碳酸鹽巖薄儲層水平井隨鉆錄井評價方法

唐謝 唐家瓊 羅于海 鄧月銳 崔健

中國石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院

M－24井是中國石油川慶鉆探工程有限公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院承擔(dān)的第一口地質(zhì)導(dǎo)向井，其目標(biāo)儲層為中三疊統(tǒng)雷口坡組T2l11針孔狀白云巖段，區(qū)域資料顯示該段物性普遍較好，平均孔隙度超過10%，但垂厚僅為5m左右。上覆石膏巖，下伏石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，頂?shù)讓觾阅芫鶚O差。由于該井隨鉆測井僅提供隨鉆伽馬數(shù)據(jù)，儲層的判別須以錄井參數(shù)為主導(dǎo)，而目前錄井儲層評價方法欠缺［1－9］，有必要對其進行一些探索研究。

1 錄井評價方法的建立

經(jīng)過優(yōu)選，對能作為儲層有效判別依據(jù)的巖屑、鉆時［10－12］、氣測值［13］、自然伽馬進行了綜合研究。

1．1 巖屑

準(zhǔn)確鑒別巖屑，正確識別出地層巖性是儲層評價的首要條件，并可根據(jù)鑒別結(jié)果直接篩除掉非儲層巖性段（頂部石膏和底部石灰?guī)r）。為了準(zhǔn)確識別巖屑巖性，在利用遲到時間實測法對巖屑進行了準(zhǔn)確歸位后，采用碳酸鹽巖分析儀對巖屑進行逐米鑒別，并結(jié)合巖屑顯微放大掃描對巖屑巖性、顆粒及儲集空間特征進行分析（圖1）。實鉆過程中，通過多種巖屑識別方法的綜合運用，該井巖屑識別較為準(zhǔn)確并與隨鉆伽馬具有較好的對應(yīng)性。

圖1 碳酸鹽巖分析成果圖及巖屑顯微放大照片

1．2 鉆時

鉆時是儲層判別的重要參數(shù)。根據(jù)區(qū)域水平井資料，對目的層及其圍巖的鉆時進行了統(tǒng)計分析。

如圖2所示，白云巖儲層的鉆時主要集中在3～10min／m，白云巖非儲層（致密白云巖）的鉆時則主要超過9min／m，二者的界限相對清楚，可用鉆時9min／m作為白云巖儲層的輔助判別上限。然而，目的層底部致密石灰?guī)r的鉆時主要集中在4～11min／m，頂部石膏的鉆時主要集中在5～11min／m，都與白云巖儲層的鉆時存在交集。因此，正確識別地層巖性是利用鉆時判別儲層的先決條件。

1．3 氣測值

氣測值的影響因素頗多，用以判別儲層存在很大難度。但通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在MX地區(qū)的水平井，由于儲層段的平均孔隙度較高，其含氣量與非儲層存在明顯差異，加之MX地區(qū)屬于勘探成熟區(qū)塊且構(gòu)造平緩，使用的鉆井液性能基本一致，氣測值能有效地反映水平井儲層的發(fā)育狀況。

如圖3所示，根據(jù)區(qū)域水平井資料，儲層段往往伴隨著氣測值的明顯異常，而非儲層段（致密石灰?guī)r、致密白云巖、石膏）氣測值基本處于背景值（薄層狀非儲層由于上下儲層的影響，氣測值不會降低）。可用氣測值的異常與否作為儲層判別的輔助依據(jù)，并以全烴值2%（非儲層全烴值小于2%的累計頻率接近80%）作為儲層的輔助判別下限。

圖3 MX地區(qū)水平井儲層與非儲層氣測值分布頻率圖

1．4 自然伽馬

伽馬值衡量的是地層中放射性物質(zhì)含量，對儲層判別基本不起作用。但根據(jù)MX地區(qū)區(qū)域資料，自然伽馬能有效識別出儲層頂部石膏層。如圖4所示，頂部石膏的伽馬值主要集中在1～8API，而中部白云巖的伽馬值主要集中在8～20API，底部石灰?guī)r的伽馬值主要集中在9～18API，石灰?guī)r、白云巖與石膏的差異非常明顯。可用8API作為石膏的輔助判別上限。

圖4 MX地區(qū)水平井石膏、白云巖、石灰?guī)r伽馬值分布頻率圖

同時，從伽馬曲線上看，當(dāng)鉆遇大套伽馬值明顯低于地層正常值的地層時，需考慮鉆遇石膏層的可能性。

2 錄井隨鉆評價及導(dǎo)向決策

2．1 錄井隨鉆評價

綜合前面的分析以及該井的實鉆情況，以巖屑、鉆時、氣測、伽馬作為錄井隨鉆評價的主要參數(shù)，即通過對碳酸鹽巖分析結(jié)果、巖屑顯微觀察以及隨鉆伽馬曲線的綜合分析，準(zhǔn)確識別出正鉆地層巖性。再利用建立的儲層鉆時、氣測判別標(biāo)準(zhǔn)，對儲層進行識別和劃分（圖5、表1），結(jié)果如下。

