李 義,張聰慧
(中海油田服務(wù)股份有限公司油技事業(yè)部資料解釋中心,河北 三河 101149)
渤海海上作業(yè)的電纜式地層測試[1]儀器種類較多,包括阿特拉斯公司的FMT、RCI儀器,還有中海油田服務(wù)股份有限公司的FET、FCT儀器,其中FMT、FET為同一代產(chǎn)品,RCI、FCT為新一代模塊式電纜地層測試儀器。渤海地區(qū)的電纜式地層測試資料在計算地層滲透率,確定流體密度,判斷油、氣、水界面等資料解釋與儲層評價方面都取得了廣泛的應(yīng)用。在利用測壓資料回歸流體密度的實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)許多測壓點(diǎn)尤其是低孔滲地層測壓點(diǎn)壓力恢復(fù)值不穩(wěn)定,壓力值偏高或偏低,在很大程度上造成地層流體密度求取不準(zhǔn)確;為此,對渤海各油田共計41口井電纜地層測壓資料近1227個測壓點(diǎn)進(jìn)行了分析,以期利用流度對測壓點(diǎn)資料建立定量分類標(biāo)準(zhǔn),確定計算流體密度的流度范圍,為后續(xù)利用測壓資料進(jìn)行渤海地區(qū)疑難儲層[2]評價提供依據(jù)。
電纜地層測試器的兩個主要功能是測壓和取樣。測壓過程即預(yù)測試過程,就是抽吸一定地層流體的壓力測量過程。將儀器下放到指定深度,打開平衡閥,儀器首先記錄到測試點(diǎn)深度處由鉆井液施加的液柱靜壓力。隨后將推靠臂推向井壁,與井壁相對應(yīng)的探頭的探管刺穿泥餅插入地層,探頭上的封隔器向井壁靠攏并壓向井壁,這時封隔器及泥餅被壓縮,將探管中的小活塞收回,井下儀器內(nèi)的測試空間經(jīng)過濾與地層相通,管線中的流體體積填補(bǔ)小活塞讓出的空間使測試壓力下降,測試探頭繼續(xù)壓迫井壁。探管中的小活塞滑到探管根部并停止運(yùn)動時,封隔器繼續(xù)向井壁壓迫,使壓力繼續(xù)回降,一直到儀器完全固定于井壁為止。預(yù)測試開始時,測試室中的活塞滑動,以恒定流量q的流速使流體充滿預(yù)測試室,壓力很快下降到一個平臺。待預(yù)測試活塞到達(dá)終點(diǎn)后,儀器保持不動,但是由于壓力擴(kuò)散還有地層流體流入探管,壓力開始升高,最后恢復(fù)到地層原始壓力。
通常電纜式地層測試資料計算地層流度有壓力恢復(fù)法和壓力壓降法兩種。壓力恢復(fù)法一般又分為球形流壓力恢復(fù)法[3]和柱形流壓力恢復(fù)法[4]。在渤海地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)電纜地層測試資料很難見到理想的球型恢復(fù)、柱狀恢復(fù),流形識別比較困難,因而利用壓力恢復(fù)法計算地層流度的不確定因素大,不適宜在快速地層評價中應(yīng)用。相對而言壓降法影響因素少,求取流度穩(wěn)定,只要正確選擇壓降開始時間、結(jié)束時間、壓恢開始時間、結(jié)束時間及所對應(yīng)的壓力值即可。而這些值的不確定因素小,因此壓降法比較適合現(xiàn)場快速評價。在實(shí)際應(yīng)用過程中,為了利用流度建立測壓點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn),采用壓降法對41口井近1227個測壓點(diǎn)進(jìn)行了流度的重新計算。
利用電纜地層測試資料計算出地層流度后,結(jié)合常規(guī)測井資料,計算儲集層的流體密度。計算的流體密度值與常規(guī)測井資料或試油資料進(jìn)行比較,由此判斷該測壓點(diǎn)能否用于流體密度計算,可將測壓點(diǎn)分為3類:
(1)可用點(diǎn)。這類點(diǎn)子壓力恢復(fù)期間最終地層壓力恢復(fù)值穩(wěn)定,計算流體密度正確,與常規(guī)測井資料或與DST測試資料吻合。
(2)一般點(diǎn)。這類點(diǎn)子壓力恢復(fù)值不夠穩(wěn)定,計算流體密度時與同層內(nèi)測試點(diǎn)壓力值比較略偏高或偏低,但計算流體密度值與常規(guī)測井資料或與DST測試資料吻合。
(3)不可用點(diǎn)。這類點(diǎn)子壓力恢復(fù)值不穩(wěn)定,計算流體密度結(jié)果不正確,與常規(guī)測井資料或與DST測試資料不吻合。
研究流度與可用點(diǎn)、不可用點(diǎn)和一般點(diǎn)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn):當(dāng)流度小于3 mD/cp,測壓點(diǎn)不可用;流度3~30mD/cp,可用點(diǎn)、不可用點(diǎn)、一般點(diǎn)共存;流度大于30mD/cp,基本為可用點(diǎn)。
對于解釋工程師而言,在測井解釋中存在許多常規(guī)曲線無法定性解決的問題,比如地層水礦化度偏低、儲層泥質(zhì)膠結(jié)或者非均質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重[5],都會在一定程度上為解釋工程師確定儲層流體性質(zhì)增加難度。這時如果綜合核磁測井、電纜式地層測試等高端測井技術(shù),在疑難儲層評價工作中能夠發(fā)揮巨大的作用。
