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古潜山地层岩性分析与储层评价

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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2009年4月 总第170期 国外测井技术 009 7O 古潜山地层岩性分析与储层评价 郭春杰刘春艳黄铁坤 (中油长城钻探公司辽河测井公司辽宁盘锦12401 1) 摘 要:近年来随着油气资源需求的增加和勘探开发难度的增大,古潜山油气藏研究已成为辽河 油田油气勘探开发的重要领域。测井评价的难点包括:①岩石骨架矿物成分变化大,岩性测井划分 困难;②储集空间以次生孔隙为主,裂缝发育,储层识别率低;③缺乏有效的裂缝性储层参数计算 方法,包括裂缝孔隙度以及储层饱和度等;④裂缝型储集空间内流体类型的识别和评价依然是一 个世界性难题。本文研究重点是①与②,在常规测井评价方法的基础上,充分利用像等测 井新技术,学习和借鉴国内外先进的技术和经验,建立完善复杂的岩性识别方法及储层评价方法。 例如:测井曲线响应值法、交会图法、矿物组分分析(;在准确识 别岩性的基础上,提高对该类储层的认识,进而提高古潜山储层的测井解释符合率,减少不必要的 施工费用,提高经济效益。 关键词:测井资料;储层评价;曲线特征;多矿物分析;交会图;成像测井;定量评价 0 引 言 目前,世界石油天然气已进入高成熟勘探开发 阶段,大型整装高孔、渗砂岩油气藏已越来越难找 到,而分布广泛、油气资源较为丰富的裂缝一孔洞 型碳酸盐及火成岩等复杂岩性油气藏已经成为主 要的勘探开发对象,因此,通过区域综合研究来提 高对这类储层的认识已经13趋重要。 古潜山地层多属于裂缝一孔洞型油藏,它具有 岩性变化复杂,储集类型多样、物性变化大、非均质 性强等特点。根据目前古潜山钻探成果,充分利用 测井资料及国内外先进的测井技术,结合岩心资 料、试采数据、以及录井取心等各项资料,对大民屯 凹陷古潜山储层岩性、储集空间及其有效性进行综 合判定,建立岩性识别、储层划分及流体性质的识 别方法。目的是为了指导古潜山储层的测井解释综 合评价工作,为勘探开发提供可靠的地质依据及必 要的技术支持。 1 岩性识别方法【3】 岩性识别方面,我们采取定性和定量两种手段。 定性识别方法有两种,一种是根据不同岩性在测井 曲线上的不同响应特征(包括),另一种是用交绘图技术识别岩性;定量识别方 法采用的是1.1岩性定性识别方法 1.1.1测井曲线特征识别岩性 古潜山地层复杂岩性的测井响应特征是岩石的 矿物成分、孔隙结构、裂缝与孔隙的发育程度以及孔 隙中流体性质的综合反映,而岩性的不同是测井响 应存在差异的主要因素,根据不同岩性矿物组合在 测井资料上的不同响应特征值,识别划分古潜山地 第一作者简介:郭春杰(1966-),女,高级工程师,1989年毕业于大庆石油学院矿场地球物理专业,1996年在该院矿场普查与勘 探专业研究生毕业,并获得硕士学位,现在中油长城钻探测井分公司从事测井解释工作。 国外测井技术 2009年·第2期 层的岩性,是测井资料用于特殊岩性地层解释评价 的一个重要方面(见图 、图2, o …f~……… 器 _ 鬻瓣 : 舞 瓣 * 骞 蔷 图1根据不同岩性在常规测井曲线上 的响应特征划分岩性图 图2利用.1.2利用交会图技术识别岩性 交会图技术是目前测井资料综合解释中用于岩 性划分的重要手段之一。