陳明江，任興國(guó)

（1.西南石油大學(xué)研究生院，四川成都610500；2.中國(guó)石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，四川 成都610051）

含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井識(shí)別及評(píng)價(jià)

陳明江1，2，任興國(guó)2

（1.西南石油大學(xué)研究生院，四川成都610500；2.中國(guó)石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，四川 成都610051）

以塔里木盆地某區(qū)塊泥盆系K組含瀝青儲(chǔ)層為例探討含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)方法。分析瀝青對(duì)儲(chǔ)層物性及產(chǎn)能的影響，通過2口井測(cè)井曲線的對(duì)比分析，指出含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征，并建立含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井識(shí)別圖版，將含瀝青儲(chǔ)層與泥質(zhì)區(qū)分開。在定性識(shí)別的基礎(chǔ)上，利用自然伽馬與中子－密度交會(huì)法計(jì)算儲(chǔ)層泥質(zhì)含量的差值作為儲(chǔ)層瀝青相對(duì)含量，建立有效孔隙度校正模型，提高有效孔隙度計(jì)算精度，為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層提供依據(jù)。通過分析儲(chǔ)層瀝青相對(duì)含量及孔隙度在平面上的變化趨勢(shì)，指出區(qū)塊內(nèi)油藏東部受破壞程度比西部強(qiáng)。

測(cè)井解釋；瀝青；儲(chǔ)層物性；交會(huì)圖；產(chǎn)能；有效孔隙度

0 引 言

很多油氣田碳酸鹽巖儲(chǔ)層、碎屑巖儲(chǔ)層中都發(fā)現(xiàn)有瀝青，例如四川盆地東北部石炭系和資陽－威遠(yuǎn)地區(qū)震旦系碳酸鹽巖儲(chǔ)層，塔里木盆地志留系、泥盆系碎屑巖儲(chǔ)層［1－3］。這說明儲(chǔ)層瀝青沉淀是一種比較普遍的地質(zhì)現(xiàn)象。形成儲(chǔ)層瀝青的主要過程有熱裂解、細(xì)菌降解和大氣淡水的淋濾作用，也可以在CO2的流動(dòng)過程中沉淀下來［4－6］。前人對(duì)含瀝青儲(chǔ)層的研究主要集中于瀝青的成因機(jī)理［4，7］、地球化學(xué)特征［8］、分布特征及其對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的影響［9］等方面，對(duì)含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征及評(píng)價(jià)方法卻未曾提及。由于儲(chǔ)層瀝青嚴(yán)重影響儲(chǔ)層物性及產(chǎn)能，測(cè)井評(píng)價(jià)很容易出現(xiàn)失誤。本文以塔里木盆地某區(qū)塊泥盆系K組含瀝青儲(chǔ)層為例，開展了含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征及評(píng)價(jià)方法研究。

1 儲(chǔ)層基本特征

K組儲(chǔ)層是一套以濱岸相沉積為主的砂巖，碎屑顆粒成分包括石英、長(zhǎng)石、巖屑，其中石英含量較高，平均含量達(dá)87%。儲(chǔ)層泥質(zhì)含量較低，一般小于10%，平均泥質(zhì)含量為5.1%。儲(chǔ)集空間主要為各種粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔以及少量殘余原生粒間孔。儲(chǔ)層孔隙度分布在0.5%～15.6%之間，平均值6.67%；滲透率分布在0.007～71.3mD＊＊非法定計(jì)量單位，1mD＝9.87×10－4μm2，下同之間，平均2.53mD。

油藏研究表明，該區(qū)自海西晚期到喜山期經(jīng)歷了較強(qiáng)的褶皺，構(gòu)造高點(diǎn)發(fā)生反轉(zhuǎn)，由西高東低演變?yōu)闁|高西低，油藏遭受一定程度破壞，部分油氣散失，儲(chǔ)層中形成瀝青。鑄體薄片及熒光薄片鑒定表明，K組儲(chǔ)層中普遍含有黑色瀝青，尤其是K4井、K8井、K10井頂部?jī)?chǔ)層瀝青含量相對(duì)較高，分布于粒間溶孔、顆粒邊緣及粒內(nèi)溶孔中。儲(chǔ)層中瀝青的形成揭示了大規(guī)模的油氣生成、運(yùn)移過程，與油藏的破壞及油氣散失密切相關(guān)［10－11］。

