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测井资料在优选压裂层位中的应用-刘海河

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测井资料在优选压裂层位中的应用-刘海河

收 稿 日 期 2005 - 06 - 03 ;改 回 日 期 2005 - 12 - 20作 者 简 介 刘 海 河 1971 - ,男 ,工 程 师 ,1995 年 毕 业 于 江 汉 石 油 学 院 电 子 仪 器 及 测 量 技 术 专 业 ,从 事 测 井 资 料 解 释 研 究 工 作 ,现 为 中 国 石 油 大 学 地 质 工 程硕 士 研 究 生 。文 章 编 号 1006 - 6535 2006 03 - 0070 - 03测 井 资 料 在 优 选 压 裂 层 位 中 的 应 用刘 海 河 ,熊 湘 蓉 ,马 雪 团中 石 化 胜 利 石 油 管 理 局 ,山 东 东 营 257096摘 要 压 裂 是 低 孔 、 低 渗 油 层 改 造 的 主 要 增 产 措 施 。 根 据 常 规 测 井 资 料 、 岩 石 物 理 实 验 分 析 数据 及 试 油 成 果 ,研 究 储 层 四 性 关 系 ,确 定 区 块 的 低 孔 、 低 渗 储 层 评 价 标 准 。 进 一 步 对 油 层 进 行分 类 ,有 针 对 性 地 为 油 层 压 裂 提 供 施 工 层 位 和 准 确 的 储 层 参 数 。 通 过 商 543 区 块 实 例 ,阐 述 了选 择 压 裂 层 位 的 方 法 。关 键 词 测 井 资 料 ;低 孔 隙 度 ;低 渗 透 率 ;储 层 评 价 标 准 ;油 层 分 类 ;储 层 参 数 ;压 裂 ;层 位 ;商 543区 块中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 商 543 区 块 地 质 概 况商 543 区 块 属 于 三 角 洲 - 充 填 浊 积 扇 ,形 成 过程 受 三 角 洲 多 期 进 积 作 用 控 制 。 浊 积 扇 砂 体 多 具透 镜 体 形 态 。 主 要 以 细 砂 岩 、 粉 砂 岩 为 主 ,夹 厚 度不 等 的 深 水 湖 相 泥 岩 。 储 层 物 性 主 要 受 埋 藏 深 度 、沉 积 相 带 和 砂 体 厚 度 影 响 。 层 内 非 均 质 性 较 强 ,储层 埋 藏 深 ,成 岩 作 用 较 强 。 平 面 上 具 有 自 砂 体 中 心商 543、 商 541 向 边 缘 商 548 逐 渐 变 差 的 特 点 。粒 度 中 值 主 要 分 布 为 0110~ 0118 粒 度 偏 细 ,以 极 细 粒 岩 屑 长 石 砂 岩 为 主 。 胶 结 致 密 ,泥 质 、灰 质 含 量 高 。 碳 酸 盐 岩 含 量 为 1140 ~ 1165 ,最高 达 1911 ;泥 质 含 量 为 4131 ~ 16170 ,个 别 层泥 质 含 量 更 高 。 储 层 孔 隙 度 平 均 为 12109 ;渗 透率 平 均 为 1120 10 - 3μ 属 于 低 孔 、 特 低 渗 油层 [1 ] ,大 部 分 油 层 需 经 压 裂 改 造 才 能 获 得 工 业 油流 [2 ] 。2 储 层 “ 四 性 ” 关 系 分 析为 了 分 析 储 层 岩 性 、 物 性 、 电 性 和 含 油 性 之 间的 关 系 ,对 商 543 区 块 14 口 井 的 沙 三 上 段 储 层 基山 砂 岩 测 井 曲 线 数 值 、 储 层 参 数 和 试 油 数 据 尤 其是 油 层 改 造 前 后 产 液 情 况 的 对 比 分 析 进 行 了 统计 。 选 用 沙 二 下 段 顶 部 沉 积 稳 定 、 分 布 范 围 广 、 特征 明 显 感 应 曲 线 为 3 个 典 型 的 指 状 高 值 尖 峰 的泥 岩 井 段 作 为 标 志 层 ,进 行 层 位 标 定 和 曲 线 标 准化 。