周鳳鳴,林發(fā)武,司兆偉,劉得芳,陳晶瑩,田超國(guó)

(中國(guó)石油冀東油田勘探開(kāi)發(fā)研究院,河北唐山063004)

南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)集性能測(cè)井評(píng)價(jià)研究

周鳳鳴,林發(fā)武,司兆偉,劉得芳,陳晶瑩,田超國(guó)

(中國(guó)石油冀東油田勘探開(kāi)發(fā)研究院,河北唐山063004)

針對(duì)南堡凹陷潛山碳酸鹽巖勘探開(kāi)發(fā)需求,基于基質(zhì)孔隙和裂縫發(fā)育情況進(jìn)行儲(chǔ)集類(lèi)型識(shí)別。利用橫波和斯通利波測(cè)井資料分析儲(chǔ)層有效性,快慢橫波最大最小正交能量差較大時(shí),斯通利波出現(xiàn)“Ⅴ”字型干涉條紋,反射特征明顯?；诳偪紫抖?、裂縫孔隙度、流體移動(dòng)指數(shù)等測(cè)井成果信息構(gòu)建綜合判別指標(biāo),經(jīng)自然產(chǎn)能刻度后實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)集性能的定量評(píng)價(jià),初步形成了碳酸鹽巖儲(chǔ)集性能測(cè)井評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。將南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層劃分為3個(gè)等級(jí),其中米日產(chǎn)液量≥1 t的為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。實(shí)際應(yīng)用表明,自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)和儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)成果與生產(chǎn)結(jié)果基本吻合。

測(cè)井評(píng)價(jià);碳酸鹽巖;儲(chǔ)集類(lèi)型;儲(chǔ)集性能;南堡凹陷

0 引 言

碳酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間主要是洞穴、孔洞和各種裂隙,非均質(zhì)性極強(qiáng),且不同的儲(chǔ)集類(lèi)型具有不同的產(chǎn)能特征[1]。隨著成像測(cè)井技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)雙重孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)層的測(cè)井產(chǎn)能預(yù)測(cè)研究有了一定進(jìn)展,但由于受測(cè)井參數(shù)精度、測(cè)試資料代表性及儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響,國(guó)內(nèi)外尚無(wú)較好的預(yù)測(cè)方法[2]。南堡凹陷潛山碳酸鹽巖油氣藏是油田可持續(xù)發(fā)展的重要勘探領(lǐng)域,提出了基于產(chǎn)能預(yù)測(cè)的儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)思路,形成了南堡凹陷潛山碳酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的測(cè)井評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。

1 儲(chǔ)層儲(chǔ)集類(lèi)型識(shí)別

結(jié)合巖心觀察、薄片分析及成像測(cè)井特征研究,認(rèn)為南堡凹陷酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間以孔隙、溶蝕孔洞和裂縫為主。按照儲(chǔ)集空間的優(yōu)勢(shì)配比關(guān)系,將南堡凹陷酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集類(lèi)型劃分為孔洞型、裂縫-孔洞型、孔洞-裂縫型、裂縫型4種類(lèi)型[3]。目前南堡凹陷碳酸鹽巖高產(chǎn)井儲(chǔ)層以裂縫-孔洞型為主,溶蝕孔洞主要沿裂縫發(fā)育,FM I測(cè)井資料顯示,暗色斑點(diǎn)狀溶蝕孔洞形似串珠狀(見(jiàn)圖1)。儲(chǔ)集類(lèi)型的定性識(shí)別有助于客觀評(píng)價(jià)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能。

以微電阻率掃描圖像為主要識(shí)別基礎(chǔ),不同儲(chǔ)集類(lèi)型儲(chǔ)層的裂縫孔隙度-總孔隙度交會(huì)圖見(jiàn)圖2。不同儲(chǔ)集類(lèi)型的分布區(qū)域和優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)集空間相對(duì)清晰、明確。因此,基于孔洞和裂縫發(fā)育情況,利用裂縫孔隙度-總孔隙度交會(huì)圖可以有效識(shí)別儲(chǔ)層的儲(chǔ)集類(lèi)型。

圖1 裂縫-孔洞型儲(chǔ)層FM I圖像特征

圖2 碳酸鹽巖儲(chǔ)集類(lèi)型識(shí)別圖版

2 儲(chǔ)層有效性分析

以微電阻率掃描成像和三孔隙度測(cè)井資料為基礎(chǔ)的儲(chǔ)集類(lèi)型識(shí)別存在一定局限性。南堡凹陷資料表明,部分井段微電阻率掃描圖像反映高角度裂縫非常發(fā)育,并可見(jiàn)串珠狀溶蝕孔洞,但經(jīng)大型酸壓后仍為低產(chǎn)液層。因此,進(jìn)一步評(píng)價(jià)儲(chǔ)層有效性十分必要。

