田东油田中孔渗储层测井解释方法研究与应用

马成明 卢艳 韦仁钊

摘 要 本文针对田东油田以往测井解释有效厚度物性和电性下限确定方法单一、油水层识别标准和渗透率及泥质含量确定无模型、孔隙度和饱和度计算误差较大等多年测井解释问题，利用丰富的取芯、不同时期不同测井系列和试油及动态等资料，通过对储层岩性、物性、含油性以及电性的“四性”关系深入研究，发展和建立了有效厚度物性和电性下限、油水层识别标准、储层参数等图版或计算模型，形成了适合田东油田中孔渗储层的测井解释方法，应用其解释方法使有效厚度物性、电性、油水层识别精度分别达到95%、97%和92%以上，孔隙度、渗透率等储层解释参数平均相对误差小于7.8%以下，为田东油田那读组综合调整及扩边方案编制提供了依据和油田可持续发展奠定了基础。

关 键 词：百色盆地;中孔渗储层;有效厚度下限;油水层解释标准;储层参数解释

Abstract： In tiandong oil field before logging interpretation effective thickness properties and electrical floor single， oil and water layer identification method for determining standard and the permeability， porosity and shale content determine model and years of log interpretation problems such as saturation calculation error is bigger， use abundant core， logging series at different time points and test and dynamic data， Through the in-depth study of the "four properties" relationship of reservoir lithology， physical property， oil-bearing property and electrical property， the chart or calculation model of physical property and electrical property lower limit of effective thickness， oil-water layer identification standard， reservoir parameters and so on are developed and established， and the logging interpretation method suitable for medium porosity and permeability reservoir in Tiandong Oilfield is formed. Its interpretation method makes the effective thickness， electrical property， oil and water layer identification accuracy above 95%， 97% and 92% respectively， porosity and permeability reservoir interpretation parameters such as average relative error is less than 7.8% the following， in tiandong oil field that read a set of comprehensive adjustment and provide a basis for the extension project establishment and oilfield sustainable development laid a solid foundation.

Key words： Baise Basin; Medium porosity and permeability reservoir; Lower effective thickness limit; Oil and water reservoir interpretation standard; Interpretation of reservoir parameters

0 引言

田東油田那读组构造位置属百色盆地田东坳陷北部断阶带高台阶中段，是在第三系地层单斜背景上砂岩沿上倾受岩性圈闭和断层切割而形成的复杂断块油藏，为中孔渗储层[1]。油藏从早期七-八十年代探评井应用传统的横向测井系列，到九十年代探井和开发井应用JD581测井系列，到二十世纪开发井应用SDZ-300、SKD3000B、SKC-9800测井系列。油藏不断应用各类钻井及取芯资料，分别于1986年、1999年、2016年和2019年共4次研究了油水层测井解释方法。本文针对以往测井解释存在的不系统、精度比较低等问题，应用现代测井解释先进技术，建立了测井解释技术流程。通过对储层“四性”关系的研究，确定了储层岩性、物性、含油性和电性下限。采用经验统计法、含油产状法及试油法确定了有效厚度物性下限。在物性标准确定的基础上，优选敏感测井曲线重新建立了储层有效厚度电性标准和油水层识别图版。完善了有效孔隙度、空气渗透率、泥质含量和原始含油饱和度等储层参数解释方法及计算模型，并结合动态资料验证，不断完善测井解释方法，有效提高了测井参数解释精度，为那读组油藏油水分布奠定了基础，测井解释方法对类似油藏测井解释具有重要指导作用和借鉴意义。

1 储层“四性”关系研究

储层“四性”关系是指岩性、物性、含油性与电性之间的关系。利用测井资料研究储层时，储层的“四性”关系研究是基础，它即是识别储层流体性质的前提，也是建立储层有效厚度标准及有效孔隙度等参数解释的依据。研究“四性”关系的目的是确定储层的岩性、物性、含油性和电性下限，并为储层有效厚度划分标准的建立和有效孔隙度、原始含油饱和度等参数的确定奠定基础[2][3]。

1.1 岩性、物性与含油性关系

储层的岩性、物性与含油性关系研究主要通过钻井取心资料获得岩性特征，既是钻井取心和岩屑录井对岩石的颗粒大小、分选程度高低，储层的物性特征一般是指储层孔隙度、渗透率高低及分布等[4]。田东油田储层岩性主要为粉砂岩、细粉砂岩、含钙泥质粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩;含油性主要为含油、油浸、油斑和油迹（图1）。随着储层孔隙度和渗透率的增大，岩性、含油性逐渐变好。油藏总体表现为岩性越粗、有效孔隙度和空气渗透率越大、含油级别越高;反之岩性越细、有效孔隙度和空气渗透率越小、含油级别越低。可见，油层岩性、物性与含油性之间有较好的关系。

