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测井技术在潜山复杂岩性油气藏解释评价中的应用及其局

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1测井技术在潜山复杂岩性油气藏解释评价中的应用及其局限性摘 要辽河油田广泛分布着各类复杂岩性古潜山地层,油气 储量在 辽河油田油气勘探开发中占有十分重要的比重。本文以辽河油田 潜山油气藏测井解释评价为例, 总结介绍了辽河测井公司在辽河油田碳酸盐岩、石英岩及火成混合花岗岩、粗面岩等各 类复杂岩性潜山油气藏测井解释评价中积累的解释经验,分析归纳了各种测井技术在潜山复杂油气藏解释评价中的作用及其存在的问题。关键词: 潜山油气藏 测井技术 解释应用引言辽河油田中生界、前古生界基岩广泛分布着各类复杂岩性古潜山地层,其顶部一般覆盖有较厚的第三系具有较好生油能力的泥岩地层,而古潜山地层由于受断裂及风化作用,具备较好的储渗能力。因此,在辽河油田,各种岩性类型、各种储集类型的新生古储型古潜山油气藏较为发育,在辽河油田油气勘探开发中占有十分重要的比重。但是辽河油田古潜山油气藏岩性复杂多样,且多种岩性地层变化较大,既有石英砂岩、白云岩、灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩,也有变质石英岩、火成混合花岗岩、粗面岩、英安岩等。在一口井里,往往能见到二、三种,甚至五、六种岩性组合的潜山地层,众多的岩性类型构成了多样的储集空间类型,裂缝型、孔隙型及孔、缝、洞复合型储层均可见到,储层非均质性强、物性变化大。上述因素的存在,使得辽河油田古潜山油气藏的解释评价要复杂、困难得多。但遵循测井资料与其它资料综合分析的原则,辽河测井公司在辽河油田碳酸盐岩、石英岩及火成混合花岗岩、粗面岩等复杂岩性油气藏测井解释评价中积累了一定的解释经验,能较好地完成古潜山油气藏的研究评价工作。本文主要以 为例介绍测井技术在潜山复杂岩性油气藏解释评价中的主要作用及存在的问题。测井技术在潜山复杂岩性油气藏解释评价中的主要作用常规测井与成像测井、核磁共振测井等测井新技术相结合,在辽河油田潜山复杂岩性油气藏解释评价中发挥了良好的作用,主要体现在以下三个方面:1、 潜山复杂岩性地层储渗空间的识别与评价综合利用各种测井资料识别、判断潜山复杂岩性地层的岩性,划分、评价裂缝、孔、洞发2育程度、储集空间类型,以及孔渗等物性参数的计算等。1.1 利用测井资料识别划分古潜山地层岩性复杂岩性潜山地层岩性的识别与划分对于油气藏的识别评价是十分重要的,不同岩性的地层其储集物性的发育程度不同,如对辽河油田潜山地层来说,白云岩、石英岩地层的油气藏的发育程度往往要好与英安岩、混合花岗岩等。而在实际中地质取芯非常有限,岩屑录井的深度又有一定的误差,且利用破碎的岩屑对潜山地层命名有一定的困难。因此,根据不同岩性矿物组合在自然伽玛、伽玛能谱、密度、中子、声波时差、岩石光电吸收截面指数、电阻率等测井资料上的不同的响应特征,利用测井资料的连续性对区域岩性进行识别划分是测井资料用于潜山地层解释评价的一个重要方面。利用测井资料进行潜山地层岩性分类的方法很多,包括各种交会图技术及多元数学统计分类判别分析技术等。如:中子度差会图等,以及多元分类判别分析岩性分类法、神经网络岩性识别法等。这些方法均选择与岩性有关的测井曲线作岩性识别模型的输入,综合应用在实际中均取得了较好的应用效果。