扶楊油層組含鈣質夾層厚油儲層水淹層識別

張美玲,孫寶剛,謝 磊,侯樹山

(1.東北石油大學地球科學學院,黑龍江 大慶 163318; 2.大慶鉆探工程公司 地質錄井一公司,黑龍江 大慶163411; 3.大慶鉆探工程公司測井公司,黑龍江大慶 163412)

扶楊油層組含鈣質夾層厚油儲層水淹層識別

張美玲1,孫寶剛1,謝 磊2,侯樹山3

(1.東北石油大學地球科學學院,黑龍江 大慶 163318; 2.大慶鉆探工程公司 地質錄井一公司,黑龍江 大慶163411; 3.大慶鉆探工程公司測井公司,黑龍江大慶 163412)

當注入水進入含鈣質夾層儲層后,注入水替換砂質部位的油,改善該部位的導電性,使其遠低于含鈣部位的電阻率.為提高油田采收率及低孔滲鈣質夾層厚油儲層的水淹識別精度,根據統計方法理論,在厚砂體內細分小層的基礎上,構造鈣砂電阻率比、深側向電阻率與聲波曲線相關因數2個特征值,建立水淹層與未水淹層識別圖版,識別符合率達到83%,為射孔方案制定提供有利依據.水淹層識別方法適用于大慶外圍油田含鈣厚油儲層水淹層的識別.

含鈣質夾層;河流相;油儲層;水淹特征;測井

0 引言

河道砂儲層是油田開發的主力油層,隨著油田開發的深入,這部分砂體往往出現不同程度的水淹,因此準確判斷水淹級別,對進一步確定剩余油分布具有重大意義[1-2].泉頭組是松遼盆地中白堊系早期地層,為主要含油層位之一,由一套含輪藻、瓣鰓類、介形蟲、葉肢介及陸生植物化石為主的紅色陸屑組成[3-4].在泉頭期,河流相沉積占有相當的比例,重點發育扶余及楊大城子2套油層組[5],厚油層微相多為三角洲前緣水下分支河道、河口壩,油層有效厚度一般大于2 m.由于油層組埋藏較深,成巖早期強烈的壓實和膠結作用,使多數油儲層呈現低孔滲特征[6-7].鄧宏文等[8]指出河道沖刷面之下發育富含鈣質結核的古土壤泥巖,且沖刷面之上的河道沉積常具有相互疊置的特征,鈣質夾層可以出現在三角洲前緣水下分支河道微相的底部,還可以出現在三角洲前緣河口壩微相的頂部,或兩期河道復雜疊加儲層的中部[9].劉傳平等[10]研究認為鈣質成分的存在不僅使孔隙度降低,而且使孔隙通道曲折度增大,導致地層電阻率增大.鄧剛等[11]研究認為鈣質成分的存在導致儲層水淹后水淹級別判別難度增大,其通過構建純油層、純水層電阻率計算公式,建立水淹層識別圖版,按照“水層”、“中低水淹層”、“油層”3個級別判斷,符合率達到75%以上,但此類方法需要精確提供有效孔隙度、地層水電阻率及圍巖的相關參數.含鈣質夾層的厚油儲層是大慶外圍油田開發的主力油層,較快、較準地判別此類儲層的水淹程度是提高油田采收率的關鍵.筆者利用厚油層細分層技術[12],探索含鈣質夾層厚油儲層的電阻率曲線在細分層上呈現的不同特征,建立相應水淹層定性識別方法,對厚油儲層開采有重要意義.

1 方法原理

深側向電阻率測井曲線的縱向分層能力達到0.6 m,高分辨聲波曲線的縱向分層能力可達到0.2 m.扶楊油層組屬于低孔滲儲層,其飽含油砂體的電阻率較高(一般高于35Ω·m),而鈣質薄層(一般小于0.5 m)因其導電性差,電阻率也較高(一般可達到40Ω·m),二者相差不大,所以當飽含油砂巖的頂部、底部或中部夾有鈣質薄層時,深側向電阻率曲線很難給出鈣質薄層的顯示.當低滲透砂巖飽含水時,由于孔隙中水的導電性,使其電阻率測量值明顯下降,文獻[6]給出低滲透砂巖飽含水砂體的電阻率為25Ω·m左右,與鈣質層電阻率相差較大.

聲波時差測井主要反映聲波在巖層中的傳播途徑,所以巖層的巖石特性對其影響大.對于飽含油厚砂體的聲波時差一般大于250μs·m-1,而鈣質薄層的聲波傳播速度快,聲波時差一般小于220μs·m-1,二者之間相差大,在測井曲線上也會有明顯的顯示.聲波(縱波)主要沿著巖層中的骨架傳播,所以不管砂巖層中填充的是油或水,聲波時差在砂巖層與鈣質層之間的突出差距仍舊存在.

