李慶峰, 李曉峰, 劉巖

(大慶鉆探工程公司測(cè)井公司, 黑龍江 大慶 163412)

0 引 言

塔里木東南區(qū)塊碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖性以石灰?guī)r和白云巖為主,常伴生有硅化巖存在,而主要的含氣儲(chǔ)層巖性為灰質(zhì)白云巖。儲(chǔ)層多為雙孔隙介質(zhì),雖發(fā)育有裂縫和孔洞,但非均質(zhì)性強(qiáng),基質(zhì)孔隙度低,物性相對(duì)較差。由于儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度值低,巖石電性響應(yīng)主要受巖石骨架的影響,而地層流體的貢獻(xiàn)較小,為流體類型的識(shí)別增加了的難度[1-5]。

在目前的測(cè)井信息中,雙側(cè)向測(cè)井曲線由于探測(cè)深,可反映近原狀地層的電阻率特征,通常被作為孔隙流體識(shí)別的重要依據(jù),在塔東區(qū)塊也同樣見到了較好的應(yīng)用效果。同樣作為電阻率測(cè)井的微電阻率掃描成像測(cè)井,與雙側(cè)向測(cè)井相比較,由于儀器結(jié)構(gòu)原理的不同,探測(cè)深度淺,只能探測(cè)到?jīng)_洗帶地層信息,但是電成像測(cè)井依然存在著自身的優(yōu)勢(shì),高分辨率和高井眼覆蓋率使其獲得了更多的井壁附近的地層特征。隨著電成像資料處理技術(shù)的不斷進(jìn)步[6],應(yīng)用適當(dāng)?shù)慕忉屇Ｐ图皵?shù)學(xué)算法,結(jié)合相應(yīng)的圖像處理方法,便可獲得井周附近的孔隙度分布及視地層水電阻率分布特征。

通過對(duì)比不同流體類型儲(chǔ)層的視地層水電阻率譜的分布特征,提取特征參數(shù)建立流體識(shí)別圖版,在塔里木中部及北部油田中低孔隙度滲透率石灰?guī)r儲(chǔ)層的油水識(shí)別中見到了很好的效果。本文中嘗試應(yīng)用視地層水電阻率譜分布特征及其特征參數(shù),探索其在塔里木東部地區(qū)灰質(zhì)白云巖儲(chǔ)層中進(jìn)行氣水層識(shí)別的可行性。

1 儲(chǔ)層特征

研究區(qū)地層巖性主要以亮晶細(xì)砂屑灰?guī)r、粉屑灰?guī)r、礫屑砂屑灰?guī)r、亮晶生屑鮞?；?guī)r、粗晶白云巖、中細(xì)晶白云巖及粉晶白云巖為主,灰?guī)r儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要是粒間、粒內(nèi)、晶間溶孔、微裂縫及沿構(gòu)造微裂縫發(fā)育的溶孔,部分構(gòu)造裂縫多被方解石膠結(jié);云巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要是晶間孔、晶間溶孔及裂縫。整體看本區(qū)的儲(chǔ)集空間以溶蝕孔、洞、縫為主的雙孔隙空間,形成非均質(zhì)性較強(qiáng)的雙孔隙介質(zhì)儲(chǔ)層。通過該區(qū)8口井124塊巖心統(tǒng)計(jì),孔隙度主要分布在0.2%～3.5%之間,滲透率在0.01～0.1 mD*非法定計(jì)量單位,1 mD=9.87×10-4 μm2下同,屬特低孔隙度滲透率儲(chǔ)層。

2 視地層水電阻率譜識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)的原理

塔東地區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集類型為孔隙型、裂縫型、裂縫孔隙型,由于孔隙、裂縫在地層分布的非均質(zhì)性,泥漿對(duì)縫洞侵入的隨機(jī)性加大。在油氣層段,由于油氣本身的電阻率值較高,高電阻率背景下泥漿侵入的隨機(jī)性增大,加之含油氣飽和度的變化,則導(dǎo)致視地層水電阻率波動(dòng)性較大。相反在水層段,由于低電阻率背景下的泥漿侵入,視地層水電阻率有波動(dòng)性但相對(duì)較小。