2 瀝青對(duì)儲(chǔ)層物性及產(chǎn)能的影響

為了研究瀝青對(duì)儲(chǔ)層物性的影響程度，在K6井和K10井4 951～4 956m井段各選取了28個(gè)未經(jīng)洗油的巖心樣品進(jìn)行常規(guī)孔隙度測(cè)定，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析（見圖1）。從對(duì)比結(jié)果來看，K6井巖心分析孔隙度在10.1%～15.6%之間，平均值為13.5%；K10井巖心分析孔隙度則降低至9%～11.7%之間，平均值為10.1%，降低程度為25.2%。從測(cè)井響應(yīng)特征來看，2口井在這一井段的聲波時(shí)差和密度曲線基本重合，說明2口井的總孔隙度相近。由于K10井儲(chǔ)層中含有較多瀝青，造成有效孔隙度的降低。此外，測(cè)試數(shù)據(jù)表明，K6井4 950～4 972m井段測(cè)試平均日產(chǎn)油62m3，而K10井 4 950～4 958m井段射孔測(cè)試為干層。常規(guī)測(cè)井解釋很容易將K10井4 950～4 958m井段解釋為油層，這顯然與測(cè)試結(jié)果不相符合。因此，利用測(cè)井資料定性識(shí)別瀝青并定量計(jì)算其相對(duì)含量，才能對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

圖1 K6井與K10井巖心分析孔隙度直方圖對(duì)比

3 含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井識(shí)別

圖2 K10井、K6井含瀝青儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征

為了研究含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征，將K6井與K10井測(cè)井曲線進(jìn)行重疊對(duì)比（見圖2）。在K組頂部泥巖段，2口井的自然伽馬、聲波時(shí)差、密度、中子孔隙度曲線基本重合，泥巖層之下的砂巖儲(chǔ)層中（4 951～4 955m），K10井的自然伽馬明顯高于K6井，聲波時(shí)差和密度曲線與K6井基本重合，中子孔隙度卻明顯降低。造成K10井自然伽馬增大的原因可能是泥質(zhì)含量增多，也可能是放射性礦物的影響，然而巖心觀察和薄片鑒定表明，儲(chǔ)層中泥質(zhì)含量很低，也未見放射性的特殊礦物，但粒間溶孔及顆粒邊緣分布有黑色瀝青，局部含量較高。此外，根據(jù)中子、密度、聲波時(shí)差測(cè)井曲線的特征也可以排除泥質(zhì)造成的自然伽馬增大。因此，認(rèn)為儲(chǔ)層中含瀝青造成了自然伽馬相對(duì)增大和中子孔隙度相對(duì)降低。

由此可見，研究區(qū)K組含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征：① 自然伽馬值相對(duì)較高，這可能是由于瀝青具有很高的黏性，能夠吸附細(xì)小的微粒，造成放射性元素的局部富集；② 中子含氫指數(shù)相對(duì)較低，這是因?yàn)闉r青的含碳量較高，通?？蛇_(dá)80%，而含氫量只有15%左右，還包括少量氧、氮及金屬元素，與油和水相比，它的含氫量要低得多。

上述含瀝青儲(chǔ)層的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征與泥質(zhì)相似，為了準(zhǔn)確將其與泥質(zhì)區(qū)分開，研究了中子孔隙度與密度交會(huì)伽馬Z值圖（見圖3）。圖3中交會(huì)點(diǎn)不同的顏色（Z值）表示不同的自然伽馬值范圍。首先利用統(tǒng)計(jì)方法確定純砂巖的自然伽馬值的范圍（該區(qū)純砂巖GR值一般小于70API），然后將致密砂巖層的測(cè)井值作為砂巖骨架值，利用式（1）、式（2）根據(jù)不同的孔隙度確定一條純砂巖線。如果交會(huì)點(diǎn)在砂巖線的左上方，且自然伽馬值增大（大于純砂巖GR值的范圍），表明儲(chǔ)層中含有瀝青；如果交會(huì)點(diǎn)在砂巖線的右下方，且自然伽馬增大（大于純砂巖GR值的范圍），則為真正的泥質(zhì)。

式中，DEN、DENma、DENf分別為密度測(cè)井值、骨架密度、流體密度，g／cm3；CNL、CNLma、CNLf分別為中子測(cè)井值、骨架中子值、流體的中子值，小數(shù)；φ為孔隙度，小數(shù)。

圖3 中子孔隙度－密度交會(huì)識(shí)別瀝青圖版

4 含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)

在定性識(shí)別瀝青的基礎(chǔ)上，為了對(duì)含瀝青儲(chǔ)層進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，必須首先確定儲(chǔ)層中的瀝青含量，并對(duì)孔隙度進(jìn)行校正達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)算滲透率及含水飽和度的目的。一般可以通過對(duì)巖心樣品洗油前后分別進(jìn)行孔隙度測(cè)定［10］，2次測(cè)定孔隙度之間的差值則為瀝青的絕對(duì)含量。然而利用現(xiàn)有的測(cè)井資料是無法準(zhǔn)確確定儲(chǔ)層中瀝青的絕對(duì)含量，但計(jì)算其相對(duì)含量是可行的。

