松遼盆地錄井現場頁巖油氣測異常卡取方法的探討

劉斌，張曉嬌

1.南京大學 地球科學與工程學院（江蘇 南京 210046）

2.中國石油大慶油田有限責任公司鉆探工程公司 地質錄井一公司 （黑龍江 大慶 163411）

3.中國石油大慶油田有限責任公司 力神泵業有限公司 （黑龍江 大慶 163311）

0 引言

氣測錄井作為現場勘探綜合錄井的重要組成部分，是及時準確識別和評價油氣層的重要手段之一，對某些特殊油氣藏的發現，往往能起到關鍵的作用[1-2]。

近年來，大慶油田逐漸加大了對松遼盆地頁巖油勘探力度，并初見成效[3-4]。在頁巖油勘探錄井過程中，尚未建立完整的針對泥頁巖劃分標準，對氣測顯示的劃分仍然按照砂巖儲層標準進行。在對目的層青一段泥頁巖進行氣測劃分時，由于該層自生自儲的特征，判斷氣測顯示的時候，很容易將整個層位劃成氣測顯示段，進而弱化氣測資料在解釋油氣層中的作用。盡管在后期資料解釋時，各單位都有相應軟件對氣測進行精細回歸處理[5-6]，但對現場錄井施工借鑒作用不強。利用現場現有數據庫數據，通過理論分析，對氣測數據進行合理加權，增大異常幅度，進而指導現場氣測異常劃分。

1 頁巖油氣測異常卡取的方法

目前，在松遼盆地頁巖油錄井施工現場，對泥頁巖段氣測異常的劃分，主要是延續常規儲層的劃分方法。

1.1 常規劃分方法

氣測異常劃分時，通常參照巖性情況及含油產狀，最大值和基值的比值超過1.5 倍即確定為氣測異常顯示，顯示段頂部從氣測值開始抬升的位置算起，氣測值下降到半幅點即確定為顯示段底部。

1.2 結合組分情況

從部署的SY1、SY3等幾口頁巖油井看，青一段發育成熟的烴源巖，氣測組分從C1～nC5齊全，部分Ⅱ類、Ⅲ類泥頁巖油層井段可能會出現無C5 的情況。此時，組分不全時，即使倍數達到1.5 倍，也可不劃分。此類情況，可適當提高異常比值到3 倍以上再劃分顯示井段。

1.3 特殊情況看C1

在使用油基泥漿時，受柴油影響，全烴曲線異常抬升，與C1 曲線分離度大，參考性降低。由于油基泥漿主要影響的是重組分，對輕烴尤其是C1影響較小，此時可重點依據C1的曲線形態進行氣測異常段劃分。

1.4 解釋評價時的處理

在受鉆井條件影響較大的時候，氣測數據解釋評價時，通過“能力系數”、“幅差法”、“烴斜率”等方法[7]，對氣測顯示進行合理判斷。

2 頁巖油氣測異常卡取的影響因素分析

松遼盆地青山口組泥頁巖層具有厚度大、有機質含量高、成熟度較好等特點[8]，鉆進至該層位后，通常氣測基值抬升較高，鉆井液中含氣量增多，氣測曲線形態更容易受鉆井參數影響，也更容易形成單根氣等假異常。在頁巖油勘探中，將該層位作為目的層，氣測異常劃分難度增大。

2.1 現場鉆井條件

受鉆井工藝影響，比如鉆頭尺寸、定向鉆進、復合鉆進等人為因素導致單位時間破碎地層量不能客觀反應地層情況。受泥漿體系影響，密度、黏度變化等因素造成氣體攜帶能力的變化。尤其是在定向井和水平井鉆井過程中，定向鉆進和復合鉆進兩個工況頻繁交替時，對氣測值影響最為明顯[9]。這也是影響現場氣測異常判斷的主要因素。

2.2 地層原因

地層壓力的變化，造成3種鉆井狀態的切換：過平衡、欠平衡和近平衡，儲層厚度、孔隙度、含氣飽和度等都使得鉆井液含氣量變化。

3 一種頁巖油氣測異常現場輔助劃分方法

在錄井現場，需要對真假氣測異常進行快速識別，以達到準備提供原始資料的目的，滿足甲方現場決策。對氣測定量解釋，可以放到后期解釋部門完成。在現場對氣測異常判斷的時候，盡管影響氣測資料的因素很多，但同一地層鉆進的情況下，設備、鉆井液體系、地層的影響作用有限，主要還是受鉆井工藝影響，需重點對鉆時、鉆頭尺寸、泥漿密度等進行回歸校正。

