丁心魯 黎麗麗 鄭函慶 劉勇 封猛 劉爽

摘要：塔里木盆地寒武系超深層白云巖儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、儲集空間復(fù)雜，流體性質(zhì)識別難度大，試油獲油氣率低，試油周期長，影響了勘探開發(fā)的進(jìn)程。通過整理9 口井14 試油層的錄井、測井及試油結(jié)果數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)、分析寒武系白云巖試油井段的錄井、測井響應(yīng)特征，確定了和儲層含油氣性相關(guān)性好的參數(shù)及評價(jià)數(shù)值，形成了儲層含油氣性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；另外明確了和儲層產(chǎn)能相關(guān)的測井參數(shù)，并充分考慮地層壓力、儲層特征、構(gòu)造發(fā)育及壓裂酸化的影響，形成了寒武系鹽下白云巖儲層酸化前后產(chǎn)能預(yù)測方法。在塔里木盆地寒武系超深層白云巖儲層10 個(gè)試油層進(jìn)行含油氣性評價(jià)，符合率為90%，試油獲油氣率提高了1 倍；對12 個(gè)試油層進(jìn)行了產(chǎn)能預(yù)測，9 個(gè)試油層產(chǎn)量預(yù)測誤差在15% 以內(nèi)，其中酸化前后產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果變化不大的試油層，試油周期減少50%，其他試油層試油周期估算減少至目前的90% 左右。該方法可在塔里木盆地超深層寒武系白云巖儲層推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：勘探開發(fā)；寒武系；白云巖；超深儲層；含油氣性評價(jià)；測井參數(shù)；產(chǎn)能預(yù)測；塔里木盆地

中圖分類號：TE328 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

0 引言

世界各國油氣資源勘探開發(fā)逐漸向深層超深層發(fā)展［1］。我國西部超深層油氣藏是指現(xiàn)今埋藏垂深在6 000～9 000 m 的油氣藏［2］。塔里木盆地是我國最具勘探開發(fā)潛力的含油氣盆地之一，是西氣東輸?shù)闹髁庠吹?，油氣資源特別是天然氣資源十分豐富［3］。塔里木盆地震旦系—下奧陶統(tǒng)發(fā)育著上千米的白云巖儲層，埋藏垂深普遍在7 000 m 以上，具有優(yōu)質(zhì)的生儲蓋配置組合。

自1989 年石油會戰(zhàn)以來，不斷對塔里木盆地下古生界非潛山型白云巖儲層進(jìn)行勘探。2012 年，位于古城低凸起的GC６井在奧陶系鷹山組下段白云巖獲得了高產(chǎn)工業(yè)氣流；2013 年又在位于塔中隆起的ZS1 井寒武系鹽下白云巖獲得突破，發(fā)現(xiàn)了寒武系深層的原生油氣藏；2020 年1 月，部署在塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起上的重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)探井LT1 井在7 940～8 260 m 的寒武系鹽下臺緣帶白云巖儲層獲得重大突破，在寒武系沙依里克組和吾松格爾組獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流（日產(chǎn)油134 m3，日產(chǎn)氣45 917 m3），進(jìn)一步證實(shí)了寒武系臺緣帶發(fā)育著優(yōu)質(zhì)礁（丘） 灘相白云巖儲蓋組合。這些井的突破，證實(shí)了塔里木盆地下古生界超深層白云巖具備油氣成藏條件，是塔里木盆地增儲上產(chǎn)的重要接替層位［4］。塔里木盆地下古生界超深層白云巖儲層埋藏深、儲集空間類型多樣，且成藏理論不夠成熟，造成勘探開發(fā)難度大，投資回報(bào)率低［5］，嚴(yán)重制約了其勘探開發(fā)進(jìn)程。由于超深層白云巖儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、儲集空間復(fù)雜，導(dǎo)致油氣賦存狀態(tài)復(fù)雜，儲層流體性質(zhì)識別難度大，錄、測井解釋符合率及試油獲油氣率低［6］，如何在試油前準(zhǔn)確判斷其含油氣性及預(yù)測儲層產(chǎn)能，對試油方案優(yōu)化、提高勘探時(shí)效、降本增效具有重要意義。

由于不同性質(zhì)的地層流體，在錄井資料上有著不同的響應(yīng)特征，因此從錄井資料著手，開展儲層含油氣性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究。自1939 年氣測技術(shù)誕生以來，錄井技術(shù)已經(jīng)過80 多年的發(fā)展，建立了比較完善的技術(shù)體系與技術(shù)系列［7］。利用錄井資料評價(jià)儲集層流體性質(zhì)，識別油、氣、水層，是油氣勘探中重要的環(huán)節(jié)［8］。與其他勘探技術(shù)對比可以發(fā)現(xiàn)，錄井技術(shù)成本較低，可以在第一時(shí)間內(nèi)獲取儲層資料［9］。

