C7H8及C7H14。该层计算φ(TG)较低，仅为2099×10-6，FT为1.06。模版上投影落入水(干)层区域(图5)，该层试油无油流，图版解释与试油结论符合。

XX井在2150～2190m井段的FLAIR检测烃类组分数据如图6所示，其中各烃组分体积分数在解释的1、2、3号层有明显增高，在对应储层位置表现为Ig下降，同时伴随Io显著抬升，且两者对顶形成交叉；根据邻井检测数据计算该井a=0.35，从而得到Iw曲线，可以看出在2150m处Iw高达10，而在2156～2187m井段Iw呈现下降，反映出明显的油层特征，因此1、2、3号层均判断为油层。

后期该井3号层试油，油嘴放喷日产油398.9m3，并伴随产出3972m3/d的气量，证实该层为油层，图版解释与测试结果符合。

图6 XX井流体指数解释

3 结论与认识

1)FLAIR提供的实时曲线对于发现油气显示起到了重要作用，通过其组分信息计算衍生参数，直观表征储层流体类型，改进模版，为现场快速准确判断油气提供了可靠保障。

2)研究发现，不同凹陷、不同构造的全烃-流体类型模版上，油气水区域的界限位置存在一定差异。因此，应分别对不同区域进行数据分析及界限位置划定，得出各自的解释模型。

3)模版的制定以统计数据为基础，而数据统计的人为因素较强，存在数据是否全面、是否精准、是否具有代表性等问题。因此，还需参考其他传统录井资料加以佐证。

4)随着FLAIR资料的不断丰富，应实时各修正解释方法的阈值范围以及各解释模版的参数界限，不断提高油气水层的解释符合率。