2.1 利用橫波測(cè)井資料指示儲(chǔ)層的有效性

橫波在各向異性地層傳播時(shí)產(chǎn)生分裂現(xiàn)象,偶極橫波成像測(cè)井提供的快慢橫波最大最小正交能量差指示了地層各向異性的強(qiáng)弱[4-5],能量差越大則地層各向異性越強(qiáng),各向異性強(qiáng)一般和儲(chǔ)集空間有效性成正相關(guān)。圖3顯示高產(chǎn)液量?jī)?chǔ)層橫波各向異性特征,快慢橫波最大最小正交能量之間填充紅色,紅色面積越大,則地層各向異性越強(qiáng)。圖4顯示快慢橫波最大最小正交能量差較小,測(cè)試證實(shí)為干層。

2.2 利用斯通利波測(cè)井資料指示儲(chǔ)層的有效性

斯通利波沿井壁傳播,當(dāng)其穿過(guò)滲透性地層時(shí),儲(chǔ)集空間的流體會(huì)引起聲波能量的衰減,同時(shí)還會(huì)發(fā)生頻散,這種衰減和頻散與地層的基質(zhì)孔隙、孔洞及天然裂縫發(fā)育程度密切相關(guān)。因此,利用斯通利波波形、能量衰減和反射特性,能夠?qū)α芽p性?xún)?chǔ)層儲(chǔ)集空間有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在地層基質(zhì)孔隙、孔洞及裂縫非常發(fā)育情況下,斯通利波出現(xiàn)明顯的“Ⅴ”字型干涉條紋(見(jiàn)圖3);在地層基質(zhì)孔隙、孔洞及裂縫不發(fā)育時(shí),斯通利波反射信息微弱(見(jiàn)圖4)。

圖3 高產(chǎn)儲(chǔ)層橫波各向異性及斯通利波特征

綜合分析高、低產(chǎn)液儲(chǔ)層橫波各向異性及斯通利波特征可見(jiàn),橫波及斯通利波反應(yīng)儲(chǔ)集空間有效性具有很好的一致性,即快慢橫波最大最小正交能量差較大時(shí),斯通利波出現(xiàn)“Ⅴ”字型干涉條紋,反射特征明顯。

圖4 低產(chǎn)儲(chǔ)層橫波各向異性及斯通利波特征

3 儲(chǔ)層自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)

3.1 單層米產(chǎn)液量的確定

目前,南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層測(cè)試均為裸眼大井段,因此,本文基于儲(chǔ)層物性參數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果,采用體積加權(quán)法將大段測(cè)試產(chǎn)能匹配到不同的儲(chǔ)層段,獲取相對(duì)客觀的不同儲(chǔ)集性能儲(chǔ)層的自然產(chǎn)能樣本,并得到單個(gè)儲(chǔ)層的米日產(chǎn)液量

式中,Q為單井日產(chǎn)液量,t;Ji為米日產(chǎn)液量,t;Hi測(cè)試層段不同品質(zhì)儲(chǔ)層有效厚度,m;X為產(chǎn)量系數(shù);Ai為測(cè)試層段不同品質(zhì)儲(chǔ)層的產(chǎn)能貢獻(xiàn)系數(shù);φi為測(cè)試層段不同品質(zhì)儲(chǔ)層總孔隙度,%。

3.2 自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型

通過(guò)對(duì)工區(qū)碳酸鹽儲(chǔ)層測(cè)試、測(cè)井資料研究,認(rèn)為地層的自然產(chǎn)能與地層總孔隙度、裂縫孔隙度、流體移動(dòng)指數(shù)、地層各向異性指示參數(shù)呈正相關(guān)。根據(jù)各參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的敏感性,合理選擇權(quán)系數(shù),構(gòu)建了測(cè)井綜合參數(shù) Z,各基礎(chǔ)參數(shù)均采用無(wú)量綱標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值,在0～1之間變化,Z參數(shù)構(gòu)建函數(shù)為

式中,Z為測(cè)井綜合參數(shù);A、B、C、D為權(quán)系數(shù);φ＊為地層總孔隙度,來(lái)自于對(duì)三孔隙度測(cè)井資料的處理,標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù);Q FM＊為流體移動(dòng)指數(shù),來(lái)自于對(duì)偶極橫波成像測(cè)井資料的處理,標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù);E＊為地層快慢橫波最大最小正交能量差,來(lái)自于對(duì)偶極橫波成像測(cè)井資料的處理,標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù);φ＊f為地層裂縫孔隙度,來(lái)自于對(duì)微電阻率掃描成像測(cè)井資料的處理,標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。

圖5為南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層5 mm油嘴自然條件下米日產(chǎn)液量與測(cè)井綜合參數(shù) Z值的交會(huì)圖。由圖5可見(jiàn),儲(chǔ)層米日產(chǎn)液量與 Z值有較好的正相關(guān)關(guān)系,即

式中,J為儲(chǔ)層米日產(chǎn)液量,t;Z為測(cè)井綜合參數(shù)。

通過(guò)該模型,可以實(shí)現(xiàn)基于測(cè)井資料的儲(chǔ)層自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)。

圖5 米日產(chǎn)液量與Z值交會(huì)圖版

4 儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)

