李戈東

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司）

0 引言

隨著勘探程度的提高，海上油氣勘探走向深水深層（雙深）、高溫高壓（雙高）、低孔低滲（雙低）和潛山領(lǐng)域，勘探領(lǐng)域日趨復雜，油氣劣質(zhì)化趨勢明顯，尋找優(yōu)質(zhì)儲量難度逐步加大，油氣勘探面臨巨大挑戰(zhàn)[1]。

在油氣勘探過程中，錄井是在鉆井現(xiàn)場直接獲取第一手實物、數(shù)據(jù)及影像等資料，提供地質(zhì)、工程、信息一體化服務(wù)的技術(shù)，是“勘探開發(fā)的眼睛、石油工程的參謀、井場信息的中樞”。通過錄井，在鉆井過程中可以實時發(fā)現(xiàn)石油、天然氣、水合物、氦氣、氡氣及熱（地熱、干熱巖）、鈾、鉀、鋰等各種目標礦產(chǎn)，為鉆井安全及提速提效、測井校準與解釋、壓裂選層與壓后評估提供技術(shù)支撐，并在測井、測試難以施工的情況下進行替代，錄井是井場數(shù)據(jù)采集與傳輸中心、井場數(shù)據(jù)深度挖掘與綜合應(yīng)用中心[2]。其重要性不言而喻[3]。

當前，雖然渤海油田錄井增加了許多新技術(shù)、新方法[4-7]，但在定量解釋方面進步相對緩慢，大多仍以建立圖板這種定性或者半定量的解釋方法為主，常規(guī)的手段也只有通過測井和室內(nèi)實驗的方法獲取儲層物性與含油氣性數(shù)據(jù)。因此，需要探索一種適合渤海油田的利用錄井參數(shù)定量識別儲層的新方法，以期在勘探階段能夠快速、準確地確定流體性質(zhì)，為油氣及時發(fā)現(xiàn)、測井項目優(yōu)選、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計、地質(zhì)風險預防和完井方式選擇等提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

渤海X 油田為由東西向、北東向伸展斷層共同控制形成的斷塊，沉積類型為淺水三角洲沉積，埋藏深度1 210.0～1 530.0 m，油氣藏類型為巖性-構(gòu)造油藏。明化鎮(zhèn)組下段Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ油組砂層發(fā)育程度較好，平均砂巖百分含量16.0%，主要含油層位Ⅴ油組儲層表現(xiàn)為多分支河道疊置連片發(fā)育，其中砂巖含量平均19.7%。明化鎮(zhèn)組下段有效儲層測井解釋孔隙度20.0%～39.6%，中值為31.9%，平均值30.6%；滲透率102.6～9 978.3 mD，中值為650.3 mD，平均值1349.3 mD，以高孔、高滲儲層為主。

目前針對儲層的定量判別方法主要是通過測井或室內(nèi)實驗計算得到儲層的泥質(zhì)含量、孔隙度、含油飽和度、滲透率等參數(shù)，然后進行油水層判別，雖然由此可以更加準確地反映儲層流體性質(zhì)，但在一般情況下，測井或室內(nèi)實驗均是在鉆井結(jié)束后才進行，此種判別方法無法做到實時評價，而且目前通過錄井手段也無法在鉆井過程中得到準確的泥質(zhì)含量、含油飽和度、孔隙度和滲透率參數(shù)。本次研究計劃首先從這4個參數(shù)中優(yōu)選出2 個對油水層最為敏感的參數(shù)（含油飽和度和孔隙度），然后利用與其相關(guān)的錄井參數(shù)計算得出準確率最高的經(jīng)驗公式，最后與研究區(qū)已鉆井的參數(shù)范圍進行比對，確定流體性質(zhì)。

2 定量計算模型的建立及識別

2.1 參數(shù)優(yōu)選

從測井的泥質(zhì)含量、含油飽和度、孔隙度和滲透率這4 個參數(shù)中選出2 個對油水層最為敏感的參數(shù)，所謂敏感參數(shù)即當流體類型發(fā)生變化時，變化幅度較大的參數(shù)，優(yōu)選步驟如下：

（1）選定研究區(qū)，挑選進行了完井測試能夠確定流體類型的已鉆井，并統(tǒng)計對應(yīng)層位的泥質(zhì)含量、含油飽和度、孔隙度和滲透率4個參數(shù)，然后采用歸一化公式對每個參數(shù)進行歸一化處理[8]。

（2）利用歸一化處理的數(shù)據(jù)分別計算出油層、油水同層、含油水層和水層所對應(yīng)的4個參數(shù)的平均值。

（3）按照含油級別由高到低的順序，依次計算出油層與油水同層、油水同層與含油水層、含油水層與水層的不同參數(shù)平均值的差值，差值的大小表示各個參數(shù)對儲層含油性敏感程度的高低，其中差值越大敏感程度越高，反之，則敏感程度越低。