211 岩 性 物 性 关 系本 区 储 层 岩 性 以 细 砂 岩 和 粉 砂 岩 为 主 。 根 据测 井 资 料 分 析 ,储 层 的 孔 隙 度 、 渗 透 率 随 泥 质 含 量增 加 而 降 低 ,岩 心 实 验 数 据 也 证 明 了 这 一 点 。 储 层物 性 受 碳 酸 盐 含 量 影 响 而 变 差 ,但 关 系 不 明 显 。 而储 层 的 孔 隙 度 、 渗 透 率 与 粒 度 中 值 的 相 关 关 系 不 明显 ,可 能 是 分 选 较 好 ,颗 粒 粒 度 中 值 分 布 范 围 较 小所 致 。 测 井 资 料 和 岩 心 分 析 数 据 均 表 明 ,随 孔 隙 度增 大 ,渗 透 率 增 加 ,呈 近 线 性 关 系 ;泥 质 是 影 响 储 层物 性 的 主 要 因 素 。212 岩 性 电 性 关 系储 层 电 阻 率 随 碳 酸 盐 含 量 增 加 而 增 大 ,随 泥 质含 量 增 加 而 降 低 。 由 于 干 层 有 泥 质 含 量 高 和 灰 质含 量 高 2 种 情 况 。 所 以 干 层 电 阻 率 分 布 区 间 较 大 。213 物 性 含 油 性 关 系由 于 声 波 时 差 曲 线 受 岩 性 ,尤 其 是 泥 质 的 分 布形 式 和 砂 岩 的 压 实 程 度 的 影 响 较 大 ,单 纯 利 用 电 阻率 声 波 交 会 图 判 断 油 水 层 ,会 导 致 部 分 泥 质 含 量较 高 的 砂 岩 判 断 失 误 。 为 了 消 除 这 种 影 响 ,在 商543 区 块 利 用 电 阻 率 和 孔 隙 度 的 匹 配 关 系 绘 制 电阻 率 孔 隙 度 交 会 图 判 别 油 水 层 ,孔 隙 度 小 于 8 的 储 层 基 本 偏 干 。 因 此 ,寻 找 孔 隙 度 大 于 8 的 储层 后 ,再 分 析 储 层 电 性 特 征 。第 13 卷 第 3 期2006 年 6 月 特 种 油 气 藏il 006214 电 性 含 油 性 关 系储 层 电 阻 率 随 含 油 饱 和 度 增 加 而 增 高 。 油 层电 阻 率 大 于 6 Ω m。 油 层 含 油 饱 和 度 一 般 大 于35 。3 储 层 判 别 标 准 及 油 层 分 类根 据 水 性 分 析 资 料 确 定 沙 三 上 段 地 层 水 电 阻率 为 01040~ 01123Ω m。 利 用 商 548 井 32 块 岩 心的 岩 电 实 验 分 析 数 据 ,制 作 孔 隙 度 与 地 层 因 素 关 系交 会 图 ,含 水 饱 和 度 与 电 阻 率 增 大 指 数 关 系 交 会图 ,利 用 阿 尔 奇 公 式 的 对 数 形 式 ,采 用 线 性 回 归 的方 法 求 出 a、 b、 m、 n 值 a 11121 3 ; b 11012 7 ; m 11553 2 ; n 11426 2。 其 中 , a 为 岩 性 系 数 ; b 为与 岩 性 有 关 的 系 数 ; m 为 胶 结 指 数 ; n 为 饱 和 度 指 数 。结 合 4 性 关 系 分 析 ,确 定 基 山 砂 岩 储 层 判 断 标准 表 1 。表 1 基 山 砂 岩 储 层 判 断 标 准 分 类孔 隙 度P渗 透 率 3μ 含 量P电 阻 率PΩ m含 油 饱 和 度P油 层 ≥ 8 1 6 35油 水 同 层 ≥ 10 1 1 25为 了 给 低 孔 低 渗 油 层 改 造 提 供 参 考 ,把 油 层 进一 步 划 分 为 3 类 。 Ⅰ 类 油 层 孔 渗 性 较 好 ,且 油 层有 一 定 厚 度 ;具 备 相 对 较 高 的 自 然 产 能 一 般 油 层产 量 大 于 2 ,不 经 增 产 措 施 即 可 获 得 相 对 好 的油 气 流 ; Ⅱ 类 油 层 油 层 的 自 然 产 能 很 低 ,一 般 小 于1 经 过 油 层 改 造 后 ,能 够 获 得 工 业 油 气 流 ,增 产效 果 明 显 ; Ⅲ 类 油 层 储 层 厚 度 薄 或 物 性 很 差 ,油 层的 自 然 产 能 很 低 或 无 产 能 ,经 过 常 规 油 层 改 造 后 ,仍 很 难 获 得 工 业 油 气 流 。