在渤海地區(qū)電纜式地層測試資料的實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)測壓點(diǎn)的流度范圍,流度小于3mD/cp,在計算流體密度時,測壓點(diǎn)基本不采用;流度在3~30mD/cp范圍的測壓點(diǎn),應(yīng)用時慎重選擇,測壓點(diǎn)可用與否主要取決于測壓點(diǎn)的壓力恢復(fù)值是否穩(wěn)定;流度大于30mD/cp,測壓點(diǎn)基本可以采用。應(yīng)用該測壓點(diǎn)劃分標(biāo)準(zhǔn),在計算地層流體密度、確定油水界面、疑難層油水識別等方面取得了很好的效果。
以渤海油田M區(qū)塊D井為例。本井主要目的層位于沙河街組,地區(qū)地層水礦化度變化劇烈,地層各向異性較強(qiáng),非均質(zhì)性嚴(yán)重,測井資料處理時參數(shù)的選取及后續(xù)的測井解釋均存在較強(qiáng)的多解性,為勘探開發(fā)及儲層評價帶來了相當(dāng)大的難度。本井目的層3224~3231m,通過常規(guī)測井資料分析,儲層砂體發(fā)育,巖性較純,物性很好,巖屑錄井為熒光細(xì)砂巖,氣測值有所抬升,但通過電阻率測井曲線分析,結(jié)合本區(qū)域地質(zhì)概況及巖點(diǎn)參數(shù)與物性下限值,發(fā)現(xiàn)物性變好層位,深電阻率明顯下降,接近下部純水層電阻率,見圖1和圖2。
為準(zhǔn)確判斷上部儲層流體性質(zhì)帶來一定的難度,在處理解釋過程中該如何定義儲層類別出現(xiàn)了分歧(油層或油水同層)。本層位FMT電纜地層測試共獲得4個壓力點(diǎn),利用壓降恢復(fù)法分別計算了各數(shù)據(jù)點(diǎn)的流圖,仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)其中3228.5m的壓力點(diǎn)流度為1.32mD/cp,其壓力恢復(fù)值偏低,將其歸為不可用點(diǎn),其余3點(diǎn)流度均在3mD/cp以上,將其歸為可用點(diǎn),見表1。
對3個評價為可用點(diǎn)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行流體密度回歸,3個數(shù)據(jù)點(diǎn)相關(guān)性很好,得到該層位流體密度為0.86 g/cm3,證實(shí)儲層流體性質(zhì)為純油層,提供了準(zhǔn)確的測井解釋結(jié)論,為后續(xù)的儲量評價工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
測井解釋中流體界面的確定是后續(xù)儲量評價工作的關(guān)鍵。為了更精確地得到流體界面的深度,準(zhǔn)確判斷油水界面或者氣水界面的位置[6],經(jīng)常利用電纜地層測試得到的壓力點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行流體密度回歸,應(yīng)用效果明顯。
圖1 D井常規(guī)曲線組合圖
圖2 D井下部水層常規(guī)曲線組合圖
表1 D井地層測試測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)
對J油田F井的主要目的層位進(jìn)行電纜地層測試作業(yè),共取得20個壓力點(diǎn),其中14個數(shù)據(jù)點(diǎn)為可用點(diǎn),4個數(shù)據(jù)點(diǎn)為一般點(diǎn),2個數(shù)據(jù)點(diǎn)為不可用點(diǎn),見表2。
通過對可用點(diǎn)進(jìn)行流體密度回歸,發(fā)現(xiàn)油水層回歸的相關(guān)系數(shù)均很高,且回歸的油層流體密度與地層試油資料十分吻合。通過計算得出該層位的油水分界面[7]位于1 422.7 m,與常規(guī)資料基本一致,為后續(xù)的儲量評價[8]工作提供了重要的參考數(shù)據(jù)。F井油水界面回歸圖見圖3。
表2 F井地層測試測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)
在電纜式地層測試資料的應(yīng)用中,將測壓點(diǎn)分為可用點(diǎn)、一般點(diǎn)、不可用點(diǎn)3類標(biāo)準(zhǔn)。通過闡述相關(guān)實(shí)例,說明在渤海區(qū)域的實(shí)際應(yīng)用中,對于測壓點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)劃分取得了良好的效果,對電纜式地層測試在確定儲層流體性質(zhì)、劃分油水界面等有關(guān)儲層評價的工作具有指導(dǎo)意義。
圖3 F井油水界面回歸圖
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