針對含鈣質夾層的厚油層,由于鈣質夾層及油砂層的電阻率高,在飽含油情況下,深測向電阻率曲線值高,且呈現較均勻、飽滿的形態,采用儲層劃分技術,深測向電阻率曲線很難呈現與巖性曲線相一致的非均質特征.當儲層注水開發一段時間后,注入水替換砂質部位的油,改善該部位的導電性,即使受深測向電阻率曲線的縱向分辨能力的限制,但鈣質薄層和含水砂體的電阻率差值較大,使深測向電阻率曲線與巖性曲線呈現趨于一致非均質特征.分析聲波時差與深側向電阻率曲線、自然伽馬曲線之間的相關性,發現水淹程度越強,曲線間的相關性越好,計算曲線間的相關系數,并給出合理的水淹層解釋圖版.

2 測井響應特征

2.1 厚油儲層

首先考慮鈣質夾層位于厚油儲層底部情況,其測井曲線特征及細分結果見圖1,其中曲線包括自然伽馬(GR)、深側向電阻率(RLLD)、微球型聚焦電阻率(M SFL)、高分辨率聲波時差(HAC)、自然伽馬分層取值(ZGR)、深側向電阻率的分層取值(RZLLD)、微球型聚焦電阻率分層取值(ZM SFL)和高分辨率聲波時差分層取值(ZHAC).

圖1 底部鈣質夾層厚油儲層測井曲線特征及細分層結果

由圖1可見,盡管高分辨率聲波曲線在底部呈現2個明顯的鈣質薄夾層,但深測向曲線呈現均勻厚油層的特征,即曲線飽滿、幅值高.將該砂巖進行細分,在1 722.38～1 724.50 m處可以看到,深側向曲線僅給出2個單層,而高分辨率聲波曲線給出5個明顯單層.計算深側向曲線最大峰谷比接近1.00;高分辨率聲波曲線最大峰谷比為1.16,峰谷比差距略明顯,說明電阻率曲線受其中所含流體的性質及含量的影響較大,而高分辨率聲波曲線反映巖層中砂鈣并存的分布狀況.

其次,考慮鈣質夾層位于厚油儲層中的情況,其測井曲線特征及細分結果見圖2.由圖2可見,在1 871.00～1 872.50 m處為2個鈣質薄層夾一砂巖層的情況.將該段細分層,深側向電阻率曲線僅為2個單層,而聲波曲線呈現3個單層,計算深側向電阻率曲線最大峰谷比接近1.00;高分辨率聲波最大峰谷比為1.12,峰谷比差距略明顯.

再次,考慮鈣質夾層位于厚油儲層上部情況,其測井曲線特征及細分結果見圖3.由圖3可見,在1 670.13～1 671.00 m處為單1個鈣質夾層,處于該油砂體的頂部.將該段細分層,深側向電阻率曲線僅為2個單層,而聲波曲線呈現4個層,計算深側向電阻率曲線最大峰谷比接近1.00;高分辨率聲波最大峰谷比為1.10,峰谷比差距略明顯.

圖2 中部鈣質夾層厚油儲層測井曲線特征及細分層結果

圖3 上部鈣質夾層厚油儲層測井曲線特征及細分層結果

2.2 水淹儲層

無論是鈣質層處于砂巖體的上部、中部或下部,砂巖體被注入水侵入后,砂體內的油被導電性好的水置換,呈現很好的導電性.不同的水淹程度,對應不同的電阻率變化狀況.

首先,考慮低水淹情況,其測井曲線特征及細分結果見圖4.由圖4可見,1 737.25～1 738.84 m對應的砂體為低水淹層.從聲波和深測向電阻率曲線能看出明顯的鈣質薄層,處于1 737.00～1 738.75 m段.將該段細分層,深側向電阻率曲線僅為2個單層,而聲波曲線呈現4個單層,計算深側向電阻率曲線最大峰谷比為1.10,峰谷比差距略明顯;高分辨率聲波最大峰谷比為1.35,峰谷比差距明顯.

圖4 含鈣質夾層的低水淹儲層的測井曲線特征及細分層結果

其次,考慮中水淹情況,其測井曲線特征及細分結果見圖5.由圖5可見,1 702.80～1 705.00 m對應的砂體為中水淹層.從聲波和深測向電阻率曲線能看出明顯的鈣質薄層,分別處于1 702.63～1 705.00 m段.將該段細分層,深側向電阻率曲線僅為3個單層,而聲波曲線呈現5個單層,計算深側向電阻率曲線最大峰谷比為1.31,峰谷比差距明顯;高分辨率聲波最大峰谷比為1.41,峰谷比差距更明顯.

