巴什托油氣田泥盆系低阻油氣層測井評價

2015-07-02 01:40:32李清松

石油地質與工程 2015年3期

李清松

(中國石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011)

巴什托油氣田泥盆系低阻油氣層測井評價

李清松

(中國石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011)

在巖心、核磁、地層水等資料分析的基礎上，確定巴什托油氣田泥盆系油藏低阻因素主要是高束縛水飽和度，同時油水礦化度差異及黏土類型差異也是重要影響因素。利用自然伽馬與中子-密度交會法計算儲層泥質含量的差值作為儲層瀝青相對含量，并對有效孔隙度進行了瀝青含量校正。利用巖心、核磁資料回歸標定了束縛水飽和度參數，利用可動水法進行了儲層流體類型判別。通過對巴什托油田實際資料的計算，測井解釋模型展示了較好應用效果。

巴什托油田；低阻油層；測井評價；可動水分析法

巴什托油氣田構造上位于麥蓋提斜坡西北部的巴什托-先巴扎背斜構造帶的中段。該油氣田泥盆系油藏電阻率低于鄰近泥巖電阻率，與鄰近水層電阻率接近，為低阻油藏，油氣層和水層難以通過電阻率大小、差異識別。另外，儲層普遍存在瀝青，儲層參數難以準確求取。這些給該地區砂巖油氣層的準確識別、評價帶來困難。本文對該地區低阻油氣層測井解釋方法進行了研究并建立低阻油氣層測井解釋模型油水識別標準。

1 儲層特征

研究區泥盆系砂巖儲層碎屑顆粒成分主要為石英、巖屑和長石。石英含量為55%～98%，平均含量為87.4%，長石和巖屑含量1%～35%，巖屑主要為酸性噴出巖、泥巖、白云母、千枚巖等。碎屑顆粒主要為細砂，其次為極細砂和中砂，再其次為粗砂和粗粉砂。儲集空間以次生溶蝕孔隙為主，包括石英顆粒間溶孔和長石粒內溶孔、巖屑粒內溶孔，局部有白云石晶間孔。

根據實驗分析的巖心樣品統計分析，儲層孔隙度0.5%～16.8%，平均6.67%；滲透率(0.007～71.3)×10-3μm2，平均2.53×10-3μm2，孔隙度和滲透率的分布范圍較寬，反映了儲層的非均質性較強，儲層總體屬于低孔低滲儲層。X7井4 950～4 954 m油層孔隙度為12.9%，電阻率為6.61 Ω·m；4 989～4 992 m水層孔隙度為12.5%，電阻率為5.93 Ω·m，電阻率增大指數為1.11；X8井東河塘組油層4 951～4 955 m孔隙度為13.4%，電阻率為6.15 Ω·m；4 991～4 999 m水層孔隙度為13.2%，電阻率為5.23 Ω·m，電阻率增大指數僅為1.17，與圍巖相比，東河塘組油層電阻率明顯低于相鄰泥巖的電阻率(30 Ω·.m)。因此，無論是從相對低阻的觀點還是絕對低阻的觀點出發，東河塘組油層都應屬于低阻油層[1-2]。

瀝青中含有較多的放射性元素，使得測井曲線特征上反映較高的自然伽馬特征。同時，根據分析，瀝青具有相對低的含氫指數與相對低的密度。如圖1所示，X9井在4 951～4 980 m段多次出現高自然伽馬對應密度降低的測井響應特征，薄片描述均有黑色瀝青，這與該段中具有高自然伽馬對應密度增高特征的泥質形成明顯的差異。瀝青的存在給儲層物性和測井響應都造成了較大的影響，因此，必須正確識別瀝青。

2 低阻油層成因分析

導致油層電阻率過低的原因有多種[2-4]，從測井角度認為主要有高束縛水飽和度、黏土礦物附加導電、微裂縫、導電礦物富集和泥漿濾液侵入等造成。

2.1 束縛水飽和度高

根據巖心描述和粒度分析，儲層巖石顆粒整體偏細，主要為細砂巖，其次為極細砂和中砂巖。另一方面，儲層中殘余粒間孔、各種溶蝕孔及顆粒破裂微縫非常發育，造成孔隙結構復雜化，從而形成較高的束縛水飽和度。X8井東河塘組核磁共振分析的束縛水飽和度最低為31.39%，最高為74.89%，平均為48.6%，也充分證明了該區束縛水飽和度高。因此，這是引起東河塘組油層電阻率降低的主要原因。

圖1 X9井東河塘組瀝青測井響應特征

2.2 油水層礦化度差異

研究區地層的多期構造活動及斷裂的發生使得油水分布多次調整，同時加上成巖作用的影響，使得各井所取得的地層水礦化度差異較大。地層水礦化度變化特征表現為上部儲層的地層水礦化度明顯高于下部儲層。根據這一統計規律，推斷地層水異常與油氣運移有一定關系，油水層礦化度差異是儲層低阻的一個因素。

2.3 黏土礦物類型及分布

根據研究區巖樣X射線衍射檢測的結果，含油儲層的黏土成分以伊蒙混層為主，其次為伊利石。黏土礦物成分從上往下變化較大，頂部泥巖伊利石含量較高，向下逐漸減少，伊蒙混層含量增加。由于伊蒙混層其陽離子的交換特性介于蒙脫石與伊利石之間，黏土礦物一方面起到附加導電的作用，另一方面黏土礦物表面積大，黏土礦物在地層中以分散狀充填孔隙空間時，往往增加孔隙結構的復雜性，使得地層的導電率降低[5]。