图 1 是 测井资料岩性识别划分结果与钻井取心对比的一个实例图。该井测井识别的岩性主要有白云岩、石英岩夹不等厚板岩,局部见少量碳质夹层。测井岩性识别结果与岩屑录井、钻井取心等第一性地质资料识别划分结果具有良好的相关性,只是在层间变化及井眼跨塌影响测井资料不能准确反映地层信息时,二者才略有差异。1.2 利用测井资料对潜山地层储集空间进行划分与评价裂缝、溶蚀孔洞、孔隙是潜山地层的主要储集空间和渗流通道,而裂缝、溶蚀孔洞等发育层段的准确识别与划分是潜山复杂岩性地层评价的关键。测井技术识别划分裂缝、孔隙发育的潜山储层段的方法很多,主要可以分成三类:1)常规测井资料综合识别法。2)地层倾角测井微电导率异常检测法。3)成像测井法。利用常规测井资料综合识别潜山地层的裂缝、孔隙,主要是在岩性识别的基础上,对于白云岩、灰岩、石英岩、粗面岩、混合花岗岩等目的岩性,利用三孔隙度曲线反映地层孔隙度增大、电阻率径向差异增大等特点,建立各类岩性潜山地层储集层的测井响应特点,对潜山地层的各级储层(一般划分为Ⅰ类储层、Ⅱ类储层)及非储层进行划分,并计算储层的孔渗饱等参数。但潜山岩性矿物变化复杂,非均质性严重,常规测井曲线受上述因素及井眼等多种因素影响,多解性强,储集参数的计算精度也受到较大的影响。因此,对潜山复杂岩性地层,仅靠常3规测井资料识别划分储层具有多解性,需要较多的人为地区经验,有时常会造成储层级别划分不合适,甚至油气层的漏失。随着测井新技术的出现与发展,采用成像测井法识别、评价潜山储层,极大地提高了潜山储层识别、评价精度。井壁声、电成像测井是对复杂孔隙结构,诸如裂缝、溶孔、溶洞、层理、井壁崩落等进行描述,用于非均质储层评价以及构造、裂缝、沉积和地应力等地质研究。利用成像测井可以了解地层裂缝、孔洞发育程度、数量及空间分布的几何形态,进而可以对区域储集空间的发育分布规律进行预测。以岩心实验分析为基础,核磁测井可以为潜山地层评价提供较为准确的总孔隙度、有效孔隙度、可动流体孔隙度、渗透率的储集参数。利用阵列声波测井技术(如 可以对潜山地层的渗流能力作出分析评价,并通过计算岩石机械力学参数、应力参数等为选择有效的储层及储层的压裂施工改造提供指导。综合利用直观的成像测井资料和常规测井曲线资料进行潜山复杂岩性地层的裂缝、孔洞识别是识别、划分、评价潜山油气藏的更为有效的手段,可以极大地提高测井解释精度,将储层漏失降到最小。图 2 为 常规测井、核磁测井、像测井、列声波测井综合解释,计算储层参数、识别划分储层的一个实例。根据该井核磁测井解释,潜山储层孔隙度普遍在 3—5%、渗透率在 1下,对于裂缝及孔隙较发育的好的储层的孔隙度可达 10%左右、渗透率可达 1—3井 3210段,核磁测井的 在第 4有较高的谱峰,面积大,能给出储层的孔渗参数,而成像测井指示本段地层发育裂缝和溶蚀孔洞,而阵列声波资料指示这些孔缝是有效的,本井段上部解释一个Ⅰ类储层、一个Ⅱ类储层。对本段试油,初期日产油 ,水 3,现日产油 ,无水。图 3 是 灰质白云岩潜山井段测井综合解释评价实例。图中部分井段多极子阵列声波明显存在衰减,说明地层有裂缝或孔隙存在;微电阻率扫描成像颜色偏暗,反映的暗色条纹指示裂缝;倾角测井的微电导率异常数值明显,也反映有裂缝发育。但是常规三电阻率、三孔隙度资料反映该地层裂缝和孔隙不发育,三孔隙度数值很低,没有明显的裂缝和孔隙指示。