圖5 含鈣質夾層的中水淹儲層的測井曲線特征及細分層結果

再次,考慮高水淹情況,其測井曲線特征及細分結果見圖6.由圖6可見,1 665.00～1 669.10 m對應的砂體為高水淹層.從聲波和深測向電阻率曲線能看出明顯的鈣質薄層,分別處于1 667.20～1 669.10 m段.將該段細分層,深側向電阻率曲線僅為3個單層,而聲波曲線呈現4個單層,計算深側向電阻率曲線最大峰谷比為1.60,峰谷比差距明顯;高分辨率聲波最大峰谷比為1.70,峰谷比差距也明顯.

圖6 含鈣質夾層的高水淹儲層的測井曲線特征及細分層結果

3 水淹層識別圖版

按照分辨率高的曲線為基準曲線進行分層取值,圖1～6中的6段砂巖體對應的電阻率平均值、聲波值、最大波峰極值比,以及高分辨率聲波曲線與深側向電阻率曲線之間、高分辨率聲波曲線與自然伽馬曲線之間的相關因數的絕對值見表1,其中相關因數計算公式為

由表1可以看出,在含鈣質夾層厚油儲層中,隨著注入水的侵入,深側向電阻率(RLLD)、高分辨率聲波(HAC)的鈣質層與相鄰砂巖層最大響應比逐漸升高,其中 RLLD從1.0Ω·m(未水淹)上升到1.6Ω·m(高水淹);聲波時差D T從1.10μs·m-1(未水淹)上升到1.70μs·m-1(高水淹).由 RLLD～D T以及 GR～DT之間的相關因數計算結果可以看出,RLLD與 HAC之間的相關性隨著注入水的侵入而增強,GR～D T之間的相關性隨著注入水的侵入變化不突出,這說明對流體反映敏感的深側向曲線對儲層的水淹狀況反映更敏感.

表1 典型鈣質夾層測井計算值及相關因數絕對值統計

選取某大慶油田扶楊油層組含鈣質夾層及厚油儲層,其鈣質夾層測井曲線計算值及相關因數絕對值統計結果見表2.

表2 鈣質夾層測井計算值及相關因數絕對值統計

結合表1和表2,建立某大慶油田扶楊油層組含鈣質夾層及厚油儲層水淹層識別圖版(見圖7),其圖版符合率達到83%.充分考慮儲層水淹前后電阻率曲線與孔隙度曲線間相關性變化,是識別扶楊油層組含鈣質夾層厚油儲層水淹程度的有效根據.

圖7 含鈣質夾層厚油儲層水淹層識別圖版

4 結束語

在含鈣質夾層及厚油儲層2個前提條件下,可以利用鈣砂電阻率比、深側向與聲波時差曲線相關因數等特征,建立水淹層和未水淹層識別圖版,識別符合率達到83%.在此基礎上,利用定量計算含水飽和度等參數,進一步在油層區中識別油層和低水淹層;在水淹層區識別低、中及高水淹層,提高油儲層水淹程度的精細識別符合率.水淹層識別方法適用于大慶外圍油田含鈣厚油儲層水淹層的識別.

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Water flooded layer identification of thick oil reservoir of Fuyang oil layer with calcareous intercalation/2011,35(2):13-18

ZHANGMei-ling1,SUN Bao-gang1,XIE Lei2,HOU Shu-shan3
(1.College of Geosciences,N ortheast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang 163318,China;2.Geological Logging Com pany N o.1,Daqing D rilling Engineering Firm,Daqing,Heilongjiang 163411,China;3.W ell Logging Com pany of Daqing D rilling and Exp loration Engineering Corporation,Daqing,Heilongjiang 163412,China)

In o rder to imp rove oilfield recovery and the w ater flooded identification accuracy of thick oil reservoir w ith low permeability and calcareous.It can be show n in our analysis that the injected water takes the p lace of oil in the sand part by the time it penetrates the calcium calcareous interbeds,w hich imp roves the conductivity of the relative part greatly and leads the value of resistivity here lower than that in the calcareous fo rmation.In view of this characteristics,through the statisticalmethods theo ry,on the basis of subzone separate in thick sand body,we construct two eigen values:the resistivity ratio of calcium and sand and the co rrelation coefficient of deep lateral and sonic curves,and establish the water flooded and non-flooded recognition p latew hich hasa high identification accuracy of 83%.So as to achieve the goal of identifying flooded degree of thick oil-bearing reservoirs containing calcareous interbeds in Fuyang oil-layers group effectively,w hich p rovides favo rable evidence in formulating perforating scheme.And,in view of the w ater flooded layer identification of calcium thick oil reservoir,it has the extensive applicability in the peripheral oil fields of Daqing.

calcareous interbed;fluvial facie;oil-bearing reservoir;flooded characteristic;logging

P631.8

A

1000-1891(2011)02-0013-06

2010-12-24;審稿人:宋延杰;編輯:陸雅玲

張美玲(1967-),女,博士,教授,主要從事地球物理測井理論及資料解釋評價方法方面的研究.