1號層：碳酸鹽巖分析為純白云巖，巖屑為針孔狀白云巖，伽馬值穩(wěn)定，平均為27．0API。鉆時較低，平均為4．79min／m，氣測常高值，全烴值多超過20%，見氣侵顯示，錄井解釋為氣層。

2號層：碳酸鹽巖分析酸不溶物含量明顯增加，巖屑為石膏、泥質(zhì)白云巖、灰質(zhì)白云巖，伽馬值呈中間高（50～90API），兩邊低特征（7～11API）。鉆時明顯增高，平均為7．41min／m，全烴值基本小于1%，錄井解釋為非儲層。

3號層：碳酸鹽巖分析為純白云巖，巖屑為針孔狀白云巖，伽馬值穩(wěn)定，平均為28．1API。鉆時較低，平均4．48min／m，氣測恢復(fù)為高值，全烴值多超過10%，見氣測異常顯示，錄井解釋為氣層。

4號層：碳酸鹽巖分析灰質(zhì)含量急劇增加，巖屑為石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，伽馬值穩(wěn)定，平均為24．9API。鉆時明顯增加，平均為6．29min／m，氣測值陡降，全烴值多小于1%，錄井解釋為非儲層。

圖5 錄井隨鉆評價圖

表1 錄井解釋成果表

5號層：碳酸鹽巖分析為純白云巖，巖屑為針孔狀白云巖，伽馬值穩(wěn)定，平均為25．8API。鉆時較低，平均為5．34min／m，氣測恢復(fù)為高值，全烴值多超過10%，見氣測異常顯示，錄井解釋為氣層。

6號層：碳酸鹽巖分析灰質(zhì)含量急劇增加，巖屑為灰質(zhì)白云巖，伽馬值穩(wěn)定，平均為27．5API。鉆時增加，平均為6．33min／m，氣測值陡降，全烴值多低于2%，錄井解釋為非儲層。

7號層：碳酸鹽巖分析為純白云巖，巖性為針孔狀白云巖，伽馬值穩(wěn)定，平均為29．4API。鉆時低值，平均為4．65min／m，氣測恢復(fù)為高值，全烴值多超過10%，見氣測異常顯示，錄井解釋為氣層。

該井從 A 點2 890．00m 開始至 B點（3 890．00 m），水平段總長度為1 000．00m，其中解釋儲層厚度為731．30m，儲層鉆遇率為73．13%。

2．2 導(dǎo)向決策

在M－24井的隨鉆評價過程中，利用解釋結(jié)果為地質(zhì)導(dǎo)向決策提供了重要依據(jù)：

1）鉆至3 152．80m后，伽馬值降低至8API以下，且呈厚層狀，鉆時增加，巖屑中見微小石膏顆粒，碳酸鹽巖分析酸不溶物含量增加，氣測值陡降，判斷為穿頂，后降斜回到儲層。

2）鉆至3 402．00m后，伽馬值無變化，鉆時略微增加，碳酸鹽巖分析石灰?guī)r含量陡增，氣測值降低明顯，判斷為穿底，后增斜回到儲層。

2．3 對比分析

將隨鉆錄井評價結(jié)論與鉆后測井解釋結(jié)論進行了對比（表2），二者僅在儲層段頂?shù)咨疃嚷杂胁町悺８匾氖牵S鉆錄井評價結(jié)論已經(jīng)包含了所有主要儲層，并將主要非儲層劃分出來，證明隨鉆錄井評價方法具有實用性。

表2 錄井、測井解釋成果對比表

圖5、表2所示，測井解釋的3號、5號儲層，巖性均為白云質(zhì)灰?guī)r，測井計算孔隙度雖達到儲層下限3%，但相對較差，非主要儲層。

3 結(jié)論

1）對于碳酸鹽巖地層，在僅有隨鉆自然伽馬測井儀的情況下，以錄井資料作為主要依據(jù)，完成了地質(zhì)導(dǎo)向井的隨鉆錄井評價工作，為導(dǎo)向決策提供了依據(jù)。

2）根據(jù)隨鉆伽馬及綜合錄井參數(shù)的前期研究，優(yōu)選出能有效反映儲層發(fā)育及分布特征的巖屑、鉆時、氣測值、自然伽馬進行綜合研究，建立了各個參數(shù)對于儲層的輔助判別標(biāo)準(zhǔn)。

3）利用建立的輔助判別標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實鉆情況，對M－24井進行了隨鉆錄井評價，其結(jié)論與鉆后測井解釋結(jié)論基本一致，證實了隨鉆錄井評價的實用性。

［1］盧德唐，郭冀義．使用隨鉆錄井資料計算地層靜溫［J］．天然氣工業(yè)，2005，25（2）：81－83．LU Detang，GUO Jiyi．Calculating static formation temperature by use of the data on mudlogging while drilling［J］．Natural Gas Industry，2005，25（2）：81－83．