氣測錄井技術(shù)在識別復(fù)雜流體性質(zhì)上發(fā)揮著越來越重要的作用，不過目前大部分地區(qū)氣測錄井參數(shù)的應(yīng)用只是定性分析，未能做到定量分析［10］，單一通過氣測值的高低判斷地層的含油氣性存在著一定的誤差甚至錯(cuò)誤［11］。針對碳酸鹽巖儲層流體性質(zhì)識別難度大的問題，祁新忠等依據(jù)不同流體烴組分（C1～C5） 含量不同的特性，采用烴比值法、輕烴比值法建立油層、凝析氣層、含氣水層、水層識別圖版，取得了較好的應(yīng)用效果［12］。張攀等在分析總結(jié)氣測全烴曲線的形態(tài)特征及所對應(yīng)的儲層流體性質(zhì)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)氣測曲線對于不同流體性質(zhì)形態(tài)差異明顯，利用烴氣濕度指數(shù)、輕烴比值、挖掘效應(yīng)可以較好劃分氣層和油層，以此為基礎(chǔ)建立氣層-油層氣測曲線識別法，在中東伊拉克Ｈ油田Ｋ油藏取得不錯(cuò)的效果［13］。

產(chǎn)能能夠反映出一口油氣井的生產(chǎn)能力，準(zhǔn)確的產(chǎn)能預(yù)測可以幫助油田了解油藏情況，進(jìn)行合理配產(chǎn)，制定切合實(shí)際的開發(fā)方案，是油氣田開發(fā)核心。20 世紀(jì)20 年代末， 美國礦業(yè)局的Pierce 和Rawlines 發(fā)展了回壓試井法，并在氣田廣泛應(yīng)用。1958 年Dyes 等進(jìn)行了人工壓裂井的產(chǎn)能研究，1968 年Vogel 提出著名的Vogel 方程求解儲層產(chǎn)能，1979 年Tootle 利用電纜測井方法預(yù)測油氣井產(chǎn)能，1980 年Fetkovich 以均質(zhì)有界地層瞬態(tài)滲流理論為基礎(chǔ)，求得定壓生產(chǎn)條件下的產(chǎn)量解，后將試井分析中的不穩(wěn)定流動公式引入遞減分析中，建立了一套類似于試井分析的雙對數(shù)產(chǎn)量遞減曲線圖版擬合分析方法［14］。

國內(nèi)研究人員在儲層產(chǎn)能評價(jià)方面的研究起步較晚且發(fā)展較為緩慢，20 世紀(jì)90 年代陳元千提出一點(diǎn)法［15］。該方法僅需知道地層壓力和一個(gè)工作制度下的井底流壓和相應(yīng)的氣產(chǎn)量便可求得無阻流量。進(jìn)入21 世紀(jì)后，楊瑀等根據(jù)等效連續(xù)介質(zhì)理論，通過對基質(zhì)、溶洞和裂縫3 種區(qū)域進(jìn)行不同的排列組合，建立了6 種縫洞型油藏單井產(chǎn)能方程［16］；宛利紅等認(rèn)為利用達(dá)西定理為基礎(chǔ)推導(dǎo)出來的產(chǎn)能公式具有很大的局限性，提出可以利用測井解釋資料，采用多元回歸的方法，建立產(chǎn)能與測井參數(shù)之間的關(guān)系模型，并結(jié)合薩爾凹陷致密油藏特點(diǎn)建立了適合致密油藏的產(chǎn)能預(yù)測模型［17］；蔣興才基于平面徑向穩(wěn)態(tài)滲流原理，分析油層產(chǎn)能的主控因素，利用巖心、測井資料構(gòu)建相關(guān)儲層參數(shù)測井解釋模型，初步實(shí)現(xiàn)了遼河葵東地區(qū)低電阻率油層產(chǎn)能預(yù)測［18］；白莎等深度挖潛測井資料，建立了基于測井資料的孔隙結(jié)構(gòu)表征參數(shù)模型，構(gòu)建儲層產(chǎn)能預(yù)測模型［19］；劉俊華等以電阻率與相對滲透率聯(lián)測獲得的巖樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立了利用電阻率測井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算相對滲透率并結(jié)合滲流理論公式進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測的新方法［20］，在葡北區(qū)塊應(yīng)用效果良好；谷一凡等基于巖心觀察、常規(guī)測井和成像測井資料分析，結(jié)合配套CT 掃描和薄片鑒定，將四川盆地高石梯區(qū)塊內(nèi)燈影組四段的巖溶儲層劃分為孔隙型、孔隙-溶洞型和裂縫-孔洞型3 類，并以單井巖溶儲層類型的劃分為約束，結(jié)合“螞蟻體”追蹤技術(shù)，建立氣井分類產(chǎn)能模式［21］；李江等為了準(zhǔn)確評價(jià)非達(dá)西效應(yīng)和應(yīng)力敏感效應(yīng)對裂縫性碳酸鹽巖氣井產(chǎn)能的影響，建立了一種雙重介質(zhì)徑向復(fù)合二項(xiàng)式產(chǎn)能綜合模型，為裂縫性碳酸鹽巖氣藏的高效開發(fā)和合理配產(chǎn)提供了理論依據(jù)［22］。

