劉文龍

（中國石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院 吉林松原 138000）

莫里青斷陷西北緣儲(chǔ)層流體識(shí)別技術(shù)研究

劉文龍

（中國石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院 吉林松原 138000）

通過大量試油及測(cè)井資料證實(shí)，研究區(qū)油、水層電性特征復(fù)雜，油層電阻率最低13.8Ω·m，最高達(dá)到100Ω·m以上，水層電阻率分布在10～30Ω·m之間，油水電性規(guī)律不明顯，識(shí)別難度大。為此，本次從鉆井泥漿類型、沉積背景、巖礦組成、孔隙結(jié)構(gòu)、地層水等幾個(gè)方面開展了儲(chǔ)層特征分析，搞清了油水層復(fù)雜特征的成因，建立了有效的油水層識(shí)別手段。

油水層識(shí)別；儲(chǔ)層特征；鉆井泥漿；沉積背景；巖礦組成

1 油水層復(fù)雜特征成因分析

1.1 沉積背景

研究區(qū)沉積類型以上中扇為主，巖性主要由砂礫巖、砂巖組成，成分與結(jié)構(gòu)成熟度較低；外扇位于近岸水下扇的前緣，與深水湖相連，由細(xì)粒的典型濁積巖與深湖泥組成。這種地質(zhì)背景形成了儲(chǔ)層巖性多樣和孔隙微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，是導(dǎo)致油水層電性特征復(fù)雜的主因之一。

1.2 巖礦特征

本區(qū)礦物成分主要為石英、長石和巖屑，其中石英占30%～60%，長石25%～35%，巖屑13%～38%，部分樣品還含有花崗碎屑巖及酸性噴出巖。膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，次為灰質(zhì)，泥質(zhì)含量一般為3%～30%。顆粒分選差，磨圓度為次棱角狀。顆粒直徑為0.1mm～1.8mm，變化范圍大。巖石顆粒大小、成分變化快和粘土礦物的填充，使本區(qū)油水層特征變的復(fù)雜。

1.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)孔隙結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，膠結(jié)類型以孔隙式為主，少數(shù)為孔隙－再生式。根據(jù)該區(qū)儲(chǔ)層壓汞參數(shù)及主要巖性特征，在儲(chǔ)層物性特征及孔隙類型研究的基礎(chǔ)上，將其孔隙結(jié)構(gòu)類型劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。其中Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層為有效儲(chǔ)層，Ⅲ類儲(chǔ)層基本為無效儲(chǔ)層

1.4 流體性質(zhì)特征

本次研究共篩選15個(gè)地層水樣品，24個(gè)原油分析樣品。地層水礦化度縱向隨深度增加而變大，平面上相同砂組，斷階內(nèi)地層水礦化相對(duì)低，原油密度、粘度相對(duì)高。通過液體礦化度與電阻率轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)關(guān)系來看，本區(qū)地層水礦化度稍有變化，對(duì)應(yīng)電阻率變化明顯。

2 泥漿侵入對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響規(guī)律研究及校正

該區(qū)泥漿類型多樣，7口重點(diǎn)探井使用了礦化度高達(dá)100000mg/L的硅酸鹽泥漿。同時(shí)，新鉆評(píng)價(jià)井、開發(fā)井均使用了普通水基泥漿。泥漿侵入對(duì)測(cè)井資料產(chǎn)生影響體現(xiàn)在三方面：①不同類型泥漿的完鉆井，油層測(cè)量電阻率對(duì)比性很差。統(tǒng)計(jì)4口鹽水泥漿鉆井10個(gè)油層，電阻率10～30Ω·m，峰值為15～25Ω·m；統(tǒng)計(jì)6口淡水泥漿鉆井15個(gè)油層，電阻率20～60Ω·m，峰值為30～50Ω·m 。②泥漿侵入縮小了油、水層的電性差距，影響流體識(shí)別。③泥漿侵入使測(cè)量電阻率下降幅度較大，完井測(cè)量的儲(chǔ)層電阻率遠(yuǎn)小于地層真實(shí)電阻率。

在大量正演基礎(chǔ)上，搞清了不同類型泥漿侵入不同物性、含油飽和度地層，電阻率的變化情況，分泥漿類型，考慮到浸泡時(shí)間、物性、儲(chǔ)層的原始含油飽和度等因素，建立泥漿侵入校正系數(shù)。根據(jù)校正系數(shù)以Carbon軟件為平臺(tái)，編制程序，實(shí)現(xiàn)求取地層真實(shí)電阻率的自動(dòng)化。對(duì)校正結(jié)果與陣列測(cè)井、及時(shí)測(cè)井等資料進(jìn)行對(duì)比，表明校正的結(jié)果可靠可用。

