張弘恕, 馮春珍, 何小菊, 龔愛華, 李玉寧, 王建華

(中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶事業(yè)部, 陜西 西安 710201)

0 引 言

姬塬地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西部,緊鄰延長組生油凹陷,受三疊紀(jì)末期印支期運動影響,延長組與延安組2套水動力系統(tǒng)相混合,發(fā)生延長組向延安組泄壓及水化學(xué)交替,并且后期侵入的淡水在油藏內(nèi)部選擇性滲流,使區(qū)域水性變化復(fù)雜[1]。姬塬地區(qū)延安組主要含油層段延9、延10油藏受古地貌和鼻隆構(gòu)造控制,零星分布含油不連片。受地層水性影響[2],有的油層呈低電阻率特征,有的水層呈中電阻率特征,有的含油層束縛水飽和度高,油水分異不明顯,油水同層,還有的含油層本身含油飽和度低,加上鉆井液深侵入,改造了井筒附近的流體性質(zhì)。該區(qū)水性差別削弱、掩蓋甚至抵消了含油性對儲層電性的影響,造成油層與水層的低對比度,給測井識別油層提出了極大的挑戰(zhàn)。

以巖石物理實驗、測井?dāng)?shù)據(jù)為依據(jù),綜合考慮了儲層巖性、物性、流體對電阻率的影響的常規(guī)測井解釋方法[3-6],忽略了地層水水性對電阻率的影響,使得依據(jù)電性識別油層的測井解釋方法在一些受水性影響大的地層油水判識準(zhǔn)確率低。這就需要一種能將區(qū)域水性特征與測井資料相結(jié)合的綜合油水識別方法,本文提出的基于水性分析的油水識別方法就是這樣一種方法。

1 儲層特征

姬塬地區(qū)延安組油藏主要含油層段延9、延10地層,是一套以中粗和中細(xì)砂巖為主的沉積,分選好,粒度適中,中、低電阻率油層發(fā)育。延9、延10油藏巖性主要為長石巖屑砂巖,碎屑物中石英含量的平均值為45.0%～64.0%,長石含量的平均值為11.7%～20.5%(以鉀長石為主,斜長石少量),各類巖屑含量的平均值為23.0%～42.7%(以火成巖、變質(zhì)巖為主,沉積巖少量);膠結(jié)物成分以自生黏土為主,鐵白云石次之,石英加大常見但量少?？紫额愋鸵粤ｉg孔為主,具有中等孔喉、分選性中到好,孔隙度為2.7%～18.8%(大多為9.0%～18.0%),平均值為15.3%,滲透率(0.002～561.0)×10-3μm2[大多為(30.0～200.0)×10-3μm2],平均值為81.2×10-3μm2。延9儲層與延10儲層的孔隙性相差不大,但延9儲層的滲透性比延10儲層要好。滲透率與孔隙度之間基本上為指數(shù)關(guān)系,相關(guān)性好。綜上,姬塬地區(qū)延9、延10油藏巖性純,物性好。

2 電性特征

延9、延10油藏含油充滿度較低,電性特征受區(qū)域水性變化影響大,具體表現(xiàn)在低電阻率油層和中高電阻率水層普遍發(fā)育。例如,C309井17號層巖性純,物性好,電阻率值中等且較圍巖高,取心油斑級,氣測有含烴顯示,常規(guī)測井解釋方法綜合判斷儲層含油好,但試油出大水。HU288井21號層巖性純,物性好,電阻率值中等,該層與下部水層油水分異明顯,呈典型的“油帽”特征,錄井油跡,氣測有含烴顯示,常規(guī)測井解釋方法也認(rèn)為儲層含油好,但試油出大水。這類儲層在姬塬延安組十分常見,一直是該區(qū)油水識別的難點。

