胡海川，吳淑琴，劉忠華，宋連騰

（1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司測(cè)井重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；3.大港油田公司勘探事業(yè)部，天津300280）

0 引 言

根據(jù)石油地質(zhì)、盆地模擬和地球化學(xué)的研究成果，歧口凹陷的2個(gè)含油氣系統(tǒng)為沙三含油氣系統(tǒng)和沙一含油氣系統(tǒng)［1］，儲(chǔ)集層巖性多變，粗、細(xì)粒砂巖間互、地層水礦化度低。由于在海域處的勘探井均采用鹽水泥漿鉆井，自然電位呈現(xiàn)正極性，鹽水泥漿濾液的侵入將導(dǎo)致井筒周圍地層流體飽和度、地層水礦化度和地層電阻率等徑向剖面的改變，使得電測(cè)井受其影響而不能準(zhǔn)確反映出地層的真電阻率，給油水層識(shí)別帶來了很大的困難致使測(cè)井解釋精度很低。本文針對(duì)大港歧口凹陷鹽水泥漿井主要目的層位沙河街組進(jìn)行分析研究。

國(guó)內(nèi)外解決鹽水泥漿井常規(guī)測(cè)井解釋的方法有3種，① 針對(duì)電阻率曲線采用各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行侵入校正，從而得到地層真電阻率和泥漿侵入深度，該方法可以將井眼影響、層厚影響與侵入影響同時(shí)校正，但計(jì)算復(fù)雜、耗時(shí)且精確度不高；② 時(shí)間推移測(cè)井，該方法在需要快速做出解釋評(píng)價(jià)且只有1次電阻率測(cè)井的勘探井中無法得到應(yīng)用；③ 利用侵入后儲(chǔ)層剩余油氣測(cè)井曲線的信息來處理和解釋，本文用該方法對(duì)目標(biāo)區(qū)的勘探井進(jìn)行解釋和評(píng)價(jià)。

1 油氣層識(shí)別方法

1.1 測(cè)井系列優(yōu)選

鹽水泥漿井中，不同浸泡時(shí)間下不同的測(cè)井系列在反映儲(chǔ)層巖性、物性、含油性方面具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)不同的地質(zhì)、鉆井、測(cè)井情況選擇最佳的電阻率系列對(duì)于油氣層的識(shí)別至關(guān)重要。由雙側(cè)向、高分辨率陣列感應(yīng)和隨鉆等不同電測(cè)井方法的原理出發(fā)，結(jié)合目標(biāo)地區(qū)測(cè)井資料研究制定了一套電阻率系列的優(yōu)選原則（見圖1）：①在泥漿侵入時(shí)間很長(zhǎng)的情況下，雙側(cè)向的深電阻率已不能表征地層的真實(shí)電阻率，應(yīng)考慮采用陣列感應(yīng)資料的深電阻率［見圖1（a）］；②泥漿侵入時(shí)間相對(duì)不長(zhǎng)，當(dāng)待解釋儲(chǔ)層泥漿電阻率值Rm接近0.02Ω·m時(shí)，陣列感應(yīng)合成聚焦效果不好的情況下，應(yīng)考慮使用側(cè)向電阻率的深電阻率。圖1（b）為沙一下儲(chǔ)層浸泡10d，第3道的陣列感應(yīng)電阻率出現(xiàn)散焦；③麥克巴泥漿條件（無固相泥漿保護(hù)油氣層）下，可以很大程度地抑制泥漿濾液的侵入，應(yīng)該采用側(cè)向電阻率的深電阻率值［見圖1（c）］；④電磁波隨鉆測(cè)井中的幅度衰減電阻率的縱向分辨率不如相位電阻率，但其探測(cè)深度較大，如果用隨鉆儀器進(jìn)行劃眼測(cè)量且泥漿侵入時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該考慮使用衰減電阻率［見圖1（d）］。

圖1 電阻率優(yōu)選

1.2 油氣層評(píng)價(jià)技術(shù)分析

根據(jù)上述的測(cè)井系列優(yōu)選原則，針對(duì)歧口凹陷沙河街組的試油層選取最佳的電阻率測(cè)井曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。分析發(fā)現(xiàn)以往的各種經(jīng)驗(yàn)圖版：地層電阻率－聲波時(shí)差（Rt－AC）、地層電阻率－伽馬相對(duì)值（Rt－DGR）、由地層電阻率計(jì)算得到的視地層水電阻率－聲波時(shí)差［Rwa（Rt）－AC］、由地層電阻率計(jì)算得到的視地層水電阻率－伽馬相對(duì)值［Rwa（Rt）－DGR］、由自然電位計(jì)算得到的視地層水電阻率－聲波時(shí)差［Rwa（SP）－AC］、由自然電位計(jì)算得到的視地層水電阻率－伽馬相對(duì)值［Rwa（Rt）－DGR］等在該目標(biāo)區(qū)效果都不理想，無規(guī)律可循。