3 儲層參數評價模型

3.1 泥質含量計算模型

研究區自然伽馬與泥質含量有較好的相關性，但曲線起伏變化較大，因此，采用分段曲線型模型計算泥質含量。

(1)

當ΔGR≤0.55時：

VSHGR=0.0006078×(100×ΔGR)1.5827

(2)

當0.55<ΔGR≤0.73時：

VSHGR=2.1212×ΔGR-0.81667

(3)

當ΔGR>0.73時：

VSHGR=ΔGR

(4)

式中：△GR——自然伽馬相對值，小數；GR——自然伽馬測井值，API；GRmin、GRmax——分段自然伽馬測井值的最小值和最大值，API；VSHGR——自然伽馬計算的泥質含量，小數。

由于東河塘組上部儲層中普遍存在瀝青，造成自然伽馬增大，使計算的泥質含量偏高。為了消除瀝青的影響，采用了中子-密度交會法，并借用斯倫貝謝公司推出的如下公式計算泥質含量：

(5)

X=(DENcl2-DENcl1)×(CNL-CNLcl1)-(DEN-DENcl1)×(CNLcl2-CNLcl1)

Y=(DENcl2-DENcl1)×(CNLclay-CNLcl1)-(DENclay-DENcl1)×(CNLcl2-CNLcl1)

式中：DENcl1——砂巖點1的密度值，g/cm3；CNLcl1——砂巖點1的中子值，pu.；DENcl2——砂巖點2的密度值，g/cm3；CNLcl2——砂巖點2的中子值，pu.；DENclay——泥巖點的密度值，g/cm3，CNLclay——泥巖點的中子值，pu.；DEN——密度測井值，g/cm3；CNL——中子測井值，pu.；VSHnd——中子-密度交會計算的泥質含量，小數。

由于瀝青質的存在，中子含氫指數下降，由于其對密度的影響很小，故用該公式計算的泥質含量偏低。因此，以上述兩種方法泥質含量計算的平均值作為地層泥質含量，基本可以消除瀝青質的影響。

3.2 瀝青相對含量模型

瀝青質的存在破壞了儲層的孔隙結構，使儲層物性變差。由3.1可知，當儲層中含有瀝青時，用自然伽馬計算的泥質含量將大于地層實際的泥質含量；而用中子-密度交會法計算的泥質含量將略小于地層實際的泥質含量。因此，兩種方法計算的泥質含量的差異反映了儲層中瀝青含量的相對大小變化[6]。計算模型如下所示：

當VSHGR>VSHnd時：

Bitumen=VSHGR-VSHnd

(6)

當VSHGR≤VSHnd時：

Bitumen= 0

(7)

式中：Bitumen——瀝青相對含量，小數；VSHGR——自然伽馬計算的泥質含量，小數；VSHnd——中子-密度交會計算的泥質含量，小數。

3.3 有效孔隙度的瀝青影響校正模型

研究區聲波時差與巖心分析孔隙度具有良好的相關性，利用聲波計算的孔隙度與巖心分析孔隙度相關性較好。由于瀝青造成儲層的有效孔隙度降低，用聲波計算的有效孔隙度比實際孔隙度偏高，因此必須校正瀝青影響。有效孔隙度校正模型為[6]：φec=φe-0.036×Bitumen

(8)

式中：φe,φec——有效孔隙度、有效孔隙度校正值，均為小數；Bitumen——瀝青相對含量，小數。

3.4 飽和度模型

研究區儲層孔隙空間主要為殘余粒間孔、粒間溶孔及少量粒內溶孔。盡管孔隙結構比較復雜，但從孔隙度與地層因素的關系以及電阻率增大系數與含水飽和度的關系來看，線性相關系數高，因此，常規的阿爾奇模型仍然適用于有效含水飽和度和總含水飽和度的計算。

根據核磁共振實驗資料分析得到的束縛水飽和度與泥質含量及孔隙度有較好的相關關系[7]，利用多元線性回歸法，建立了儲層束縛水飽和度模型：

Swir=0.363577×Vsh-2.4124φe+0.6600699

(相關系數R2=0.974)

(9)

當Swir>Swt時：Swir=Swt

式中：Swir，Swt——束縛水飽和度和總含水飽和度，小數；Vsh——泥質含量，小數。

3.5 儲層流體類型判別模型

研究區儲層流體類型復雜，受儲層巖性與成巖作用的影響較大，再加上油層與水層的地層水礦化度存在差異，造成油水層測井對比度較低。通過資料對比分析，利用可動水分析法可以較好地判定儲層流體類型[8](圖2)。

圖2 束縛水飽和度與含水飽和度交會圖

當(Swt-Swir)<10%時，表明儲層基本不含可動水，為油層或干層；

當10%≤(Swt-Swir)<25%時，儲層含有較少可動水，為油水同層；

當(Swt-Swir)≥30%時，儲層含較多的可動水，為水層。

4 實例分析

根據建立的參數模型對研究區測井資料進行了處理解釋，巖心分析值與測井計算值對應較好，測井計算束縛水飽和度與核磁共振束縛水飽和度也基本一致，流體類型判別圖版與生產測試資料基本吻合，這些均說明建立的測井模型是可靠的。

從圖3中可看出，測井計算的孔隙度、滲透率與巖心分析結果對應很好，說明建立的測井模型是可靠的。測井解釋4 950.5～4 960.5 m井段平均孔隙度為10.5%，平均滲透率為5.497×10-3μm2，束縛水飽和度頂部為4%，中下部與總含水飽和度大致相等，含少量水的為油氣層，該井段經射孔測試日產油64.99～60.24 m3，日產水1.05～2.83 m3，含水率為5.8%～2.8%，與測井解釋結論相符。