图中第 80 号层白云岩岩性较纯,电成像有裂缝指示,算的岩石体积弹性模量与(1值比大于 150,说明该地层是孔隙、裂缝发育较好的Ⅰ类储层;第 78、84 号层的岩性也较纯,但岩石灰质含量较第 80 层稍高,成像颜色也显示稍暗,岩石体积弹性模量与(1值比介于 100—150,两层孔隙比裂缝发育是Ⅰ类储层;第 82 号层岩性与第 78、84 号层相当,成像显示地层裂缝较为发育,体积弹性模量与(1值比小于 100,是Ⅰ类储层;第76、83 层测井综合显示地层物性较前几层变差,解释为Ⅱ类储层;而第 77、79、81、85 等层测井反映泥质含量较高,电阻率较低或较高,成像较暗或较亮,电导率差异指示较弱,解释为非4储层。对 试油证实日产油 ,与测井解释相符。2、 古潜山地层储层预测评价综合各种测井资料对潜山地层中有利的储层发育、分布方向、趋势进行预测评价。2.1 利用测井曲线进行潜山地层的横向对比虽然潜山油气藏主要是裂缝、孔隙型油气藏,横向的地层对比关系较差,但是通过测井曲线横向对比可以对整个区块储层比较发育的主要目的层在整个区块的发育分布特征进行研究,并可确定整个区块潜山面的的高低分布,以及油水分布界面等。图 4 是 白云岩潜山地层对比的一个实例。研究发现,的很多井都发育有一套高 岩标志层,据此可对整个区块储层比较发育的主要目的层——大于庄二段(整个区块的发育分布特征进行研究,并可确定整个区块潜山面的的高低分布,以及油水分布界面等。图 4 是 沿西北——东南方向的 625625625及 五口井的潜山地层对比图。从图上可以看出 潜山面最高(埋深 3150m) ,油气藏发育的主要目的层段 的厚度由西北向东南方向加厚,埋深也有增大的趋势。通过测井曲线地层对比我们发现,潜山面的垂直埋深在 3150—3420m 之间,由西向东潜山埋深有增加的趋势,潜山储层发育的主要目的层 的埋深及厚度也有由西北向东南方向增加的趋势。2.2 潜山地层的裂缝发育方向分析利用成像测井识别潜山地层裂缝,可以研究裂缝的发育方向,确定有利的潜山储层发育方向。我们利用 潜山地层已有的成像测井资料研究确定 潜山地层裂缝发育的有利方向主要在东南方向上,如图 5 所示。这与地层对比确定的 厚度沿东南方向加厚的趋势基本上是一致的。今年在该区块东南方向上钻探的 625625井潜山段解释油气藏累计厚度都在 100m 以上,且裂缝发育的Ⅰ类油气藏厚度占一半以上。而在区块南部方向的 累计解释油气层不足 50m,且Ⅰ类油气层厚度不足三分之一。在该区块中北部打的 储层发育也较差,Ⅰ类油气层厚度不足 10m。上述井的解释评价结果证实了测井对该区块潜山储层发育预测的正确性。3、 古潜山储层流体类型识别利用测井资料判断古潜山储层的流体类型,识别油气水是测井资料应用的一个重要方面,同时也是测井资料在古潜山油气藏解释评价应用中较为薄弱的一个方面。潜山复杂岩性油气藏的识别是在识别岩性、划分出储层的基础上进行的。潜山储层中所含流体类型的识别主要利用试油生产资料来刻度测井,结合取心、录井、气测资料总结建立不同流体类型与电阻率比值高低、孔隙度大小之间的关系。油气藏多为岩性较纯、孔隙、裂缝较发育的储层中电阻率有差异且数值中等、介于泥质干层低电阻率与致密基质干层高电阻率之间的5储层。在潜山油气藏,电阻率普遍存在不同程度的正差异,即油气层的深浅电阻率之间有明显的差异。但是这一特点并不是潜山油气藏存在的充要条件,电阻率有差异的储层并不都是油气层,因此,测井资料解释识别潜山油气层存在多解性。