1954 年在東西伯利亞盆地發(fā)現(xiàn)第1 個(gè)元古宇原生油氣藏，截至2016 年底，在全球9 個(gè)盆地內(nèi)的前寒武系—下寒武統(tǒng)已發(fā)現(xiàn)179 個(gè)油氣田［23］。砂巖、碳酸鹽巖以及硅質(zhì)巖儲層是全球前寒武系—下寒武統(tǒng)原生油氣藏主要儲層類型，塔里木盆地的超深層寒武系儲層和四川盆地震旦系—下寒武統(tǒng)的主力儲層特征相近，主要發(fā)育白云巖儲層。通過調(diào)研前人研究成果發(fā)現(xiàn)，目前白云巖儲層產(chǎn)能研究都是定性認(rèn)識，沒有上升到定量表達(dá)式，無法指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。筆者通過統(tǒng)計(jì)、分析錄井氣測派生參數(shù)及巖屑錄井顯示情況和試油結(jié)果的相關(guān)性，確定了和儲層含油氣性相關(guān)性好的相關(guān)參數(shù)及評價(jià)數(shù)值，建立了塔里木盆地寒武系超深層白云巖儲層含油氣性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，試油前可以利用該方法優(yōu)選出有利的試油目的層；然后，基于試油井目的層測井參數(shù)、儲層特征、構(gòu)造發(fā)育、壓裂酸化情況及地層壓力等，對試油目的層進(jìn)行量化評分，并根據(jù)評分值預(yù)測超深層白云巖儲層油氣產(chǎn)能。

1 儲層含油氣性評價(jià)及產(chǎn)能預(yù)測方法

通過整理塔里木盆地寒武系超深層白云巖儲層（以下簡稱超深層白云巖儲層） 已試油井射孔井段錄井資料，統(tǒng)計(jì)、分析射孔井段氣測派生參數(shù)及巖屑錄井顯示情況和試油結(jié)果的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)氣測派生參數(shù)濕度比、烴組分三角圖版指數(shù)、輕重比、同分異構(gòu)比、氣測綜合評價(jià)因子及巖屑錄井中系列對比級別、槽面顯示情況和試油結(jié)果相關(guān)性好，以此為基礎(chǔ)建立了儲層含油氣性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。另外，通過分析試油井射孔井段測井參數(shù)和采液指數(shù)的相關(guān)性，充分考慮儲層特征、構(gòu)造發(fā)育情況、壓裂酸化及地層壓力的影響，預(yù)設(shè)各個(gè)因素的評分權(quán)重，并經(jīng)過多輪次的驗(yàn)證及修正，形成儲層量化評分標(biāo)準(zhǔn)，將儲層量化得分與試油井射孔井段采液指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，建立了超深層白云巖儲層油氣產(chǎn)能試油前預(yù)測方法。統(tǒng)計(jì)、分析的白云巖儲層已試油井9 井14 試油層的錄井、測井及試油結(jié)果數(shù)據(jù)，均源自中國石油塔里木油田數(shù)據(jù)庫。

1.1 室內(nèi)研究

1.1.1 儲層含油氣性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

氣測錄井是直接測定鉆井液中可燃?xì)怏w含量和組分的一種錄井方法，是發(fā)現(xiàn)油氣層的一種直接技術(shù)手段。從塔里木盆地寒武系鹽下超深層白云巖儲層7 井8 試油層26 井段鉆井液循環(huán)過程中氣測錄井?dāng)?shù)據(jù)（其中F1、H4 井6 個(gè)試油層沒有氣測數(shù)據(jù)） 入手，計(jì)算各井射孔井段濕度比、烴組分三角圖版指數(shù)、輕重比、同分異構(gòu)比、峰基比、烴斜率及氣測綜合評價(jià)因子等7 個(gè)氣測派生參數(shù)，并開展不同氣測派生參數(shù)和試油結(jié)果的相關(guān)性研究。

（1） 濕度比（Wh）。濕度比是指乙烷及其之后的烴類組分占總烴含量的百分比。該參數(shù)既能表現(xiàn)輕烴特征，也能反映重?zé)N變化，且同一油藏的濕度比往往穩(wěn)定在一個(gè)區(qū)間，不同油藏的濕度比則存在一定的差異。計(jì)算公式為