3 巖性識(shí)別研究

不同巖性的儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)差異在測(cè)井電性上有不同的響應(yīng)，表現(xiàn)為相近孔隙度和含油飽和度的儲(chǔ)層電阻率有一定的差異。巖電實(shí)驗(yàn)表明，含水率100%的巖樣電阻率，除受物性影響之外，還隨巖性顆粒變細(xì)而降低。由于鹽水泥漿井較少，本次主要針對(duì)淡水泥漿條件進(jìn)行了細(xì)分巖性的識(shí)別圖版。

在標(biāo)準(zhǔn)化和泥漿侵入校正基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)了巖性與電性的變化規(guī)律，由于三孔隙度曲線受孔隙大小影響，在巖性識(shí)別過程中引入一種與孔隙度無關(guān)而只和巖性有關(guān)的參數(shù)M、N；PE是光電吸收指數(shù)，表示單位體積介質(zhì)與光子發(fā)生光電效應(yīng)的幾率?？梢钥闯觯S著巖性由粗變細(xì)，自然伽馬增大、電阻率增大、光電吸收指數(shù)PE減小、同時(shí)M、N值減小，M、N曲線充填面積減小

為了能實(shí)現(xiàn)巖性剖面連續(xù)性處理，利用判別分析方法建立每種巖性與伽馬、PE、M、N參數(shù)的關(guān)系函數(shù)，編制程序，實(shí)現(xiàn)巖性自動(dòng)化識(shí)別。

用該方法識(shí)別重點(diǎn)井25口，47層與巖心巖性對(duì)比，符合37層，不符合10層，符合率81.2%。利用上述方法對(duì)研究區(qū)近100口井進(jìn)行了巖性識(shí)別，結(jié)合沉積特征，總結(jié)巖性平面分布特征：斷階內(nèi)主要分布砂礫巖、粗、中砂巖等粗粒巖性，斷階外儲(chǔ)層以中-粉砂巖等細(xì)粒巖性為主。

前述泥漿侵入影響分析研究表明：淡水和鹽水泥漿對(duì)油、氣、水層的電測(cè)井（雙側(cè)向測(cè)井）響應(yīng)影響各異，差別很大，直接影響油氣層識(shí)別。未分泥漿性能條件下，淡水、鹽水泥漿測(cè)量條件下的油水層混雜，識(shí)別困難，因此必須分泥漿類型建立識(shí)別圖版，鉆井泥漿為鹽水泥漿時(shí)，由于侵入嚴(yán)重，削弱了巖性和地層水對(duì)電性的影響，因此全區(qū)鹽水泥漿建立一個(gè)有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合前述巖性識(shí)別成果，平面巖性分布特征表現(xiàn)為：斷階內(nèi)儲(chǔ)層以粗粒巖性為主、斷階外儲(chǔ)層以細(xì)粒巖性為主，這是斷階內(nèi)、外油水電性特征存在差異的主要原因，另外，斷階內(nèi)油層埋深較淺，由于含油飽和度較高試采以純油為主，含水率較低，礦化度為3890mg/L小于斷階外5000～6000mg/L，這是斷階內(nèi)、外油水電性特征存在差異的另一原因，對(duì)研究區(qū)內(nèi)17個(gè)地層水礦化度化驗(yàn)資料分析表明：Ⅰ、Ⅱ砂組分布在3500mg/L左右，Ⅲ、Ⅳ砂組地層水礦化度分布在5000～7000mg/L之間，這是Ⅰ、Ⅱ砂組和Ⅲ、Ⅳ砂組油水電性特征存在差異的主要原因。

鉆井泥漿為淡水泥漿時(shí)，考慮巖性、地層水礦化度等因素影響，在平面分?jǐn)嚯A內(nèi)和斷階外基礎(chǔ)上，縱向上分Ⅰ、Ⅱ砂組和Ⅲ、Ⅳ砂組確定四個(gè)有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)。

4 有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)研究

4.1 油層巖性、含油性標(biāo)準(zhǔn)

試油、試采資料表明，取心井油跡級(jí)、巖性為粉砂巖可獲得可動(dòng)油流，因此確定含油性標(biāo)準(zhǔn)為油跡級(jí)、巖性標(biāo)準(zhǔn)為粉砂巖為油層。

4.2 油層物性標(biāo)準(zhǔn)

通過對(duì)取得的物性分析資料研究表明，莫里青地區(qū)孔隙度與滲透率關(guān)系較好，泥質(zhì)含量、碳酸鹽含量相對(duì)較低且變化不大，同時(shí)Ⅰ、Ⅱ砂組與Ⅲ、Ⅳ砂組油層物性存在一定的差異。Ⅰ、Ⅱ砂組油層物性較好，因此，油層的物性標(biāo)準(zhǔn)分Ⅰ、Ⅱ砂組與Ⅲ、Ⅳ砂組兩種類型，采用以下四種方法確定：