［2］戴長林，石文睿，程俊，等．基于隨鉆錄井資料確定頁巖氣儲層參數(shù)［J］．天然氣工業(yè)，2012，32（12）：17－21．DAI Changlin，SHI Wenrui，CHENG Jun，et al．Shale gas reservoir parameter calculation based on logging－whiledrilling（LWD）data［J］．Natural Gas Industry，2012，32（12）：17－21．

［3］吳寶玉，羅利，張樹東，等．基于隨鉆測井的產(chǎn)層導(dǎo)向技術(shù)在水平井中的應(yīng)用——以川中磨溪氣田為例［J］．天然氣工業(yè)，2010，30（12）：63－66．WU Baoyu，LUO Li，ZHANG Shudong，et al．Application of LWD geosteering to improve the payzone－encountered rate by horizontal well drilling：A case history in the Moxi Gas Field［J］．Natural Gas Industry，2010，30（12）：63－66．

［4］趙彬凌，李黔，高林，等．水平井綜合錄井地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)及應(yīng)用［J］．鉆采工藝，2008，31（6）：45－46，97．ZHAO Binling，LI Qian，GAO Lin，et al．Geosteering system and its application in compound logging of horizontal wells［J］．Drilling ＆ Production Technology，2008，31（6）：45－46，97．

［5］楊錦舟．基于隨鉆自然伽馬、電阻率的地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)及應(yīng)用［J］．測井技術(shù)，2005，29（4）：285－288．YANG Jinzhou．Application of geosteering system based on LWD GR and resistivity［J］．Well Logging Technology，2005，29（4）：285－288．

［6］楊登科，鄭俊杰，李新社，等．水平井錄井及色譜氣體比值的導(dǎo)向作用［J］．錄井技術(shù)，2003，14（1）：48－52．YANG Dengke，ZHENG Junjie，LI Xinshe，et al．The guiding role of well log and chromatographic gas ratio in horizontal well［J］．Mud Logging Engineering，2003，14（1）：48－52．

［7］方錫賢，牛衛(wèi)剛，施昌瑞，等．氣測錄井資料在泌陽凹陷稠油區(qū)鉆井中的導(dǎo)向及評價作用［J］．錄井工程，2007，18（2）：35－38．FANG Xixian，NIU Weigang，SHI Changrui，et al．Guidance ＆ evaluation function of gas logging data in Miyang sag viscous crude well drilling［J］．Mud Logging Engineering，2007，18（2）：35－38．

［8］高春緒，俞國鵬，章國華，等．錄井測井綜合評價油氣層方法研究及應(yīng)用［J］．吐哈油氣，2010，15（4）：326－329．GAO Chunxu，YU Guopeng，ZHANG Guohua，et al．Study and application of logging comprehensive evaluation for hydrocarbon reservoir［J］．Tuha Oil ＆ Gas，2010，15（4）：326－329．

［9］宋超，宋明會，吳德龍．t2弛豫譜在核磁共振錄井解釋中的應(yīng)用［J］．錄井工程，2006，19（3）：49－52．SONG Chao，SONG Minghui，WU Delong．Application of t2relaxation spectra in NMR logging interpretation［J］．Mud Logging Engineering，2006，19（3）：49－52．

［10］何太洪，魏玉堂，吳宏．三塘湖盆地火成巖油氣層錄井評價技術(shù)［J］．吐哈油氣，2009，14（3）：216－223．HE Taihong，WEI Yutang，WU Hong．Well log evaluation technology of igneous rock hydrocarbon layer in Santanghu Basin［J］．Tuha Oil ＆ Gas，2009，14（3）：216－223．

［11］葉應(yīng)貴，高秀娥，黃強，等．王場構(gòu)造鹽間非砂巖儲層特征與測錄井評價［J］．江漢石油職工大學(xué)學(xué)報，2007，20（6）：41－44．YE Yinggui，GAO Xiu’e，HUANG Qiang，et al．Reservoir characters and evaluations of well Logging and mud logging for inter－salt non－sandstones in Wangchang structure［J］．Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers，2007，20（6）：41－44．

［12］王峭梅，荊玲，孟偉民，等．東濮凹陷中生界油氣層特征及錄井評價［J］．?dāng)鄩K油氣田，2009，16（3）：42－44．WANG Qiaomei，JING Ling，MENG Weimin，et al．Geological characteristics and logging evaluation of Mesozoic reservoir in Dongpu Depression［J］．Fault－Block Oil ＆ Gas Field，2009，16（3）：42－44．

［13］張春林，秦佳盛，馬紅，等．歧口凹陷濱海地區(qū)深部儲集層油氣錄井評價方法［J］．錄井工程，2009，20（2）：14－18．ZHANG Chunlin，QIN Jiasheng，MA Hong，et al．Oilgas mud logging evaluation methods for deep reservoirs of Binhai region of Qikou sag［J］．Mud Logging Engineering，2009，20（2）：14－18．