新疆玛湖凹陷区气测解释方法研究

2021-10-25周伟军张方贵彭立才

录井工程 2021年3期

王超周伟军张方贵彭立才贺震

(①中国石油新疆油田分公司采油二厂；②清华大学航天航空学院；③安徽理工大学地球与环境学院)

0 引言

近年来，二叠系砂砾岩储层是新疆油田勘探评价的重点目标[1-2]，其中包括玛湖凹陷区二叠系夏子街组、下乌尔禾组储层[3-4]。随着油田勘探工作的深入及开发节奏的加快[5-7]，为快速评价油气层，并为下一步的开发部署提供建设性意见，气测录井资料的重要性更为突出[8-9]。目前，玛湖凹陷区所采用的传统气测解释图板主要有轻烃比值法、双对数比值法、气体评价法等图板[10]。利用研究区试油层气测录井数据建立的传统气测图板，解释评价效果较差，符合率较低。经研究分析，主要原因在于传统的气测解释图板是利用烃组分间的比值关系构建的，并且只应用了气测异常显示层段的资料，忽略了气测基值和气测前后关系变化的影响[11]。为此，对研究区储层的评价需要探索一个将各个因素考虑在内的综合性参数[12]，进而建立完全适用于该区的气测录井解释图板。

1 新气测解释方法及图板建立

玛湖凹陷区内夏子街组、下乌尔禾组具有气测数据的井共23口，有试油结果的井共15口。表征油、气、水层的录井参数较多，主要有全烃、组分等气测原始数据，同时还有由原始数据通过计算产生的一些相关派生参数，不同的研究者从不同的角度或因储层差异，得到的派生参数不同。本文利用有试油结果的14口井的气测录井数据，通过气测敏感参数挖掘，提取表征研究区含油性的气测录井参数，并将多参数融合构建气测含油性指数[13]，据此建立气测解释新图板。

1.1 气测含油性指数

通过深入分析研究区的气测录井资料，挖掘多个表征油气显示敏感参数，将多参数融合构建气测含油性指数，相关表征油气显示敏感参数含义如下。

1.1.1 填充系数(Tc)

气测全烃曲线形态特征研究表明，当地层含油性不同时，反映在气测全烃曲线图上的曲线形态不同。油层对应气测全烃曲线形态为箱状；油水同层对应气测全烃曲线形态为半箱状；而含油水层对应气测全烃曲线形态为相对于箱状低幅度的波状或三角状。全烃曲线形态实际反映的是快钻时段的全烃显示厚度的差异和变化(图1)。为表征气测全烃曲线形态与快钻时段和全烃显示厚度的关系，本文引入了“填充系数”，也有研究者称之为“烃相系数”[14]。

图1 玛湖凹陷区二叠系快钻时段全烃显示厚度的差异和变化

式中：Tc为填充系数(烃相系数)，无量纲；Hq为快钻时段所对应的气测异常层段显示厚度，以半幅点为界，m；Ht为气测异常显示段对应的快钻时层段厚度，以半幅点为界，m。

1.1.2 烃组分分布形态系数(b、k)

前期研究表明，储层中不同流体性质气测组分递减趋势不同[14-15]。将气测组分与组分值进行拟合，可得到拟合曲线及与之对应的拟合公式y=be-kx，该式中的系数b和k，本文称之为烃组分分布形态系数，也可分别将b和k定义为油气丰度系数和烃组分递减率[14-15]。以玛湖凹陷区二叠系T 85106井油层段为例，拟合结果及公式如图2所示，其中b和k值分别为0.876和0.672。

图2 T 85106井油层段烃组分拟合曲线

1.1.3 烃组分系数(Tz)

该系数定义为气测组分出峰个数与总气测组分个数7的比值。

式中：Tz为烃组分系数；n为气测组分出峰个数。

试油结果表明其一定程度上反映研究区储层的产油气能力(图3)，n越大表明产油能力越强。图3a为T 81034井试油结论为干层的气测录井图，其全烃出峰个数仅为3个；图3b为JW 51井试油结论为油水同层的气测录井图，其全烃出峰个数为6个。

图3 玛湖凹陷区二叠系夏子街组不同储层出峰个数对比

1.1.4 气测全烃峰基比(Fj)

该参数是指气测全烃高峰值与气测基值的比，是识别地层流体性质的重要参数，它直接反映了储层相对含烃量。峰基比是一个相对量，它既可以反映与背景值相比全烃的异常情况，也可以反映储层与上覆盖层全烃含量的相对变化。对于前者全烃异常幅度越大，说明含油可能性越高；对于后者全烃含量的相对变化越大，说明盖层封盖性越好。