4.1 泥質(zhì)含量及瀝青相對(duì)含量

通常，利用自然伽馬曲線計(jì)算儲(chǔ)層的泥質(zhì)含量［式（3）、式（4）］，但含瀝青儲(chǔ)層的自然伽馬值異常增大，利用自然伽馬曲線計(jì)算的泥質(zhì)含量（Vsh，GR）將明顯高于儲(chǔ)層實(shí)際的泥質(zhì)含量。

式中，GR、GRmin、GRmax分別為自然伽馬測(cè)井值、純砂巖和純泥巖的自然伽馬值，API。

8.2.1 半筋菜（碗狀木耳）晾曬方法：把采收后的木耳，快速攤放在紗網(wǎng)上，晾曬厚度以4厘米為宜（宜厚不易?。?，經(jīng)常用鐵鈀上下翻動(dòng)耳片，待耳片全部達(dá)到半干時(shí)，隨時(shí)在紗網(wǎng)上分段收集呈小堆，并用手輕輕均勻揉好整堆木耳后，在把耳片攤放開，必須達(dá)到曬干、曬透為止，此方法晾曬的木耳碗狀型可達(dá)到95%以上（通過該方法加工的碗狀菜，一般售價(jià)45～55元，碗狀菜黑厚，產(chǎn)量高），一般1～2天可使木耳全部曬干，曬干后的木耳即可銷售，或裝入編織袋內(nèi)可放在通風(fēng)涼爽的地方儲(chǔ)存。此時(shí)，遇有雨天時(shí)，提前在晾曬拱棚架上覆蓋好塑料膜，避免木耳澆濕。

研究表明，利用中子與密度交會(huì)法［見圖4、式（5）］計(jì)算的泥質(zhì)含量（Vsh，ND）能夠反映儲(chǔ)層真實(shí)的泥質(zhì)含量。

式中，DENcl1、DENcl2、DENclay分別為純砂巖點(diǎn)1、純砂巖點(diǎn)2和純泥巖點(diǎn)的密度值，g／cm3；CNLcl1、CNLcl2、CNLclay分別為純砂巖點(diǎn)1、純砂巖點(diǎn)2和泥巖點(diǎn)的中子值，小數(shù)。

實(shí)際計(jì)算結(jié)果表明，這2種方法計(jì)算的泥質(zhì)含量在不含瀝青的儲(chǔ)層中及泥巖段非常接近，而在含瀝青的儲(chǔ)層中則出現(xiàn)差異，兩者的差值正好反映了儲(chǔ)層中瀝青含量的相對(duì)大小

式中，VB為瀝青相對(duì)含量，小數(shù)。

4.2 有效孔隙度校正

儲(chǔ)層瀝青占據(jù)了一部分孔隙空間，利用聲波時(shí)差計(jì)算的儲(chǔ)層有效孔隙度略高于實(shí)際的有效孔隙度，而且瀝青含量越高，兩者之間的差異越大，因此，必須對(duì)有效孔隙度進(jìn)行含瀝青影響校正。通過分析聲波時(shí)差計(jì)算的有效孔隙度φe與巖心分析孔隙度φcore的差異與瀝青相對(duì)含量的關(guān)系（見圖5），建立含瀝青儲(chǔ)層的有效孔隙度校正模型式（7）。利用該公式對(duì)測(cè)井計(jì)算的有效孔隙度進(jìn)行校正，校正后的有效孔隙度與巖心分析孔隙度的相關(guān)性由校正前的0.874提高到了0.94。

式中，φe、φec分別為聲波時(shí)差計(jì)算的有效孔隙度和校正后的有效孔隙度，小數(shù)。

圖4 中子－密度交會(huì)法計(jì)算泥質(zhì)含量圖版

圖5 瀝青相對(duì)含量與有效孔隙度校正量交會(huì)圖

4.3 滲透率

巖心分析孔隙度與滲透率交會(huì)表明，K組儲(chǔ)層滲透率與孔隙度有較好的正相關(guān)性（見圖6），通過非線性擬合的方法建立了滲透率計(jì)算模型［見式（8）］，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.908。將校正后的有效孔隙度代入該公式計(jì)算的滲透率與巖心分析滲透率的相關(guān)性得到明顯提高。

式中，K為滲透率，mD；φec為校正后的有效孔隙度，%。

圖6 K組儲(chǔ)層巖心分析孔隙度與滲透率交會(huì)圖

4.4 含水飽和度

K組砂巖儲(chǔ)層孔隙空間主要為各種粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔以及少量殘余原生粒間孔，泥質(zhì)含量低，儲(chǔ)層類型為孔隙型。此外，巖電實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明，孔隙度與地層因素、電阻率增大指數(shù)與含水飽和度在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖中都具有較好的線性相關(guān)性，因此可采用常規(guī)的阿爾奇公式計(jì)算含水飽和度。式（9）中的巖電參數(shù)由實(shí)驗(yàn)分析得到，a、b取1，m取1.7，n取2.09。