由于裂縫性油氣藏儲(chǔ)集層裂縫、孔洞空間的非均質(zhì)性以及油氣聚集和滲濾的特殊條件,需結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)研究?jī)?chǔ)集性能的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層產(chǎn)能特征和生產(chǎn)需求,并參照裂縫性油氣藏儲(chǔ)量規(guī)范,將南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層劃分為3個(gè)等級(jí)(見(jiàn)表1)。

表1 南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層級(jí)別綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間識(shí)別、測(cè)井特征認(rèn)識(shí)和產(chǎn)能預(yù)測(cè)成果,進(jìn)行南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的綜合評(píng)價(jià),3級(jí)儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

5 應(yīng)用實(shí)例分析

××井為南堡凹陷碳酸鹽巖潛山1口新鉆井。該井鉆遇碳酸鹽巖地層86 m,全井段電阻率在20～1 000Ω·m分布。處理結(jié)果顯示(見(jiàn)圖6),總孔隙度分布在1%～6.4%,裂縫發(fā)育,儲(chǔ)集空間以裂縫-孔洞型、孔洞-裂縫型為主,快慢橫波最大最小正交能量差較大,斯通利波“Ⅴ”字型干涉條紋明顯。根據(jù)儲(chǔ)集性能綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),該井評(píng)價(jià)Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層4層44 m;Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層2層13.8 m;Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層1層6.6 m (見(jiàn)表2)。按厚度累計(jì),預(yù)測(cè)該井5 mm油嘴日產(chǎn)液68.6 t。該井實(shí)際裸眼自噴生產(chǎn),5 mm油嘴,日產(chǎn)油33.7 t,日產(chǎn)氣44 123 m3,折日產(chǎn)液量為77.8 t。生產(chǎn)結(jié)果與自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)和儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)成果基本吻合。

圖6 ××井南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)成果圖

表2 南堡凹陷××井碳酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)成果表

6 結(jié) 論

(1)利用儲(chǔ)層總孔隙度和裂縫孔隙度參數(shù),實(shí)現(xiàn)了碳酸鹽巖優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)集空間和儲(chǔ)層儲(chǔ)集類(lèi)型的識(shí)別。

(2)提出了一套基于自然產(chǎn)能預(yù)測(cè)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法,建立了南堡凹陷碳酸鹽巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)體系和標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際應(yīng)用中效果顯著。

[1] 譚承軍,呂景英,李國(guó)榮.塔河油田碳酸鹽巖油藏產(chǎn)能特征與儲(chǔ)集類(lèi)型的相關(guān)性[J].油氣地質(zhì)與采收率, 2001,8(3):43-45.

[2] 趙軍,祁興中,夏宏泉,等.測(cè)井資料在碳酸鹽巖洞-裂縫型儲(chǔ)層產(chǎn)能評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代地質(zhì),2003,17 (2):99-104.

[3] 趙良孝,補(bǔ)勇.碳酸鹽巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1994.

[4] 張守謙,顧純學(xué),曹廣華.成像測(cè)井技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

[5] 趙軍,蒲萬(wàn)麗,張永忠,等.橫波各向異性在碳酸鹽裂縫性?xún)?chǔ)層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),2005,29(2) 118-120.

On Log Data Evaluation of Carbonate Reservoir Property in Nanpu Sag

ZHOU Fengming,L IN Faw u,SIZhaowei,L IU Defang,CHEN Jingying,TIAN Chaoguo
(Exp loration&Development Research Institute,Petrochina Jidong Oilfield Company,Tangshan,Hebei 063004,China)

In view of the exp loratory development needsof carbonate reservoir in Nanpu sag,put forward is reservoir type identification based on matrix porosity and fracture development degree. Analyzed is the reservoir effectiveness by use of transverse wave and Stoneley wave log data.It is believed that transverse wave and Stoneley wave show good consistency in indicating reservoir effectiveness.That is to say,Stoneley w ave show s distinct reflection features w ith“Ⅴ”shape interference fringe,w hen maxim um and m inim um o rthogonal energy difference betw een fast and slow S-wave components is comparatively larger.Built are the comp rehensive discrimination indices for reservoir p roperty according to total porosity,fracture porosity,fluid movement index, etc.Thereby,Quantitative evaluation of reservoir p roperty is realized after calibration of natural p roductivity,and consequently,formed is a p reliminary log evaluation method and criterion for the reservoir p roperty.Carbonate reservoir in Nanpu sag is divided into 3 grades,and the reservoir w ith liquid yield over 1 t/d per meter is higher quality reservoir.Practical app lication indicates that capacity p rediction and reservoir p roperty evaluation result is coincidence w ith the yield.

log evaluation,carbonate,reservoir type,reservoir p roperty,Nanpu sag

P631.84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)渤海灣盆地南堡凹陷勘探開(kāi)發(fā)示范工程(編號(hào)2008ZX05050)技術(shù)支撐項(xiàng)目

周鳳鳴,男,1966年生,高級(jí)工程師,博士,從事測(cè)井綜合評(píng)價(jià)研究工作。

2010-12-17 本文編輯 王小寧)