微電阻率掃描成像測(cè)井的高分辨率和高井周覆蓋率優(yōu)勢(shì),為碳酸鹽巖雙孔隙介質(zhì)條件下的泥漿侵入導(dǎo)致儲(chǔ)層視地層水電阻率(Rwa)的波動(dòng)變化提供了識(shí)別手段。對(duì)于水層,計(jì)算視地層水電阻率數(shù)值分布相對(duì)均勻,普遍較小,徑向上離散性弱,視地層水電阻率譜方差小;對(duì)于油氣層,依據(jù)成像資料獲得的視地層水?dāng)?shù)值大小分布不勻,且普遍偏大,徑向上離散性強(qiáng),視地層水電阻率譜方差大(見圖1)。

圖1 油氣、水層視地層水電阻率分布示意圖

3 電成像視地層水電阻率譜的計(jì)算

應(yīng)用電成像測(cè)井資料計(jì)算視地層水電阻率譜的基本原理是基于阿爾奇公式。首先,將電成像測(cè)井資料經(jīng)淺側(cè)向電阻率逐點(diǎn)刻度,刻度后的成像信息實(shí)質(zhì)上是井壁附近沖洗帶的電導(dǎo)率圖像。利用阿爾奇關(guān)系式可將每個(gè)鈕扣電導(dǎo)率轉(zhuǎn)換成孔隙度,再根據(jù)成像資料計(jì)算孔隙度的方法利用常規(guī)求取的總孔隙度和相關(guān)深度的淺側(cè)向測(cè)井電阻率值,計(jì)算成像資料每個(gè)像素的視地層水電阻率。這樣在給定長度的窗口內(nèi),所有的像素點(diǎn)都可以計(jì)算出一個(gè)視地層水電阻率值,對(duì)視地層水電阻率的數(shù)值進(jìn)行直方圖頻率統(tǒng)計(jì),就生成頻率分布曲線。根據(jù)其分布,可以了解其窗口對(duì)應(yīng)的地層中視地層水電阻率大小的分布情況,得到視地層水電阻率分布譜[7-8]。

4 流體識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的建立

4.1 含不同流體儲(chǔ)層及非儲(chǔ)層視地層水電阻率譜特征

應(yīng)用上述方法對(duì)研究區(qū)內(nèi)已試油井的測(cè)井資料進(jìn)行處理。以A井圖2為例,第1道為靜態(tài)成像成果圖,第2道為深度道,第3道為儲(chǔ)層的總孔隙度,第4道為孔隙度分布譜,第5道為成像資料視地層水電阻率分布譜,第6道為視地層水電阻率分布譜提取的均值與方差。通過與試油結(jié)果對(duì)比分析,總結(jié)不同流體性質(zhì)儲(chǔ)層視地層水電阻率譜特征。

A井酸壓5 990.8～6 116.4 m井段,日產(chǎn)氣107.8×104m3,試油結(jié)論為工業(yè)氣層。在視地層水電阻率譜成果圖上(見圖2),靜態(tài)成像成果圖整體上有亮有暗,視地層水電阻率分布峰值較大,向地層水電阻率值大的方向偏移,分布區(qū)間較寬,提取的均值和方差均較大。

圖2 氣層視地層水電阻率譜特征

B井6 701.2～6 730.6 m井段靜態(tài)成像成果圖整體上以暗色為主,成像成果圖上顯示裂縫、孔洞較發(fā)育,視地層水電阻率譜分布峰值小,且分布比較窄,視地層水電阻率的均值和方差值均較小,為明顯的水層特征(見圖3)。

圖3 水層視地層水電阻率譜特征

C井6 907.0～6 922.0 m井段,靜態(tài)成像成果圖整體上以亮色為主,視地層水電阻率分布峰值較大,向地層水電阻率值大的方向偏移,分布區(qū)間較寬,提取的均值和方差均較大。該井段常規(guī)處理孔隙度為1.2%,成像圖上裂縫、孔洞均不發(fā)育,為典型的干層(見圖4)。

圖4 干層視地層水電阻率譜特征

通過上述視地層水電阻率譜的特征對(duì)比分析,對(duì)于水層,具有明顯的特征譜,易于識(shí)別,而對(duì)于含氣儲(chǔ)層和非儲(chǔ)層,則視地層水電阻率譜的特征具有一定的相似性,對(duì)于氣層的識(shí)別存在一定的影響。