测井技术在潜山复杂油气藏解释评价中的主要局限测井资料在潜山复杂油气藏解释评价中存在的主要问题在于:1、 测井系列不完善造成的不确定性与多解性各种测井方法都是间接测量地层的某一特性参数,都只能给出一定的范围值,存在诸多的不确定因素和多解性。因此很难用一种或几种测井资料准确无误地判断潜山地层岩性,划分储层与非储层,因而也就更谈不上对油、气、水层的识别与认识。辽河油田在早期潜山地层解释评价中,由于测井系列不完善、测井项目不够,从而增加了解释的难度,造成了油气层的漏失。图 6 就是这样的一个例子。图 6 中的 的混合花岗岩潜山地层采用与砂泥岩地层相同的常规小数控测井系列完井,依靠仅有的几条测井曲线对地层岩性、物性、含油气性进行分析困难很大,初次测井解释误差较大。其后的邻井 相应地层采用了 3700 测井系列,测井解释标准有较大的改变,对的解释结论进行了重新分析,新的解释结论与试油结果基本符合。本井段下部具有相同测井响应特征的井段试油,初期日产油 然气 5143 、 识别区分油水层缺乏有效手段 对于潜山储层,电阻率测井、三孔隙度测井资料的影响因素复杂,包括岩石基质的、地层裂缝的、孔隙的、油气的,以及井眼因素的等,而且潜山储层的裂缝及孔隙的总孔隙度一般要比砂岩储层的孔隙度小得多,在测井响应范围内潜山储层中所含流体对测井响应的贡献要较碎屑砂岩储层小。因此,基于碎屑岩孔隙介质建立的储层含油气饱和度评价方法基本不适用于潜山复杂储层的含油气评价,利用测井资料区分油气水层存在很大的困难,这是测井技术在潜山油气藏解释评价中的主要局限。核磁测井在孔隙度较大的潜山储层,根据其 的分布位置,利用差谱、移谱方法可以定性地区分油水层,但准确的定量评价储层含油气饱和度及产能还有很多困难要克服。以 为例,油水层在测井响应特征上相差不大,潜山油气藏的油水界面的划分主要利用试油、生产资料。根据 625井的试油数据分析,潜山油藏的油水界面的垂直深度约在 3727m(图 7) )——3832m(间。如何寻找、开发区分潜山油水层的测井技术手段,提高利用测井资料在识别潜山油气层、确定含油气饱和度及产能等方面的应用效果目前仍是测井界要加以深入研究和攻克的难题。6结论本文通过辽河油田各种类型的古潜山油气藏的测井解释评价实例,总结分析了测井技术在古潜山储层评价研究中的作用及其存在的局限性,正确认识测井技术在潜山油气藏解释评价中所发挥的重要作用与其局限性,对潜山复杂岩性地层中油气藏的勘探开发具有重要的意义。1、测井技术在潜山油气藏解释评价中的主要作用在于对潜山地层中储层与非储层的识别与划分,及其定性与定量评价。在潜山复杂岩性储层解释评价及储层预测中,应采用完善合理的测井系列,增大成像测井技术、核磁测井技术等测井新技术的应用力度。2、测井技术在潜山油气藏解释评价中的主要局限在于缺乏识别潜山储层中流体类型的有效手段。应积极深入开展潜山复杂岩性储层流体类型识别与评价的方法研究,提高测井技术在潜山油气藏解释评价中的应用水平。7图 1、测井岩性识别成果图8图 2、潜山测井综合解释成果图9图 3 综合 规测井资料选择射孔层段10图 4 潜山测井地层对比(沿西北——东南方向)11图 5、 测井预测 潜山地层裂缝发育方向潜山地层裂缝发育方向12图 6、 测井系列不完善造成潜山地层解释失误13图 7、 潜山油气藏的油水界面( 3792—3820m 日产水 ,为 型)
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