它是选取已作岩心分析的 测井资料的特征值,经环境校正计算后进行交会,将 未知岩性的测井值经环境影响校正后代入图版判断 岩 的一种测井解释方法,该方法直 可靠(见图3)。 图3 .2岩性定量识别方法 岩性分析程序。该程序利用非线性的最小二乘法 把实际测量值、相关的理论值和不确定因素组合到 一个目标函数中,如果目标函数得到最小值则得到 最可靠的结果。当有足够的测井数据输入时,该算法最多能计算6 种不同矿物的体积含量。计算结果更准确、更符合实 际情况(见图4)。计算结果与钻井取心分析结果有 很好的一致性。 鼻 黪 . ;乏, 一 图4利用多矿物程序(理的岩性识别 成果与岩心分析结果对比图 2储层综合评价方法…2】 利用测井资料结合岩心数据进行储层特征、储 集空间及有效性的评价,在此基础上结合试油及生 产数据进行储层识别方法及划分依据的研究(见图5)一 岩心=毂据 剽井爨辩 姥磁獭霜孽黼 铀锵 秀 艘 试蝻链科 图5储层评价的技术路线 2.1储集空间特征 2.1.1储集层岩性 大民屯凹陷古潜山储集层的岩性有:碳酸盐岩 类、变质岩类及花岗岩类。 2.1.2储集空间特征 大民屯凹陷古潜山储集空间类型主要有孑、裂缝性和洞穴性三大类,当然也有缝洞孔均发育 的复合类型。 2.2储集空间有效性评价 裂缝(包括孔、洞)的发育情况决定储集空间的 好坏,因此,对储集空间的评价可以转化为对裂缝发 育情况的评价。评价裂缝发育情况的方法也分为定 性评价和定量评价两种。 2.2.1常规测井资料定性识别裂缝的方法 通过各种常规测井资料对裂缝的响应特征进行 裂缝识别,是一种比较有效的识别方法。下面将常规 总第170期 古潜山地层岩性分析与储层评价 ‘19’ 测井资料在裂缝发育段的特征进行归纳总结。 2.2.1.1深、浅双侧向电阻率测井对裂缝的响应特征 深、浅双侧向测井的适用条件要求使用水基泥 浆,它能反映张开裂缝、地层的单向导电及方向性,在高 角度裂缝(75o~83~)处出现正幅度差,即深侧向数值 高于浅侧向,而6O。以下的低角度裂缝(含水平缝)幅 度差异一般很小或重合,有时出现负差异(见图6) 这种裂缝识别方法较常用,也比较有效。 二二=:= <: 二: 三 一 ’一… 一 ~ …… …~ 图6裂缝与井轴呈不同角度时双侧向测并值的反映 2.2.1.2声波时差测井对裂缝的响应特征 长源距声波时差测井是一种比较有效的识别 裂缝的方法。通常在岩性较纯、井径变化不大的情 况下使用。识别要点是当首波遇裂缝发育带时幅度 严重衰减,有待后续波触发接收器。所以声波时差 值升高,出现周波跳跃。声波时差可反映水平缝或 低角度裂缝,而对高角度缝反映较差。 2.2.1.3中子测井对裂缝的响应特征 中子测井通过测量地层的含氢指数来反映地 层孔隙度。在岩石骨架不含氢的情况下,反映地层 的总孑密岩石基质孑中子测 井出现低值,而裂缝和孔洞的中子测井为高值,因 此中子测井可直接反映裂缝和孔洞的发育程度。 2.1.1.4补偿密度测井对裂缝的响应特征 密度测井用以测量岩石的体积密度(P b),它主 要反映岩石的总孔隙度,与孔隙的几何形态无关, 由于密度测井仪是极板推靠式仪器。其测量值与极 板是否紧贴井壁关系极大,若极板靠上裂缝,反映 的孔隙度则偏高,密度值低;反之,孔隙度则偏低, 因此它不能全面反映地层的裂缝与孔隙情况。 2.2.1.5岩性密度测井对裂缝的响应特征 岩性密度测井是在测得补偿密度曲线的同时 测得一条岩性曲线,可以帮助识别岩性。但当采用 重晶石钻井液钻井时,由于重晶石的光电吸收界面 指数果 裂缝段形成重晶石泥饼,则裂缝段不但有高的,而且还会有负的补偿密度曲线值。 2.2.1.6自然伽马能谱测井对裂缝的响应特征 由于裂缝是流体循环的好场所,所以在漫长的 地质年代里,如果铀和其它放射性元素存在,自然 伽马能谱测井(能探测到裂缝。 