圖1 為不同流體類型4 個參數(shù)平均值差值統(tǒng)計圖。從圖1 可以看出，每個系列中含油飽和度的平均值差值最大，其次為孔隙度，說明含油飽和度和孔隙度對儲層的含油性最為敏感。因此通過錄井參數(shù)計算含油飽和度與孔隙度來定量識別流體性質(zhì)。

圖1 不同流體類型4個參數(shù)平均值差值統(tǒng)計

2.2 含油飽和度計算

熱解地化錄井對儲層進行分析的基本原理：在特制的熱解爐中對儲層的巖石樣品進行程序升溫，使巖石樣品中的烴類在不同溫度下?lián)]發(fā)和裂解，通過載氣攜帶進入氫火焰離子化鑒定器（FID），將其濃度轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號，經(jīng)微機進行運算處理，記錄各溫度區(qū)間的組分含量和S2峰頂溫度Tmax，得出地化錄井分析參數(shù)。根據(jù)所得到的地化錄井參數(shù)S0（氣態(tài)烴含量，mg/g）、S1（液態(tài)烴含量，mg/g）、S2（裂解烴含量，mg/g）、Pg（產(chǎn)油氣潛量，mg/g），可以對儲層進行評價[9]，因此使用地化錄井參數(shù)（S0、S1、S2、Pg）建立含油飽和度計算模型。

使用軟件進行回歸模型的建立，得到渤海X 油田的含油飽和度定量計算模型：

式中：SO為含油飽和度，%。

2.3 孔隙度計算

孔隙度是指儲層巖石孔隙體積與巖石體積之比的百分數(shù)，儲層孔隙度越高，則表明流體通過的能力越強?，F(xiàn)場綜合錄井采集處理得到的鉆井參數(shù)可以一定程度上反映地層巖性及物性[10]，因此本次研究利用綜合錄井中的原始鉆井參數(shù)建立儲層孔隙度計算模型，實現(xiàn)錄井階段儲層物性的評價。目前使用的回歸模型主要為一元線性回歸模型、多元線性回歸模型，其中一元線性回歸模型建立比較簡單，但所用參數(shù)較少，預測結(jié)果也與真實結(jié)果誤差較大，實際應(yīng)用效果并不理想[11]。通過開展理論研究與數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，最佳方法是建立多元線性回歸模型，因此選取與地層關(guān)系最為密切的4個鉆井參數(shù)（鉆壓、鉆速、扭矩、dc指數(shù)），建立多元線性回歸模型來計算孔隙度。

使用軟件進行回歸模型的建立，得到渤海X 油田的孔隙度定量計算模型：

式中：?為孔隙度，%；W為鉆壓，t；R為鉆速，m/h；T為扭矩，kN·m；dc為地層可鉆性指數(shù)。

2.4 儲層類型定量識別

用上述方法分別計算渤海X 油田已鉆20 口井114 個顯示層的含油飽和度與孔隙度，并對照測井測試給出的流體類型結(jié)論，確定該區(qū)域儲層流體類型與含油飽和度、孔隙度關(guān)系（表1），后續(xù)只需將待判別層錄井參數(shù)定量計算結(jié)果與表中對照，即可識別儲層流體類型。

表1 渤海X油田儲層流體類型與含油飽和度、孔隙度關(guān)系

3 應(yīng)用效果

選取研究區(qū)4 口新鉆井的21 個層位進行應(yīng)用驗證，有17 個層位定量解釋結(jié)論與實際流體類型一致，識別準確率達到81%（表2），其中選擇第2 層與第12層作為應(yīng)用實例進行分析，這兩層分別屬于X-1 井與X-2井。

表2 渤海X油田錄井參數(shù)定量判別油水層方法應(yīng)用驗證統(tǒng)計

（1）X-1 井為渤海X 油田一口評價井，井型為斜井，在1 429.5～1 440.4 m 鉆遇顯示層，巖性為細砂巖，巖屑濕照見暗黃色熒光，熒光面積20%，利用定量計算模型求得含油飽和度與孔隙度分別為67.51%和33.85%，對照表1 確定流體類型為油層，與實際流體類型一致。

（2）X-2井為渤海X 油田一口采油井，井型為水平井，在1 488.6～1 494.82 m 處鉆遇顯示層，巖性為細砂巖，巖屑濕照見暗黃色熒光，熒光面積5%，利用定量計算模型求得含油飽和度與孔隙度分別為8.65%和32.42%，對照表1 確定流體類型為含油水層，與實際流體類型一致。

4 結(jié)論

（1）通過儲層對比與參數(shù)優(yōu)選，確定了油水層的物性與含油性的敏感參數(shù)為含油飽和度與孔隙度。

（2）依據(jù)錄井綜合參數(shù)與含油飽和度、孔隙度之間的關(guān)系，利用多元線性回歸方法建立其計算模型，通過渤海X 油田新鉆井進行解釋模型驗證，解釋符合率達到81%，能夠為現(xiàn)場作業(yè)提供有效的指導。

（3）該方法豐富了現(xiàn)有的錄井解釋手段，對錄井的定量化評價方法進行了一定的研究探索，為今后錄井解釋工作奠定了基礎(chǔ)。