4.2 視地層水電阻率譜均值與方差參數(shù)提取

為了應(yīng)用視地層水電阻率分布譜進(jìn)行氣層與水層識(shí)別,引入均值和方差參數(shù)。

均值代表視地層水電阻率分布譜中主峰偏離基線的程度,一個(gè)深度點(diǎn)視地層水電阻率均值可定義為

我試著去切自己的鼻梁骨，他媽的還真是不疼。我為什么不疼？對(duì)了，死了的人是不懂得什么叫疼了。我又試著朝墻壁走過去，還真是他媽的給走過去了。墻壁竟然攔截不住我了。

(1)

式中,Rwai為計(jì)算的視地層水電阻率值,Ω·m;PRwai為相應(yīng)視地層水電阻率的頻數(shù),像素點(diǎn)數(shù)。

方差(二階矩)代表視地層水電阻率分布譜的寬窄,表征了視地層水電阻率分布譜分布的離散程度?？捎檬?2)進(jìn)行計(jì)算

(2)

4.3 塔東地區(qū)流體性質(zhì)識(shí)別圖版的建立與完善

應(yīng)用研究區(qū)塊已有試油資料的3口井(A井、B井、C井)進(jìn)行處理,提取視地層水電阻率的均值與方差,并建立儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)(見圖5)。圖版能夠?qū)λ畬舆M(jìn)行有效區(qū)分,但對(duì)于氣層和干層區(qū)分的效果并不明顯。

圖5 研究區(qū)成像視地層水電阻率譜流體性質(zhì)識(shí)別圖版

針對(duì)這種情況,結(jié)合常規(guī)處理的儲(chǔ)層孔隙度參數(shù),對(duì)圖版進(jìn)行改進(jìn)。將橫坐標(biāo)中的均值除以常規(guī)資料處理得到的有效孔隙度,建立該區(qū)新的流體性質(zhì)識(shí)別圖版(見圖6),新圖版中對(duì)于氣層與干層的區(qū)分更明顯。2015年對(duì)4口新鉆探的電成像測(cè)井資料的視地層水電阻率譜進(jìn)行了處理解釋,應(yīng)用上述已建立的圖版進(jìn)行了流體性質(zhì)識(shí)別圖版,與試油結(jié)果相比較,符合率達(dá)到91.7%,證明該方法在塔東地區(qū)產(chǎn)氣的白云巖儲(chǔ)層中具有很好的適用性。

圖6 研究區(qū)成像視地層水電阻率譜流體性質(zhì)識(shí)別圖版

5 效果檢驗(yàn)

研究區(qū)塊新鉆D井儲(chǔ)層a和儲(chǔ)層b,巖性分別為含灰云巖和灰質(zhì)云巖,常規(guī)處理有效孔隙度分別為2.0%、3.1%,應(yīng)用視地層水電阻率譜處理模塊對(duì)電成像測(cè)井資料進(jìn)行處理,提取均值與方差,與有效孔隙度相結(jié)合,在新完善的儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別圖版上均落在了氣層區(qū)(見圖7)。該段壓后自噴+氣舉,日產(chǎn)氣926 m3,試油結(jié)論為低產(chǎn)氣層,與流體解釋結(jié)論相符。

圖7 研究區(qū)成像視地層水電阻率譜流體性質(zhì)識(shí)別圖版在D井應(yīng)用效果

6 結(jié) 論

(1) 電成像視地層水電阻率識(shí)別流體技術(shù)不僅適用于中低孔隙度滲透率的石灰?guī)r儲(chǔ)層油水識(shí)別,在塔里木東部特低孔隙度滲透率白云巖儲(chǔ)層的氣水識(shí)別應(yīng)用中也見到了明顯效果。

(2) 通過提取視地層水電阻率譜特征參數(shù),并與常規(guī)處理有效孔隙度相結(jié)合,不僅有效識(shí)別了氣層和水層,對(duì)氣層與干層也獲得了有效區(qū)分,氣水層識(shí)別符合率達(dá)到91.7%。

(3) 該項(xiàng)技術(shù)在研究區(qū)的應(yīng)用,為碳酸鹽巖儲(chǔ)層天然氣勘探提供了重要的技術(shù)支持。

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