2.2.2倾角资料定性评价裂缝的方法 根据倾角测井资料对裂缝的响应特征识别裂 缝(见图7)。 : 袭夥葛霉爨 l / 图7不同角度的裂缝在地层倾角测井中的电阻率 2.2.2.1井径曲线在裂缝段的响应特征 由于裂缝带地层容易破碎,造成扩径;另外,由 于裂缝的方向不同,容易造成定向扩径,形成椭圆 井眼。大量研究表明,在裂缝性地层中出现扩径往 往与不均匀的水平应力有关,井眼的定向扩径方向 一般都与形成地区性裂缝最小主应力方向平行.这 就意味着根据裂缝方向可以获得区域裂缝方向分 布的概念。 2.2.2.2电阻率曲线在裂缝段的异常特征 由于地层倾角测井是贴井壁测井.因而接触裂 缝的极板出现明显的低电阻率异常。不同角度的裂 缝出现的异常特征(见图7)。水平缝特征:4条电 导率曲线在同一深度上形状一致;斜交缝特征:4 条电导率曲线在不同深度上出现异常;垂直缝特 征:异常井段较长,形状不象水平缝尖锐,电阻率数 值也不如水平缝低,重复测时异常2.2.2.3电导率在裂缝段的异常检测 利用地层倾角测井资料通过行处理,可以得到四张图(见图8)。分别为理成果图(阴影表明有裂缝存在)、电导率异常 方位频率图(阴影表明裂缝发育方向)、仪器方位 频率图(阴影表明仪器偏心情况)和椭圆井眼频率 图(阴影表明井眼扩大的长轴方向)。综合以上四 张图,我们可以利用该方法进行单井裂缝发育情况 分析和区域裂缝发育及分布规律评价。 零 1 { 瓣 _ t '广 毯~ 一 国外测井技术 2009年·第2期 图8电导率在裂缝段的异常检测图 2.2_3成像测井资料定性识别裂缝的方法 井壁成像测井包括数字井周声波成像测井 (微电阻率扫描成像测井(这两 种井壁成像测井分别以超声波扫描测量方式及微电 阻率阵列测量方式对井壁地层进行成像,可提供先 进的井壁图像信息,较直观地反映井壁地层特征,在 古潜山裂缝性储层评价方面起着重要的作用,取得 很好的效果。图9为裂缝在成像图上的响应特征。 毒礴蔗 { F 图9裂缝在成像图上的响应特征 不同的沉积环境和构造环境造成裂缝的形态各 异,根据裂缝的形成机理和形态可分为高角度缝、不 规则缝、斜交缝等,它们在成象图上各有特点(见图 9)。高角度缝在图像表现为低阻暗色条纹,形成高 幅度的正弦或余弦波形,切割整个井眼;垂直缝在成 像图上表现为低阻对称出现的暗色条纹;低角度裂 缝在成像图上表现为低阻的暗色条弦,形成一个低 幅度的正弦或余弦波形,切割地层或井眼;网状缝由 于裂缝相互交织在一起,相互切割,在成像图上表现 为暗色网状形态。 2极子阵列声波测井识别裂缝的声学基础是利 用岩石骨架和裂缝中的流体之间的声阻抗差别较大 而造成的纵波、横波及斯通利波能量的衰减。通常在 低角度缝和高角度缝发育井段,横波能量衰减明显, 纵波衰减不明显;在斜交缝发育段,纵波衰减明显, 横波衰减不明显;在网状裂缝发育段,纵、横波能量 均衰减明显。 在井眼垮塌严重的层段,声波的能量衰减很大 程度是由于扩径造成的,在这种情况下可利用斯通 利波的响应特征:频率下移(能量衰减),传播时间 滞后(波速减小)来指示地层的渗透性。 利用分离程序)程序把斯通利波 波分解为直达波行反射波行反射波计算 各深度点上的中心 频率 和反射系数曲线。根据这些参数能很好地确 定裂缝的位置,评价裂缝带的渗透性。(见图10)在 裂缝发育段和有些井眼扩大井段,纵、横波能量衰减 严重,斯通利波的响应特征是:频率下移(能量衰 减),传播时间滞后(波速减小)。因此通过正确显 示频移和时滞,可用上述两个特征来指示地层的渗 透性。