对田东油田那读组岩心样品物性分析资料统计表明，在油层有效厚度范围内孔隙度主要分布在14.0%-32.0%之间，平均为23.03%，渗透率主要分布在1-1700×10-3μm2之间，平均为205.6×10-3μm2，那读组油藏为中孔中渗透储层。

1.2 岩性、物性与含油性与电性关系

储层的电性特征指的是储层的测井响应特征，应用资料主要包括常规电阻率系列曲线、三孔隙度曲线、自然伽马、自然电位和井径以及测井新技术等。田东油田仑2-8井那读组油层上下两层取心为含油粉细砂岩，平均有效孔隙度为22.1%，渗透率124.5×10-3μm2。同一油层组内的岩性、物性、含油性和电性之间的“四性”关系具有较好的一致性，即：岩性越粗、分选越好、孔隙度和渗透率越大的储层，含油饱和度越高的储层，电阻率越大[5]。从仑2-37井成果图上可以看出：与上部油层比，下部水层自然电位负异常较大，电阻率较小，该层为典型水层，其“四性”关系也具有较好的对应性。通过研究区“四性”关系，搞清了各测井信息间的对应关系，为后续参数计算模型及流体识别标准的敏感信息筛选提供了依据。

2.油水层解释标准研究

2.1 储层有效厚度物性下限研究

油层有效厚度是指储集层中具有产油能力的那部分厚度，它是正确识别油层分布状况和准确计算石油地质储量的重要参数。有效厚度物性标准是指在目前生产工艺条件下，利用取心得到的储层岩性、物性（有效孔隙度、空气渗透率）和含油性（含油饱满程度）以及试油等资料，确定储层的有效孔隙度、空气渗透率的下限。研究中常以试油、取心及岩心分析资料为依据，常采用试油法、含油产状法、压汞法及经验统计法综合确定油层有效厚度物性下限[6][7]。

2.1.1 经验统计法

经验统计法是以岩心分析孔隙度和渗透率资料为基础，以低孔渗段累积储渗能力丢失占总累积的5%左右为界限的一种累积频率统计法[8]。根据田东油田那读组具有含油产状的样品分析资料，编制了有效孔隙度分布直方图和与渗透率关系图（图2），由图可以确定：有效孔隙度下限值为10.0%，空气渗透率下限值为0.3×10-3μm2。

2.1.2 含油產状法

岩心是认识地下油层的最直接的静态资料，在田东油田河流相沉积的砂泥岩储层中，储层的四性关系具有较好的一致性，即岩性粗、物性好、含油性好的储油层，储油能力强，产油能力高。反之，储油能力差，产油能力低。为此有效厚度岩性下限为粉砂岩、含油下限为含油砂岩。根据田东油田岩心的含油产状（图1），可以确定出：有效孔隙度下限值为11.0%，空气渗透率下限值为0.3×10-3μm2。

2.1.3 试油法

单层试油成果是储层物性、流体性质以及测试技术的综合反映，是研究储层产液性质的直接资料，将单层试油成果单因素地归结到物性参数上就可近似确定储油层的物性下限。应用田东油田那读组29口井57层试油资料编制了采油强度与有效孔隙度和空气渗透率关系曲线，在曲线上以采油强度大于零为标准，确定出：有效孔隙度下限值为14.0%，空气渗透率下限值为1.0×10-3μm2（图3）。

2.1.4 多种方法综合确定

多种方法确定的物性标准是确定有效厚度下限标准的基础，根据开发情况，综合确定出孔隙度和渗透率。利用田东油田那读组储层29口井57层试油资料，采用试油法、经验统计法、含油产状法，并综合确定物性标准为有效孔隙度下限为14.0%， 空气渗透率下限为1.0×10-3μm2（表1）。

2.2 储层有效厚度电性下限研究

有效厚度电性下限是对储量计算起到实质作用的标准。对于未取心的评价井、开发井、取心井未取心的层段和取心井取心不完整的层段，无法用上述方法划分岩心有效厚度 [9][10]。为了划分这些层段的有效厚度，研究了有效厚度电性下限。