3.1 利用dc指數校正全烴曲線

dc指數就是在消除鉆壓、鉆頭直徑、轉盤轉速、鉆井液密度等影響因素的情況下，反映地層可鉆性的一個綜合指標。它實現了把所有鉆遇地層的可鉆性放在同等鉆井條件下進行比較。國內外常用的一個經驗公式為[10-13]：

式中：n為轉盤轉速，r/min；t為鉆時，min/m；W為鉆壓，kN；db為鉆頭直徑，mm；ρw為地層水密度，g/cm3；ρce為循環鉆井液當量密度，g/cm3。

從公式（1）中可以看出，在綜合考慮各項因素后，dc 指數與鉆時成非線性的正相關性，即鉆時越大，可鉆性差，dc值就高。而在實鉆過程中，氣測值與鉆時通常表現出非線性關系的負相關性，即鉆時越大，氣測值越低。不難得出，在同一鉆井條件下，dc指數值與氣測值存在某種負相關性。因此，用全烴值乘以dc 指數，即TG1=TG*dc，可在一定程度上補償因鉆時大造成的氣測低值，修正鉆時小造成的氣測高值，將局部井段氣測值放到近似同等施工條件進行對比，提高對比精度。

現場僅對全烴進行加權，主要是簡化現場輔助判斷流程，同時也考慮到同一層位、同類烴源巖，油質相同，各組分占比結構基本類似，對后期三角圖版、3H比值法等氣測解釋并無影響。

3.2 利用ROP數據限定加權次數

由于部分井段控時鉆進、取芯鉆進不順利等情況，通常造成鉆時波動較大，從幾分鐘到上百分鐘。針對這種情況，現場利用鉆時數據對公式（1）進行對數取整后加權TG1=TG×dc[lgROP]，優化加權次數。用Excel 表格處理時，選用函數ROUND 進行四舍五入取整處理，當[lgROP]為 0 時，dc[lgROP]=1 表示不做處理。通過這種處理方法，可以更好地處理異常大鉆時帶來的影響，同時也認可快鉆時下的氣測數據。

3.3 應用情況

以三肇凹陷某頁巖油井為例，對目的層青一段數據進行分析。該層位巖性以灰黑色熒光泥巖、熒光泥頁巖互層分布為主，夾薄層油頁巖，整體巖性較純、色均、質較純、性硬、吸水性及可塑性較差。從 1 960.0～2 070.8 m 連續取芯，共下取芯筒 12 次，青一段1 970.5～2 063.5 m，厚93.0 m，表1為XX井青一段氣測全烴與后期資料解釋情況對照表。從表1可見，受取芯工藝影響，鉆時變化區域較大，部分井段氣測曲線異常幅度較低。

將原始氣測數據TG、處理后的數據TG1和后期解釋成果投放到EXCEL折點圖中，并將甜點區Ⅰ類泥頁巖油層定義為“1”，其他定義為“0”。從圖1可見，按常規氣測顯示劃分方法，除了25-27號層與氣測關系對應較好外，其他層對應關系較差。利用現場錄井已有數據庫中的dc指數和ROP，對氣測全烴TG 做合理的處理得到TG1，與解釋結果符合率更高，尤其是解釋層21-28號層對應關系更吻合。

表1 XX井青一段氣測全烴與后期資料解釋情況對照表

圖1 校正前后氣測曲線與解釋結果散點圖

按照校正后的氣測曲線形態，對主要目的層1 970～2 064 m氣測情況重新劃層，從以前大段劃層3 層，擴展到7 層，劃層更為精細；同時對照本層94 m 的解釋結果，原始氣測資料現場誤判率從40.4%下降到20.2%，結果見表2。

從TG1氣測曲線形態看，突出了23號層底部異常幅度。從現場實際取芯情況看，井段2 024.48～2 024.59 m（歸位到23層），巖心出筒時，現場見原油外溢，油氣味濃，該筒下鉆后，后效達到全井最高值，為全井錄井顯示最好井段，圖2為巖心出筒的實物照片。

表2 校正前后氣測劃分情況

圖2 巖心出筒的實物

4 結束語

在氣測資料處理方面，各錄井公司解釋部門都有較為成熟的處理識別軟件，可以更好地劃分油氣層位置、識別油氣性質。但對現場施工人員來說，錄井原始資料的準確判斷，對提高現場錄井品牌、滿足現場甲方人員實時需求以及隨鉆施工決策方面都有重要的作用。從現場錄井施工角度，對氣測資料前期判斷方面進行淺析，利用現有數據，對氣測曲線進行合理處理，達到更加準確落實現場油氣顯示的目的。目前，在松遼盆地頁巖油施工中，該方法應用效果較為明顯，能夠更加精細地劃分氣測異常層。