圖2 ××井不同深度段的測(cè)井響應(yīng)

以××井為例，梳理、研究目標(biāo)區(qū)的地質(zhì)特征、沉積環(huán)境、典型試油層的測(cè)井響應(yīng)特征（見圖2）。圖2中a段儲(chǔ)層孔隙度8%，滲透率為0.15mD＊，浸泡37d后測(cè)井，但其電阻率比相鄰泥巖段高出6倍左右，試油結(jié)論為油層；圖2中b段儲(chǔ)層孔隙度15.6%，浸泡33d后測(cè)井比a段時(shí)間短，但是儲(chǔ)層電阻率幾乎等于相鄰泥巖段的電阻率，試油結(jié)論為水層；圖2中c段儲(chǔ)層孔隙度13.6%，滲透率為0.67mD，浸泡27d后測(cè)井比a、b段時(shí)間短，但3個(gè)小層的電阻率均明顯大于相鄰泥巖段的電阻率，合試結(jié)論為油層，日產(chǎn)油85.95t、日產(chǎn)氣24 291m3；圖2中d段儲(chǔ)層孔隙度為13.8%，滲透率為1.22mD，浸泡22d后測(cè)井侵泡時(shí)間最短，儲(chǔ)層電阻率也是接近于相鄰泥巖段的電阻率，試油結(jié)論為水層。

研究發(fā)現(xiàn)，造成圖2中電阻率測(cè)井曲線現(xiàn)象（見圖3）的原因，一是鹽水泥漿的侵入會(huì)造成儲(chǔ)層流體包括油、氣、水層的電阻率降低，但是由于巖石物理的機(jī)理勢(shì)必在油氣層中有一部分油氣不會(huì)被泥漿沖走而滯留在儲(chǔ)層的孔隙或喉道之中，這樣即使鹽水泥漿的侵入降低了儲(chǔ)層的電阻率測(cè)量值，但是殘余的油氣依然會(huì)使其保持相對(duì)于臨近泥巖段的電阻率高值；二是該地區(qū)沙河街組的儲(chǔ)層都屬于低孔隙度低滲透率儲(chǔ)層，在這類儲(chǔ)層中孔隙度一般為6.5%～16.9%，滲透率一般為0.03～2mD，沙一段蓋層和沙三段蓋層一樣，為區(qū)域性蓋層，主要為暗色泥巖，其次有油頁巖、鈣質(zhì)泥巖和碳酸鹽巖、鹽膏層等。沙二段蓋層為局部蓋層，不過也主要為泥巖，其次為含膏泥巖等［2］。這樣就致使水層的電阻率非常的接近于臨近蓋層的電阻率值。通過以上的分析研究借鑒電阻增大系數(shù)的思想［4］，令

圖3 泥漿侵入前后油氣層、水層與泥巖段的電阻率變化示意圖

即在解釋圖版（見圖4）上用儲(chǔ)層的電阻率比臨近泥巖段的電阻率來消去（確切的說是隱含掉）水層。另外該地區(qū)沙河街組砂巖段的黏土礦物以蒙脫石為主（50%～70%），其次是伊利石（14%～40%）和少量的高嶺石、綠泥石。其中蒙脫石礦物極易吸水，吸水后基面間距階梯式增大進(jìn)而導(dǎo)致多層吸附和（或）充填外部微孔隙，致使膨脹分散影響儲(chǔ)層物性［3］。然而黏土發(fā)生表面水化和滲透水化膨脹后會(huì)造成其本身的變軟強(qiáng)度下降，因而聲波時(shí)差能夠比其他測(cè)井方法更好地反映儲(chǔ)層物性，所以在圖4中橫坐標(biāo)使用聲波時(shí)差。通過已試油井的實(shí)際數(shù)據(jù)、試油報(bào)告及巖石物理分析，建立了岐口凹陷沙河街組鹽水泥漿井的油氣層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)（圖4中油氣識(shí)別圖版的黑色線），最后將研究成果（Rt／Rsh）－AC的油氣層識(shí)別評(píng)價(jià)圖版應(yīng)用在Forward平臺(tái)上，編制成軟件SML可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鹽水泥漿井全井段的處理解釋。