为 了 消 除 测 井 仪 器 刻 度 未 完 全 标 准 化 和 环 境因 素 的 误 差 ,采 用 自 然 电 位 比 值 的 方 法 减 小 误差 [3 ] 。 自 然 电 位 比 值 标 准 是 以 研 究 层 段 稳 定 泥 岩层 为 基 线 ,读 取 目 的 层 的 自 然 电 位 幅 度 差 值 ,与 研究 层 段 渗 透 性 最 好 的 纯 水 层 的 自 然 电 位 相 比 较 的结 果 。 选 择 纯 水 层 的 厚 度 一 般 大 于 4 m ,砂 岩 均 质性 好 ,含 泥 质 、 灰 质 少 。孔 喉 半 径 是 孔 隙 喉 道 的 微 观 特 征 ,其 宏 观 表 现主 要 体 现 在 渗 透 率 和 孔 隙 度 2 个 参 数 。 根 据 毛 管压 力 理 论 的 J 函 数 公 式J 0185 017 164 典 型 储 层 实 例 分 析411 Ⅰ 类 油 层均 质 油 层 物 性 好 ,且 有 一 定 厚 度 。 自 然 电 位 曲线 见 明 显 的 负 异 常 ,呈 箱 形 。 自 然 伽 马 低 值 ,泥 质含 量 少 。 微 电 极 曲 线 数 值 较 低 ,正 差 异 明 显 。 声 波时 差 曲 线 较 稳 定 且 大 于 228μ 深 感 应 电 阻 率 数值 大 于 6Ω m ,侵 入 特 征 为 低 侵 或 无 侵 。 商 543 井- 3 22915~ - 3 24413 m 井 段 41、 42 号 层 图 1 ,2层 1313 m ,储 集 层 岩 性 为 粉 砂 岩 ,自 然 电 位 负 异 常幅 度 大 ,微 电 极 正 差 异 明 显 ;声 波 时 差 平 均 为 238μ 深 感 应 电 阻 率 分 别 为 7 和 9Ω m ,是 典 型 的17第 3 期 刘 海 河 等 测 井 资 料 在 优 选 压 裂 层 位 中 的 应 用Ⅰ 类 油 层 。 经 测 试 日 产 油 6165 t ,产 水 215 压裂 后 日 产 油 9166 t ,不 含 水 ,累 计 产 油 218 t。图 1 商 543 区 块 Ⅰ 类 油 层 测 井 特 征 典 型 图 例 Ⅱ 类 油 层此 类 储 集 层 细 分 为 3 种 类 型 1 第 1 种 类 型 是 由 于 含 有 数 个 灰 质 和 泥 质夹 层 ,造 成 电 阻 率 增 高 与 偏 低 ,物 性 变 差 ,自 然 电 位负 异 常 减 小 。 自 然 伽 马 、 声 波 、 电 阻 率 、 微 电 极 曲 线均 呈 锯 齿 形 ,岩 性 较 纯 部 位 对 应 的 微 电 极 正 差 异 明显 。 商 548 井 的 - 3 28015~ - 3 30212 m 井 段 50 号层 图 2 ,油 层 厚 度 614 m ,储 层 内 部 发 育 若 干 泥 质 夹层 ,电 阻 率 为 615Ω m。 自 然 电 位 、 自 然 伽 马 等 曲 线均 呈 指 状 。 经 测 试 累 计 产 油 01002 t ,累 计 产 水0136 压 裂 后 日 产 油 5115 t ,产 水 12 累 计 产油 7217 t ,产 水 103 2 第 2 种 类 型 是 泥 质 含 量 较 大 的 油 层 ,自 然电 位 异 常 幅 度 较 小 ,自 然 伽 马 中 等 ,微 电 极 数 值 较低 且 正 差 异 幅 度 小 ,声 波 值 较 大 ,电 阻 率 值 较 低 。商 541 井 - 3 218~ - 3 22419 m 井 段 21 号 层 图2 ,油 层 厚 度 619 m。 电 阻 率 为 515Ω m ,声 波 时 差为 232μ 自 然 电 位 幅 度 变 小 。3 第 3 种 类 型 是 灰 质 含 量 较 大 的 油 层 ,自 然电 位 异 常 幅 度 小 ,自 然 伽 马 低 值 ,微 电 极 数 值 中 等或 高 值 ,正 差 异 ,电 阻 率 数 值 高 ,渗 透 率 低 。 