在物性下限确定的基础上，利用研究区试油井共计67层资料，优选出优选声波时差及深侧向电阻率、自然电位曲线建立了田东油田那读组油层有效厚度电性下限（图4）。

对于有深侧向电阻率的井，其判别标准为：

式中：Rt-深探测电阻率，Ω.m;AC-声波时差值，us/m。

对于未测深侧向电阻率的井，其判别标准为：

式中：R025-0.25米梯度电极系视电阻率，Ω.m。

由此表明：田东油田那读组声波时差≥260us/m时，深侧向电阻率≥20.0Ω.m、0.25米梯度电极系视电阻率≥16.0Ω.m;声波时差﹤260us/m时，其油层深侧向电阻率和0.25米梯度电极系视电阻率随声波时差减少而增加。

2.3 油水层识别标准研究

准确识别油水层是开展储量参数研究的基础，通过“四性”關系研究成果，筛选对油水识别敏感的信息[11][12]，利用那读组试油井67层资料，优选出电阻率、自然电位曲线建立了田东油田那读组储层油水层识别标准（图5）：

有深侧向电阻率，其油水层判别标准为：

式中：GSP-自然电位相对值，mV。

对于未测深侧向电阻率的井，采用如下标准判别油水层：

由此表明：田东油田那读组深侧向电阻率和0.25米梯度电极系视电阻率≥16.0Ω.m为油层;自然电位相对值声波时差≥260us/m时，深侧向电阻率≥20.0Ω.m、0.25米梯度电极系视电阻率≥16.0Ω.m为油层;声波时差﹤260us/m时，其油层深侧向电阻率和0.25米梯度电极系视电阻率随声波时差减少而增加。

在有效厚度下限确定基础上，还对有效厚度起算厚度和夹层起扣厚度进行了研究，分别由原来的0.4m和0.2m下调为0.2m和0.1m，为田东油田那读组油水层解释及其有效厚度解释提供了依据（表2）。

3 储层参数解释方法研究

为实现油层的定量评价，满足勘探开发的需要，为油田增储上产提供技术支持，就必须对储层参数进行定量计算。常用的储层定量计算参数有孔隙度、渗透率和泥质含量及饱和度等[13][14]。

3.1 有效孔隙度解释方法

孔隙度是描述储集岩孔隙空间大小的一种度量。是表征储层储集能力的重要指标，是油、气、水储存的空间，是测井油水层定量解释与评价的重要基础。在测井解释孔隙度模型建立过程中，通常采用“岩心刻度测井”技术，利用岩心孔隙度分析资料，与各种反映孔隙度的测井资料，如密度、声波和中子等测井曲线之间建立函数关系，采用有时多元回归方法，最终选取最为合理的函数关系作为孔隙度计算模型。实际操作过程中，考虑到测井曲线的分辨率以及岩样是否具有代表性等因素，一般选用解释厚度≥0.4m，取样密度≥3块/m，相邻样品间隔≤0.4m的非钙质层样品，对岩心分析数据进行归位整理取其平均值，并读取相应层段的经标准化校正后的测井数据;若纵向上非均质严重，则分段读取测井曲线值[15]。

在测井响应特征分析的基础上，应用田东油田那读组3口取心井11层资料，利用反映物性的声波时差和密度建立了油藏有效孔隙度模型，相关系数0.86，平均相对误差5.28%，精度满足储量规范的要求：

相对误差为5.28%，小于储量规范要求的小于8%。

式中：φ-有效孔隙度，%;DEN-补偿密度，g /cm3。

另外，对于未测密度曲线的井，有效孔隙度采用如下公式：

田东油田那读组测井解释油层、差油层、水淹层和油水同层有效孔隙度分别为22.88%、18.30%、22.84%和21.36%，平均有效孔隙度22.98%比原解释高1.8个百分点。

3.2 空气渗透率解释方法

渗透率是表示介质允许流体通过它的能力的大小，是衡量孔隙介质允许流体流动和产出能力的重要参数，储层岩石的渗透率取决于岩石孔隙的大小、分布和连通程度等，不同的孔隙结构对渗透率的影响差别很大，尤其大孔隙对渗透率的贡献非常明显，岩石的颗粒越细，束缚水饱和度越高，则其渗透率越低[16]。各国学者在对大量实际资料统计分析的基础上，总结出了利用常规岩石物性资料预测渗透率的公式，其中较为普遍使用的是Wyille—Rose经验相关公式：

式中：Swi-束缚水饱和度，小数;C、x、y为经验系数，随区域地质规律变化。

由于渗透率预测很难找到一个通用的、普遍适用的模型，目前广泛采用“岩心刻度测井”技术来建立区域性的测井解释模型。在实际工作中，仅仅利用常规测井资料求准束缚水饱和度是比较困难的，而经验表明，束缚水饱和度的数值通常与岩石的有效孔隙度和泥质含量以及孔隙结构有关系，因此可直接建立孔隙度与渗透率间的函数关系。