含油氣盆地中,地層水以不同形式與油氣共存于地下巖石孔隙空間中,是油氣運移、聚集的載體,它的形成及運動規(guī)律與油氣的生、運、聚及油氣藏的形成、保存和破壞有著十分密切的聯(lián)系[7]。高礦化度地層水多存在于還原環(huán)境,對油氣的保存極為有利;低礦化度地層水常與氧化環(huán)境相伴生,不利于油氣保存。CaCl2水型地層水多存在于還原環(huán)境,礦化度較高,它與低礦化度的NaHCO3水型相混合可以形成中、高礦化度的Na2SO4型或MgCl2型地層水。Na2SO4型水一般分布于地表或地下淺層水活躍地區(qū),礦化度低。由2口井的水分析資料知,這2個儲層的水型分別為Na2SO4和NaHCO3水型,礦化度不高,分別為20 580 mg/L和22 800 mg/L,為氧化環(huán)境,不利于油氣保存。2個層從電性特征看與油層無差別,常規(guī)測井解釋方法無法識別,但從水性分析結(jié)果看,2個層可能曾經(jīng)含油,后期遭到破壞。

3 地層水特征

3.1 水型分類及其分布情況

從姬塬地區(qū)延9、延10地層部分井的水分析資料看(見表1),其水性在平面上表現(xiàn)出水型的多樣性和礦化度變化大的特點。

(1) 延9地層平面上NaHCO3、CaCl2和Na2SO4水型較為多見,還分布少量的MgCl2水型。地層水礦化度變化范圍12 000～9 000 mg/L,并在HUA346井區(qū)見地層水高礦化度區(qū);J21井區(qū)礦化度最低。

(2) 延10地層平面上以CaCl2水型為主,還有Na2SO4、NaHCO3水型。地層水礦化度變化范圍12 000～100 000 mg/L,并在HUA295井區(qū)見地層水高礦化度區(qū),AN188和HAO2井區(qū)地層水礦化度最低。

3.2 不同水型礦化度與電阻率值的變化關(guān)系

地層水水型不同,其礦化度的變化范圍也各不相同,測井視電阻率值的變化范圍也不同。延9、延10地層視電阻率值對于同一種水型總體是隨礦化度的增加而減小。

由圖1可見,延9地層Na2SO4和NaHCO3水型比較多見,CaCl2水型分布相對較少。不同水型的礦化度和地層水電阻率值的變化范圍都不相同。

例如,NaHCO3水型其礦化度主要是在15 000～30 000 mg/L變化,電阻率值13.0～23.0 Ω·m變化;Na2SO4水型礦化度主要在10 000～25 000 mg/L變化,電阻率值9.0～25.0 Ω·m變化。

由圖2可見,延10以CaCl2水型為主,其礦化度較低。圖2上顯示CaCl2水型電阻率值隨礦化度的增加而減小,礦化度主要在3 000～100 000 mg/L

表1 姬塬地區(qū)部分區(qū)域延9、延10地層水分析表

圖1 延9地層不同水型礦化度與視電阻率值的關(guān)系

圖2 延10地層不同水型礦化度與視電阻率值的關(guān)系

變化,隨礦化度增大其電阻率值在15.0～2.0 Ω·m變化。分布少量的Na2SO4水型,礦化度多數(shù)小于30 000 mg/L,其電阻率值也隨礦化度增加而減小。

綜上,從水分析資料看,延9、延10油藏地層水水型多樣,礦化度變化大,表現(xiàn)出很強的非均質(zhì)性。另一方面,在巖性、物性相當(dāng)?shù)臈l件下,不同地層水的礦化度與測井視電阻率有一定的相關(guān)性。因此,可以依據(jù)區(qū)域的地層水水型和礦化度分布情況結(jié)合測井視電阻率,建立一種可以消除水性影響的解釋方法,達(dá)到油水識別的目的。

4 基于水性分析的油水識別方法

基于水性分析的油水識別方法,即利用地層視電阻率與地層礦化度分水型進(jìn)行交會形成解釋圖版,利用圖版進(jìn)行油水識別的一種解釋方法。該方法是在研究區(qū)域水性變化規(guī)律及不同水性對應(yīng)測井響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上,通過分水型確立油水下限,消除地層水性對電性的影響,是針對水性復(fù)雜變化油藏的一種油水識別方法。圖3和圖4分別是延9和延10地層水性分析解釋圖版。