商 548井 - 3 340~ - 3 34712 m 井 段 54 号 层 图 2 ,层 厚712 m ,油 层 5 m。 经 测 试 累 计 产 油 0112 t ,累 计 产水 0118 压 裂 后 日 产 油 6161 t ,累 计 产 油 6214 t。图 2 商 543 区 块 Ⅱ 类 油 层 测 井 特 征 典 型 图 例 Ⅲ 类 油 层一 种 是 储 层 灰 质 和 泥 质 含 量 高 ,微 电 极 无 差 异或 负 差 异 ,且 数 值 中 等 或 高 值 。 自 然 伽 马 中 等 ,显示 含 有 泥 质 。 自 然 电 位 异 常 幅 度 较 小 ,声 波 数 值 较大 ,渗 透 率 低 ,电 阻 率 稍 低 于 纯 岩 性 油 层 。 商 548井 - 3 31214~ - 3 328 m 井 段 52 号 层 图 3 ,油 层厚 度 1516 m ,自 然 电 位 负 异 常 幅 度 较 小 ,自 然 伽 马低 中 值 ,微 电 极 中 值 负 差 异 ,显 示 该 层 灰 质 含 量大 于 泥 质 含 量 ,电 阻 率 518Ω m ,声 波 时 差 224μ 测 试 折 算 日 产 油 0103 t ,压 裂 后 日 产 油 0129 t ,产水 3172 图 3 商 543 区 块 Ⅲ 类 油 层 测 井 特 征 典 型 图 例 转 第 75 页 27 特 种 油 气 藏 第 13 卷表 1 防 砂 效 果 of 涩 3 - 7 涩 3 - 18 涩 3 - 3施 工 井 段 139010~ - 139510 - 124110~ - 125110- 125414~ - 125615 - 125010~ - 125710- 126216~ - 126910有 效 厚 度 10 1211 718气 层 性 质 气 水 同 层 气 层 气 层防 砂 工 艺 高 压 一 次 充 填 纤 维 复 合 防 砂 金 属 割 缝 筛 管 压 裂 充 填充 填 砂 量 150 6137 14150平 均 每 米 充 填 量 1900 01526 11860施 工 最 高 压 力 0198 41150 50190防 砂 前 平 均 产 气 量 P10431275 51050 31600防 砂 后 平 均 产 气 量 P10451370 81850 81904防 砂 后 单 位 厚 度 下 的 日 产 气 量 P10411074 01731 11142防 砂 前 单 位 压 差 下 平 均 产 气 量 P104 1 1 41270 71216 21518防 砂 后 单 位 压 差 下 平 均 产 气 量 P104d - 1 1 71838 21900 21172表 2 典 型 防 砂 井 正 常 生 产 经 济 评 价 of 平 均 增 产P104稳 产 计 增 产P104折 合 产 值 总 投 入 投 入 产出 比3 - 3 411 688 2863 1288 70 1∶ 1814涩 3 - 7 118 553 1085 488 58 1∶ 814涩 3 - 18 311 641 2080 936 80 1∶ 1117注 井 口 气 价 为 0145 元 5 结 论高 压 充 填 防 砂 工 艺 在 涩 北 气 田 涩 3 - 7、 涩 3 涩 3 - 3 3 口 井 的 应 用 证 明 ,高 压 充 填 防 砂 工 艺技 术 先 进 ,施 工 简 单 、 周 期 短 ,不 但 适 用 于 单 层 老 井防 砂 ,而 且 对 多 层 大 井 段 井 、 新 井 、 斜 井 和 粉 细 砂 岩地 层 的 防 砂 都 有 较 好 的 适 应 性 。对 于 涩 北 气 田 储 层 的 特 点 ,实 施 不 压 裂 地 层 而进 行 高 压 一 次 充 填 防 砂 工 艺 是 可 行 的 ,现 场 开 展 的涩 3 - 7、 涩 3 - 18、 涩 3 - 3 3 口 井 的 防 砂 试 验 取 得了 成 功 ,防 砂 初 期 达 到 提 高 气 井 单 井 产 量 的 目 的 。