圖4 歧口凹陷沙河街組鹽水泥漿井油氣識(shí)別圖版

2 應(yīng) 用

將該方法軟件應(yīng)用到歧口凹陷2008年、2009年的預(yù)探××井中（見圖5），該井在鉆進(jìn)過程中使用了斯倫貝謝公司的LWD。圖5所示第5道為L(zhǎng)WD的幅度衰減電阻率，第6道為L(zhǎng)WD的相位電阻率，在5 460～5 472.8m處進(jìn)行了劃眼測(cè)量，浸泡10d。根據(jù)測(cè)井系列優(yōu)選原則選用衰減電阻率來表征儲(chǔ)層的電阻率性質(zhì)（見第8道紅色曲線A40 H），該道中的Rto黑色曲線為上述油氣識(shí)別方法軟件SML處理得到的數(shù)據(jù)，即圖4油氣識(shí)別圖版中的油氣層與水層的分界標(biāo)準(zhǔn)。將選用的電阻率曲線A40 H在儲(chǔ)層位置于黑色線Rto進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)實(shí)測(cè)的電阻率曲線大于等于該黑線值時(shí)表示該層為油氣層，否則為水層。由圖5第8道判斷該層為油氣層。經(jīng)試油證實(shí)為油氣層，日產(chǎn)油7.9m3、日產(chǎn)氣28 664m3。

圖6為SML軟件在濱深××井中的應(yīng)用效果。圖6中第6道紅色曲線為選用的電阻率曲線RLLd，黑色曲線為本文研究的油氣識(shí)別方法軟件處理得到Rto。1 356.6～1 361.2m井段RLLd大于Rto，判斷為油層；1 361.2～1 363.7m井段與上部物性相同、井徑?jīng)]有變化，但電阻率迅速下降，同時(shí)RLLd小于Rto數(shù)值，判斷為水層，所以該層應(yīng)為油水同層，試油結(jié)論與本文解釋方法的結(jié)論相符。1 322.5～1 330m井段，常規(guī)測(cè)井解釋為油層，但是在1 334～1 340m井段，自然電位幅度變大且電阻率明顯降低，常規(guī)解釋很難給出正確的結(jié)論。根據(jù)第6道RLLd與Rto的比較分析，可以很清楚地判斷為油層，經(jīng)試油結(jié)論證實(shí)為油層，再一次驗(yàn)證了該方法的正確性。

圖5 SML軟件在濱海××井中的應(yīng)用效果

圖6 SML軟件在濱深××井中的應(yīng)用效果

將該油氣層識(shí)別方法軟件應(yīng)用到了大港歧口凹陷的9口預(yù)探井中，經(jīng)這9口井的29個(gè)試油層證實(shí)其解釋符合率為89.7%，提高了13.8%。

3 結(jié) 論

（1）針對(duì)歧口凹陷沙河街組在鹽水泥漿鉆井條件下的流體識(shí)別圖版的關(guān)鍵要素，即聲波時(shí)差和受侵入后的儲(chǔ)層電阻率以及泥巖段的電阻率，然后根據(jù)優(yōu)選的測(cè)井系列建立了鹽水泥漿油氣層識(shí)別圖版，并形成軟件實(shí)現(xiàn)了全井段處理。

（2）該套解釋方法在實(shí)際中得到了很好的應(yīng)用，有效地提高鹽水泥漿井的測(cè)井解釋符合率。

（3）在油氣、水層識(shí)別前需要剔除干層，即該識(shí)別圖版還不能進(jìn)行對(duì)干層的有效區(qū)分；對(duì)于那些物性較差的水層可能會(huì)出現(xiàn)在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中油氣、水層分界線的上部。因此還需進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

［1］ 吳元燕，付建林，周建生，徐佑德.歧口凹陷含油氣系統(tǒng)及其評(píng)價(jià)［J］.石油學(xué)報(bào)，2000，21（6）：18-22.

［2］ 何海清，王兆云，程玉群.渤海灣盆地深層石油地質(zhì)條件分析［J］.沉積學(xué)報(bào)，199，17（2）：273－279.

［3］ 趙杏媛，張有瑜.黏土礦物與黏土礦物分析［M］.北京：海洋出版社，1990.

［4］ 雍世和，張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007.