由圖版可見,不同水型的含油下限不同,同等礦化度下電阻率值越高儲層含油性越好。前面所舉的C309井和HU288井由水分析資料可知,其水型分別為Na2SO4和NaHCO3水型,礦化度分別為20 580 mg/L和22 800 mg/L,地層視電阻率值分別為18.0 Ω·m和16.0 Ω·m。按照圖版,2口井均未達(dá)到相應(yīng)水型解釋油層的下限,位于圖版水區(qū)。表2是圖版確立的延9、延10地層油水下限。

圖3 延9地層水性分析解釋圖版

圖4 延10地層水性分析解釋圖版

表2 延9、延10地層水性礦化度與電阻率值的關(guān)系

5 應(yīng)用效果

以HUA360井和HUA347井為例,2口井屬于延9同一層位,電性特征十分相似,用常規(guī)測井解釋方法都判定為油水同層,但試油HUA360井出大水,HUA347井出純油。應(yīng)用水性分析解釋圖版評價效果好。

圖5 HA360、HA347井延9地層水性分析解釋圖版

圖6 HUA360井延9地層綜合解釋成果圖 圖7 HUA347井延9地層綜合解釋成果圖 *非法定計量單位,1 in=25.4 mm,下同

HUA360井由延9水型分布圖確定為CaCl2水型,由延9地層水礦化度分布圖確定礦化度約為58 000 mg/L,測井視電阻率值僅為6.0 Ω·m,在視電阻率與地層礦化度的交會圖版上落于水區(qū)(見圖5),二次解釋為含油水層試油見油花,產(chǎn)水33.8 m3/d(見圖6)。HUA347井由延9水型分布圖確定為CaCl2水型,由延9地層水礦化度分布圖確定礦化度約為72 000 mg/L,測井視電阻率值僅為6.0 Ω·m,在視電阻率與地層礦化度的交會圖版上落于含油區(qū)(見圖7),解釋油水同層試油產(chǎn)油4.25 t/d,產(chǎn)水0 m3/d。

表3 應(yīng)用水性分析解釋圖版二次解釋情況表

應(yīng)用該方法對姬塬延安組2013至2014年26口評價井26個層進(jìn)行2次解釋,解釋符合率達(dá)到80.77%(見表3),取得了良好的應(yīng)用效果。

6 結(jié) 論

(1) 基于水性分析的油水識別方法是針對水性復(fù)雜變化油藏的一種油水識別方法,是在研究區(qū)域水性變化及不同水性對應(yīng)測井響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上,通過分水型確立油水下限的一種方法,其消除了地層水性對電性的影響,在姬塬延安組取得了良好的應(yīng)用效果。

(2) 地層水水性不同,其礦化度各不相同,測井視電阻率值也不同。相同水型地層視電阻率值是隨礦化度的增加而減小,同等礦化度下電阻率值越高含油性越好;不同水型含油下限不同。姬塬延安組延9、延10油藏巖性純、物性好,地層水型和礦化度變化大,儲層的電性特征受地層水性影響大。地層視電阻率值相同時地層水水型、礦化度可能不同,因此解釋時應(yīng)分區(qū)域、分層位確定儲層水型和礦化度,結(jié)合圖版再解釋。

(3) 姬塬地區(qū)延9、延10油藏類型、水性變化復(fù)雜,單一解釋方法不能解決所有問題。解釋時應(yīng)以油藏平面特征和水性特征為依據(jù),從油藏地質(zhì)特征、取心錄井顯示、油層縱橫向?qū)Ρ取⑶秩胩卣?、曲線相關(guān)性等方面挖掘含油性信息,應(yīng)用多種測井識別方法綜合識別油水層。

(4) 應(yīng)用本文建立的水性分析解釋圖版進(jìn)行油水識別應(yīng)先排除巖性、物性對儲層電阻率值的影響,借助平面上建立的水型分布和礦化度分布圖,應(yīng)用水性分析圖版解釋。也可依據(jù)鄰近水層電阻率值反推地層水型和礦化度,確立所要解釋井的水型和地層水礦化度、電阻率值,綜合識別。

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