式中，φec為校正后的有效孔隙度，小數(shù)。

最后，根據(jù)K6井、K8井和K10井測(cè)試井段的孔隙度－滲透率交會(huì)分析，并結(jié)合壓汞分析資料綜合確定有效儲(chǔ)層孔隙度下限為9%。當(dāng)儲(chǔ)層瀝青相對(duì)含量大于15%時(shí)，相應(yīng)的有效儲(chǔ)層孔隙度下限標(biāo)準(zhǔn)提高至10.5%。利用這一標(biāo)準(zhǔn)基本可以判斷含瀝青儲(chǔ)層是否能夠產(chǎn)出工業(yè)油流。

5 瀝青分布與油藏破壞程度

在瀝青相對(duì)含量及有效孔隙度校正的基礎(chǔ)上，將該區(qū)由西向東分布的K6井、K4井、K8井以及K10井的儲(chǔ)層瀝青相對(duì)含量、有效孔隙度、測(cè)試產(chǎn)能進(jìn)行了對(duì)比分析（見圖7）。結(jié)果表明，K組頂部?jī)?chǔ)層中瀝青相對(duì)含量的變化在平面上由西向東（K6井至K10井）呈明顯增大的趨勢(shì)，而實(shí)際測(cè)試產(chǎn)量和儲(chǔ)層有效孔隙度則呈相反的變化趨勢(shì)。這一變化趨勢(shì)表明，儲(chǔ)層瀝青含量越高，對(duì)儲(chǔ)層有效孔隙度的影響越大，產(chǎn)能越低，油藏受破壞的程度越嚴(yán)重。由此可見，該區(qū)K組油藏東部受破壞程度比西部強(qiáng)。

圖7 孔隙度、瀝青相對(duì)含量及產(chǎn)能橫向?qū)Ρ葓D

6 結(jié) 論

（1）研究區(qū)K組儲(chǔ)層中含瀝青造成了測(cè)井自然伽馬值的增大和中子孔隙度的降低，但瀝青是否都具有放射性以及放射性強(qiáng)度的大小除了與瀝青含量及本身的化學(xué)成分有關(guān)外，還與其所含微量元素的性質(zhì)有關(guān)。因此，本文所討論的含瀝青儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征在其他區(qū)塊是否適用則有待進(jìn)一步證實(shí)。

（2）根據(jù)含瀝青儲(chǔ)層特殊的測(cè)井響應(yīng)特征建立瀝青相對(duì)含量計(jì)算方法及有效孔隙度的校正模型，能夠提高有效孔隙度計(jì)算精度，為評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的滲透率及含水飽和度提供了條件。

（3）根據(jù)瀝青相對(duì)含量的大小，分別建立有效儲(chǔ)層下限標(biāo)準(zhǔn)，確定高含瀝青儲(chǔ)層是否能產(chǎn)出工業(yè)油流，避免測(cè)井解釋失誤。

（4）利用測(cè)井資料分析儲(chǔ)層瀝青含量在平面上的變化趨勢(shì)，可以確定油藏受破壞程度在平面上的分布情況，為尋找有利勘探區(qū)提供參考。

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Log Identification and Evaluation for Bitumen－bearing Reservoir

CHEN Mingjiang1，2，REN Xingguo2
（1.Graduate School of Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China；2.Geological Exploration ＆Development Research Institute，Chuanqing Drilling Engineering CO.LTD.，Chengdu，Sichuan 610051，China）

The deposition of bitumen in reservoir has serious bad effect on physical properties and productivity of reservoir，which may leads to wrong log interpretation results.This paper takes the bitumen－bearing reservoir in Devonian K group in a zone in Talimu basin as an example to discuss how to evaluate bitumen－bearing reservoir.First of all，the effect of bitumen on the physical properties and productivity of reservoir is analyzed and then the log responses of bitumen－bearing reservoir are identified by comparing logs from two different wells.A cross－plot for identifying bitumen－bearing reservoir is created to distinguish between bitumen and shale.The relative abundance of bitumen in reservoir is derived from the difference between shale content which is calculated with gamma log and from neutron－density cross－plot.A formula for porosity correction is created，which helps to improve the accuracy of porosity and provide foundation for accurate reservoir evaluation.At last，the horizontal variation trend of relative abundance of bitumen in reservoir is studied，which shows that the oil pool is damaged more seriously in the east part of the area than in the west.

log interpretation，bitumen，reservoir physical property，cross－plot，productivity，effective porosity

P631.84

A

2011－11－24 本文編輯 李總南）

1004－1338（2012）03－0272－05

陳明江，男，1983年生，博士，從事測(cè)井解釋方法研究。