式中：Fj为峰基比，无量纲；Tg(峰)为气测异常段全烃最高峰值，%；Tg(原)为气测显示段之前的气测基值，一般取全烃异常上方5 m井段的平均背景值，%。

1.1.5 钻时比(ROPx)

钻时是指每钻进一定厚度地层所需要的时间(min/m)，在钻井参数不变的情况下，钻速的大小取决于地下岩石的可钻性，因此钻时是一个反映地下岩石可钻性的参数。钻时比即围岩钻时与储层钻时的比值，间接反映了储层物性特征，可以更加精确地表达储层的可钻性。

式中:ROPx为钻时比，无量纲；T围岩为异常段上方岩层钻时的平均值，一般取钻时异常曲线上方10 m井段的钻时平均值，min/m；T储层为快钻时段对应储层的钻时平均值，min/m。

将上述储层含油性敏感参数进行多参数融合，构建气测含油性指数Qs(无量纲)：

Qs=[Ht×Tc×Tz×ln(1+b)×Fj×ROPx]/k/100

1.2 新气测解释图板的建立

根据上述公式，计算出玛湖凹陷区二叠系夏子街组、下乌尔禾组14口井试油层的含油性敏感参数和含油性指数Qs(表1)。利用Tc和Qs交会建立玛湖凹陷区二叠系夏子街组、下乌尔禾组多参数录井气测图板(图4)[13]。

图4 多参数气测解释图板

表1 玛湖凹陷区二叠系夏子街组、下乌尔禾组多参数气测图板数据

由图板可见，Tc和Qs两参数区分价值层与非价值层界限比较清晰，价值层位于图板右上角，包括油层和油水同层。依据Tc和Qs两参数交会建立的气测敏感参数解释图板，根据录井数据解释计算的落点位置，可以将其划分为价值层(包括油层和油水同层)、非价值层。价值层、非价值层气测敏感参数解释判别标准如表2所示。

表2 气测敏感参数解释标准

2 气测解释图板验证及应用

2.1 气测解释图板验证

利用B 863井先期试油段录井气测数据对新气测图板进行验证。如图5所示，地层P2x，井段3 110.00～3 122.00 m，厚度为12.00 m,岩性绿灰色荧光砂砾岩；气测显示活跃，全烃从0.487%上升到1.785%，组分出至nC5；钻时4.38～8.00 min/m，平均值为6.42 min/m。计算气测含油性指数(表3)，应用上述图板进行解释验证，数据落点在价值区内油层区(图4，B 863井验证)，验证结论与油层试油结果一致。

图5 B 863井试油段录测综合图

2.2 气测解释图板应用

将新气测图板应用于玛湖凹陷区新部署的评价井B 863井3个未试油井段的解释(图6)，其最终解释结果如下：

图6 B 863井二叠系油气显示段录测综合图

(1)井段2 872～2 902 m，地层为下乌尔禾组P2w，厚度为30 m，岩性为绿灰色荧光砂砾岩，干照荧光1%，淡黄色，弱发光，系列对比6级。气测显示活跃，全烃从0.056 7%上升到0.641 2%，组分出至nC5。钻井液密度1.38 g/cm3，粘度54～57 s，电导率92.72～94.61 mS/cm。计算气测含油性指数(表3)，应用上述图板解释落点在非价值区(图4，B 863井①)。

(2)井段2 904～2 930 m，地层为下乌尔禾组P2w，厚度为26 m，岩性为绿灰色荧光砂砾岩，干照荧光2%，淡黄色，中发光，系列对比8级。气测显示活跃，全烃从0.053%上升到1.369%，组分出至nC5。钻井液密度1.38 g/cm3，粘度54 s，电导率93.21～94.52 mS/cm。计算气测含油性指数(表3)，应用上述图板解释落点在价值区内油层区(图4，B 863井②)。

(3)井段3 036～3 078 m，地层为夏子街组P2x，厚度为42.00 m，岩性为绿灰色荧光砂砾岩，干照荧光3%，淡黄色，中发光，系列对比8级。气测显示活跃，全烃从0.403 2%上升到2.685 3%，组分出至nC5。钻井液密度1.31 g/cm3，粘度53 s，电导率68.51～70.64 mS/cm。计算气测含油性指数(表3)，应用上述图板进行解释，落点在价值区内油水同层区(图4，B 863井③)。