从图中可以看出.在3384—3389m、 3393—3397移和时滞对 应特征明显,中心频率也有明显的变化,处理的反射 率界面清楚,指示有裂缝发育,有一定的渗透性? 黟 蛾 。 : } } … l… 戥; _■雩 } 囊{ = : l 霞 ! {瘸黔 - 篷10某并斯通利波处理成果图 2.4声、电成像测井资料定量评价裂缝[41 声、电成像测井除了能直观地反映地层岩性变 化和井壁表面地质构造与结构现象外,目前,辽河测 井公司还利用模拟井进行声、电成像测井试验,研究 了以下四个问题:J)测井环境对声、电成像测量结 果的影响;2)不同岩性对声、电成像测量结果的影 响;3)声、电成像测井对各种地质现象的分辨能力 和响应;4)裂缝的测量值与真实值的对应关系.从 而得成像测井响应与实际地质情况的对应 关系,并在此基础上实现了裂缝参数及孔洞大小的 定量计算,为正确评价裂缝性储层的储渗空间提供 了有效的方法和手段。图成果图的实例。 ~一 。。 _=| ~ 总第170期 古潜山地层岩性分析与储层评价 { f’_…i . 毒臻 婶 瑚e} ■p 馨 生 . ’ 1,裂燃 印赠视张开庄,单位, m 2、掣§}长庄蚋 ) 平均水动力宽度斜艨(1 中各耍蔓孰遣宽霞方和(∑耵 )再开立方.是凳肇水动效 图1 1定量计算的裂缝参数和成果图的实例 3结 论 通过本次研究得到如下认识: (1)利用测井方法可以识别古潜山地层的岩 性。 (2)本文通过测井手段给出了古潜山储层的综 合评价方法,详细给出了各种测井资料在孔洞一裂 缝性油气藏的响应特征。 (3)以常规3700测井系列为基础,结合5700 声、电成像与阵列声波测井等新技术,对古潜山特殊 岩性地层进行了岩性识别、储层识别和储层评价。 在大民屯古潜山得到了广泛应用,提高了测井解释 精度。 (4)多矿物组分分析程序的应用丰富了复杂岩 性的识别方法。 (5)今后对古潜山储层的研究重点应放在储层 流体识别方面,目前尚缺乏有效的手段,有待研究。 参考文献: 【1】魏斌、张凤山、匦— 蔼,裂缝性储层流体类型识别技术,地 质出版社.2004年 l'12肖淑蓉、张跃民,辽河盆地基岩潜山油藏裂缝性储层特 征,中国海上油气(地质),14(2):108—111 学汝、陈和平、张吉昌等著,变质岩出集层构造裂缝研 究技术,北京:石油工业出版社,1999年 【4】魏斌、卢毓周、乔德新、王晓蜂,裂缝宽度的定量计算及流 体类型识别,物探与化探,2(103.27(1):217~89 ·百花苑· 哈佛图书馆墙上的训言 1.此刻打盹,你将做梦;而此刻学习,你将圆梦。 2.我荒废的今日,正是昨日殒身之^祈求的明日。 3.觉得为时已晚的时候,恰恰是最早的时候。 4.勿将今日之事拖到明日。 5.学习时的苦痛是暂时的,未学到的痛苦是终 生的。 6.学习这件事,不是缺乏时间,而是缺乏努力。 7.幸福或许不排名次,但成功必排名次。 8.学习并不是人生的全部。但,既然连人生的一 部分——学习也无法征服,还能做什么呢? 9.请享受无法回避的痛苦。 10.只有比别人更早、更勤奋地努力,才能尝到 成功的滋味。 1 1.谁也不能随随便便成功,它来自彻底的自我 管理和毅力。 13.现在淌的哈喇子,将成为明天的眼泪。 14.狗一样地学,绅士一样地玩。 15.今天不走,明天要跑。 1 6.投资未来的人,是忠于现实的人。 1 7.教育程度代表收入。 18.一天过完,不会再来。 19.即使现在,对手也不停地翻动书页。 20.没有艰辛,便无所得。 (摘自《解放日报》)
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