本次研究采用数理统计分析的方法，充分利用岩心分析资料建立渗透率测井解释模型，相关系数0.932，平均相对误差97.8%。

田东油田那读组测井解释油层、差油层、水淹层和油水同层空气渗透率分别为157.17×10-3μm2、13.54×10-3μm2、97.12×10-3μm2和59.64×10-3μm2，平均空气渗透率138.59×10-3μm2比原解释低95.06×10-3μm2。

3.3 泥质含量解释方法

计算泥质含量的方法有很多种，例如自然电位法、电阻率法、孔隙度法等等。因为自然伽马的变化趋势较为平缓，我们还是采用比较通用的适合该地区的方法，即利用自然伽马曲线来计算地层的泥质含量[17]。计算公式如下：

式中：SH-自然伽马相对值，%;GR-自然伽马测量值，API;GRmin-自然伽马最小值，API;GRmax-自然伽马最大值，API;GCUR-计算泥质含量时所用的经验指数3.7（新地层）;VSH-泥质含量，%。

田东油田那读组测井解释油层、差油层、水淹层和油水同层泥质含量分别为9.21%、14.91%、6.29%和10.21%，平均泥质含量10.34%比原解释0.49个百分点。

3.4原始含油饱和度解释方法

原始含油饱和度是计算石油地质储量的重要参数之一，确定原始含油饱和度的方法有密闭取心资料的岩心分析法、压汞毛管压力曲线“J函数”、孔喉半径法等，其中密闭取心资料分析是最直接、最可靠的方法[18]。田东油田那读组无油基泥浆取心或密闭取心资料，仅有9口井73个常规岩心样品的残余饱和度分析数据，因分析样品少且分散，无法建立含油饱和度解释经验模型。储层以粉-细砂岩为主，采用阿尔奇公式求取地层含水饱和度Sw：

式中：Rw-地层水电阻率，Ω.m;Rt-深探测电阻率值，Ω.m;a、b-岩性指数;m-孔隙度指数;n-饱和度指数。

田东油田那读组测井解释油层、差油层、水淹层和油水同层原始含油饱和度分别为68.35%、46.56%和63.40%及43.23%，平均原始含油饱和度67.05%比原解释高0.21个百分点。

4单井精细解释及多井评价方法

应用有效厚度、油水层识别标准及参数解释方法，在单井测井解释基础上，结合那读组断层展布情况、平面上油水分布关系[19]。应用该方法对田东油田那读组94口井进行了综合解释，并建立了油水层解释、有效厚度划分、孔隙度和饱和度参数解释综合数据表，为那读组油藏精细评价奠定了基础。在解释的94口井中，有69口井识别出有效厚度，共划有效厚度907.9m，比原标准解释有效厚度825.7m多划有效厚度82.2m（表3）。

5 测井解释方法及成果应用

田东油田那读组本测井解释方法及解释成果在《广西百色盆地田东油田开发调整及扩边方案优化设计》中得到三方面应用：一是重新解释有效厚度、孔隙度和渗透率及饱和度等储层参数，为油藏首次开展精细油藏描述提供了依据;二是重新计算石油地质储量357.76×104t，增加地质储量1.12×104t，计算地质储量参数及储量精度更高（表4）;三是方案设计加密及扩边井3口、转注3口井、补孔3口井、堵水5口井、酸化4口井，为油田可持续发展提供了依据。

6 结论与认识

（1）针对田东油田那读组以往测井解释存在的问题，结合油田勘探开发及其油藏动态实际，依据现代测井解释前沿技术，建立了旨在精细测井解释的技术路线流程，为田东油田测井解释奠定了基础。

（2）应用田东油田那讀组丰富的岩芯及其测井资料，采用研究岩性、物性与含油性关系和岩性、物性与含油性与电性关系“两步”研究方法，研究明确了田东油田那读组岩性、物性与含油性与电性“四性”具有较好的相关性，达到了深化储层有效厚度物性、电性和油水层识别标准及储层参数解释方法研究的目的。

（3）结合田东油田那读组丰富的试油及其动态资料，采用现代测井理论、传统数理统计以及测井相关经验等方法研究，形成了储层有效厚度物性及电性下限确定方法，重建油水层测井解释图版和完善储层参数解释计算模型提高了油水层识别和储层参数可靠性和有效性，采用单井精细解释和多井评价分析方法提高测井解释技术水平和精度。

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1.中油广西田东石油化工总厂有限公司，广西壮族自治区 田东 531500;2.大庆油田有限责任公司，黑龙江省 大庆 163712