3 口 井 经 济 评 价 结 果 表 明 ,高 压 充 填 防 砂 在 涩 北 气田 具 有 较 好 的 经 济 效 益 。致 谢 本 文 在 编 写 过 程 中 ,得 到 了 青 海 油 田 公司 技 术 专 家 饶 鹏 同 志 的 悉 心 指 导 ,同 时 也 得 到 了 天然 气 开 发 公 司 有 关 科 室 的 支 持 ,在 此 一 并 表 示 感谢 。参 考 文 献 [1 ] 梁 国 杰 ,等 1 砾 石 充 填 防 砂 一 次 充 填 工 具 研 制 及 应 用[J ]1 特 种 油 气 藏 ,2004 ,11 1 57~ 581[2 ] 韩 春 文 ,等 1 高 压 充 填 防 砂 工 艺 在 林 樊 家 油 田 的 应 用[J ]1 特 种 油 气 藏 ,2004 ,11 3 641[3 ] 刘 伟 ,等 1 低 渗 油 藏 高 压 充 填 防 砂 技 术 研 究 [J ]1 特 种油 气 藏 ,2005 ,12 2 63~ 641编 辑 方 斌贝上 接 第 72 页 另 一 种 储 层 厚 度 薄 ,自 然 电 位 负 差异 幅 度 小 ,自 然 伽 马 呈 低 值 ,灰 质 或 泥 质 含 量 相 对前 者 较 少 。 微 电 极 正 差 异 ,且 数 值 中 等 。 商 548 井- 3 26818~ - 3 27015 m 井 段 46 号 层 图 3 ,油 层厚 度 1 m。5 结 论1 研 究 表 明 ,低 孔 渗 储 层 质 量 差 异 较 大 ,优选 压 裂 改 造 层 位 是 非 常 必 要 的 。2 从 研 究 的 几 个 区 块 所 建 立 的 储 层 质 量 评 价 标准 的 分 析 发 现 ,不 同 区 块 、 不 同 层 系 储 层 质 量 评 价 存 在明 显 差 异 ,在 实 际 生 产 应 用 过 程 中 应 充 分 考 虑 。参 考 文 献 [1 ] 孟 闲 龙 1 准 噶 尔 盆 地 中 部 侏 罗 系 三 工 河 组 储 层 非 均 质性 特 点 分 析 [J ]1 西 部 新 区 油 气 勘 探 动 态 ,2003 ,4 1 227~ 2311[2 ] 王 和 琴 ,等 1 桥 口 地 区 凝 析 气 藏 压 裂 效 果 影 响 因 素 分析 [J ]1 特 种 油 气 藏 ,2004 ,11 2 53~ 591[3 ] 耿 龙 祥 ,程 峰 ,曹 玉 珊 1 复 杂 地 质 条 件 下 油 气 层 识 别 研究 [J ]1 测 井 技 术 ,2004 ,28 4 313~ 3151[4 ] 范 宜 仁 ,周 灿 灿 ,邓 少 贵 1 柳 东 地 区 储 层 饱 和 度 测 井 评价 方 法 [J ]1 测 井 技 术 ,2001 ,25 6 459~ 4631[5 ] 于 兴 河 1 碎 屑 岩 系 油 气 储 层 沉 积 学 [M]1 北 京 石 油 工业 出 版 社 ,20021174~ 1751编 辑 方 斌贝57第 3 期 冯 胜 利 等 高 压 充 填 防 砂 工 艺 在 涩 北 气 田 的 应 用A of 24010 , is A is in to of in is is in of in in i - 52434 , of to by of . 5 o. , 57068 , of in of to to 0. 5 t ,. 2 . 3 ,. 2 104t ,of 6 4. 9 . a to in i - i - 10021 , is of is an in it in up a“ of “ of in 2 ,. 10040 , 2. o. , , 63113 , of in of in 57096 , is a in of on we to in to of of 43 as an 43 of ia

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