（1）試油法：充分利用巖心及試油、試采資料，建立孔隙度、滲透率與試油、試采成果關(guān)系圖。確定該區(qū)Ⅰ、Ⅱ砂組油層孔隙度下限為8.9%，滲透率下限為0.18mD；Ⅲ、Ⅳ砂組儲(chǔ)層孔隙度下限為9.0%，滲透率下限為0.14mD。

（2）最小流動(dòng)孔隙喉道半徑法：根據(jù)取心資料分析，應(yīng)用壓汞資料，對(duì)其進(jìn)行J函數(shù)處理，分別求得Ⅰ、Ⅱ砂組和Ⅲ、Ⅳ砂組油層平均毛管壓力曲線，采用沃爾公式法確定Ⅰ、Ⅱ砂組油層的最小流動(dòng)喉道半徑0.18um，Ⅲ、Ⅳ砂組0.11 um，根據(jù)吼道半徑與滲透率的關(guān)系確定Ⅰ、Ⅱ砂組油層的滲透率下限0.2mD；Ⅲ、Ⅳ砂組0.1mD。

（3）經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法：利用該區(qū)常規(guī)物性分析樣品，按Ⅰ、Ⅱ砂組和Ⅲ、Ⅳ砂組分別作儲(chǔ)層孔隙度累積能力丟失曲線和滲透率累積能力丟失曲線?？紫抖葍?chǔ)油能力、滲透率產(chǎn)油能力公式為：

QΦi = ΦiHi/∑ΦiHi QKi = KiHi/∑KiHi

式中: QΦi—孔隙度儲(chǔ)油能力，%； QKi —滲透率產(chǎn)油能力，%；

Φi —樣品孔隙度，%；Ki —樣品滲透率，mD；Hi —樣品長度，m。

（4）含油產(chǎn)狀法：根據(jù)取心資料分析，建立含油產(chǎn)狀與孔隙度、滲透率關(guān)系圖，試油資料證實(shí)取心油跡級(jí)油氣顯示可獲得工業(yè)油流，因此根據(jù)含油產(chǎn)狀制定物性下限。Ⅰ、Ⅱ砂組儲(chǔ)層孔隙度下限為8.5%，滲透率下限為0.15mD；Ⅲ、Ⅳ砂組儲(chǔ)層孔隙度下限為8.0%，滲透率下限為0.12mD。

依據(jù)上述四種方法綜合對(duì)比分析，主要以試油法作為油層物性下限選用值，確定本區(qū)Ⅰ、Ⅱ砂組油層孔隙度下限為9.0%，滲透率下限為0.20mD；Ⅲ、Ⅳ砂組油層孔隙度下限為8.0%，滲透率下限為0.1mD（見表1）。

表1 有效厚度物性下限取值一覽表

5 油層電性標(biāo)準(zhǔn)

在對(duì)研究區(qū)鉆井開展油水層電性特征研究基礎(chǔ)上，平面上斷階內(nèi)和斷階外油水特征存在差異，縱向上Ⅰ、Ⅱ砂組和Ⅲ、Ⅳ砂組油水層特征也存在不同，同時(shí)，淡水泥漿和鹽水泥漿對(duì)油水層的電性影響差異較大，所以本次研究中，建立鹽水泥漿油水標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)，淡水泥漿條件下，分?jǐn)嚯A內(nèi)外，分砂組建立四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，共建立五套電性標(biāo)準(zhǔn)：

（1）鉆井泥漿為淡水泥漿時(shí)，Ⅰ、Ⅱ砂組斷階內(nèi)油層的有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)為：

Δt≥230μs/m；Rlld ≥34Ω·m；So≥35.0%；

（2）鉆井泥漿為淡水泥漿時(shí)，Ⅰ、Ⅱ砂組斷階外油層的有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)為：

Δt≥233μs/m；Rlld ≥24Ω·m；SO≥38.0%；

（3）鉆井泥漿為淡水泥漿時(shí)，Ⅲ、Ⅳ砂組斷階內(nèi)油層的有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)為：

Δt≥235μs/m；Rlld ≥46Ω·m；SO≥38.0%；

（4）鉆井泥漿為淡水泥漿時(shí)，Ⅲ、Ⅳ砂組斷階外油層的有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn)為：

Δt≥225μs/m；Rlld ≥16Ω·m；SO≥38.0%。

6 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）通過開展油水層識(shí)別技術(shù)，對(duì)油水界面進(jìn)行精細(xì)刻畫，能夠?qū)υ搮^(qū)的多套油水系統(tǒng)進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，刻畫油藏剖面，優(yōu)化井位部署及井深設(shè)計(jì)；

（2）對(duì)于本區(qū)東部的斷點(diǎn)認(rèn)識(shí)更加清楚，有效刻畫斷層，確定該區(qū)的控藏邊界，實(shí)現(xiàn)老區(qū)的有效擴(kuò)邊；

（3）有利于單井有效厚度的精細(xì)刻畫，為精確計(jì)算儲(chǔ)量提供依據(jù)。

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