辽河油田浅层气测井识别技术.pdf

第 1 7卷 2 期 2 0 0 6年 4月 天 然 气 地 球 科 学 N A T U R A L G A S G E O S C I E N C E Vo 1 1 7 No 2 Ap r 2 0 0 6 1 r 篝然 避麟 薅 勘 擐誊 辽河油田浅层气测井识别技术 谷 团 任 强 陈淑凤 李庆章 1 石油大学石油与天然气成藏机理教育部重点实验 室 北京1 0 2 2 4 9 2 中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院 辽宁 盘锦 1 2 4 0 1 0 摘 要 辽河油田虽具有浅层 气形成的有利条件 但 由于历 史原 因 浅层气未得到应有 的重视 这为 目前的老区挖潜提供 了广阔的空间 可是 常规测井参数对浅层 气响应不强 加之 浅层测井资料的 参差不齐和浅层 气的特殊性又 限制了对浅层气的认识 结合现有资料 因地制宜地采用了 3种方 法 有效地放大了浅层的含油气信息 对 多个地区的浅层 气进行 了识别 关键词 浅层 气f 识别 f 测井资料 辽河油田 中图分类号 TE l 3 2 1 4 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 1 9 2 6 2 0 0 6 0 2 0 2 7 6 0 6 0 引言 测井技术是进行油藏流体识别的常规手段 1 近年来依靠测井技术的进步我国油气勘探效益得到 了很大的提高口 但 由于地质情况复杂 油层污染及 人为因素等原因 依靠常规的测井参数和解释方法 一 些低 阻 薄层 浅层的油气层往往不易被发现 从 而影响对整个油藏的准确评价 近年来 开展了大量 的与油气识别有关 的研究 4 通过 多种 手段放 大 难 识 别 油 气 层 的含 油气 信 息 取 得 了很 好 的效 果r 7 叫 有效地指导了新区勘探及老区挖潜工作 历经 3 O多年的勘探开发之后 辽河油 田浅层气 的开发显得越来越重要 已成为缓解天然气勘探开 发 紧张局面的重点 目标 但由于在勘探开发早期 主要针对 主力层位 中深层 开展工作 主观上缺乏 对浅层应有的重视 早期 的完钻井多采用单层套 管 的完井方法 水泥返高也仅仅为了确保主力油层 而 浅层多未 固封或 固井 质量差 测井系列不全或根本 未测浅层 在客观上限制了对浅层的认识 但是近年 的生产实践表明 早期 的测井系列对浅层油气层的 识别能力较差 很多油气层未解释或解释为水层 误 解率较高 需重新认识的余地很大 但可供参考 的测 井资料和地质资料参差不齐 存在 的问题较多 更为 重要 的是 与常规中深层油气解释评价相比 浅层气 藏 的地质条件和成 藏条件 又有 自身的特殊性 单一的测井解释参数对浅层气 的响应不够灵敏 也 限制 了对浅层气 的认识 本文充分利用辽河油田不 同浅层气发育地区的 现有资料 因地制宜地采取相应的解释和数据处理 方法 提取定性识别天然气的多种特征参数 提高了 直观识别气层的分辨率和解 释精度 形成 了 1套浅 层气储层测井定性 定量识别评价方法 直接应用于 生产实践 取得 了显著的效果 1 基本原理 典型 的气层在测井 曲线上具有如下特征 气 层的电阻率明显地高于围岩和水层的电阻率 并与 相同储层条件下 的油层 电阻率相 近 即气层的电阻 率测井呈高值 由于天然气会导致声波幅度的衰 减和传播速度的降低 因而气层在声波测井曲线上 呈现出周波跳跃或 时差不同程度增大的现象 气 层的密度测井值 比油层或水层都小 中子孔 隙度 测井响应于地层 的含氢指数 由于天然气 的含氢指 数 比油或水小得多 因此 中子测井曲线在气层呈现 收稿 日期 2 0 0 5 0 8 2 9 修 回 日期 2 0 0 5 一 l i 0 6 基金项 目 中国石油天然气总公 司重大科技攻关项 目 编号 0 4 0 1 0 3 0 1 资助 作者简介 谷团 1 9 7 2 一 男 河北 昌黎人 工程师 博士研究生 从事石油天然气勘探与开发研究 E ma i l g u t u a n s o h u t o m 谷团 陈淑风 阂忠顺 等 辽河油区天然气勘探开发现状及对策 盘锦 辽河油田勘探开发研究院 2 0 0 4 谷团 陈淑凤 阂忠顺 红星地区浅层气成因及其勘探意义 盘锦 辽河油田勘探开发研究院 2 0 0 4 No 2 谷 团等 辽河油田浅层气测井识别技 术 2 7 7 低值 在中子伽马曲线上为高异常显示 由于放射性测井 只能在套管内完成 因此具有 其它某些测井系列不能 比拟的优势 最适合对老井 再认识 同一油气 田地层岩石砂岩骨架 中的含氢量 基本相近 而砂岩孔隙中流体 的含氢量有较大差异 造成砂岩储层 的中子伽玛曲线变化较大 1 引 泥岩层 含有大量的结 晶水和残余水 其氢含量最高 对中子 减速能力最大 测得中子伽马值最低 其次是砂岩储 层中的含油 水层 含气 的砂岩储层含氢量最低 测 得的中子伽马值最高 在含气地层岩石 的中子测井 曲线上 表现为曲线的高幅度异常 考虑到一些地区 的老井在浅层缺乏测井资料或配套性差 仅仅依靠 地质资料不足以判断其是否为气层 而且 即使原来 已经认识的气层随着时间的推移也有水淹或泻压的 可能 从而影响挖潜措施的成功率 在这种情况下 优选部分有认识价值 固井质量较好 具备施工条件 的老井 应用 中子伽马重复测井技术进行浅层气 的 再认识 可补充浅层段中子伽马测井资料 气层 的上述 测井响应特征是浅层气识别 的基 础 尽管在浅层这些特征有时不太明显 影响了浅层 气的解释精度 但却是普遍存在的 本文所采用的解 释方法均依据上述规律 通过综合运用测井资料 提 高气层的响应特征 达到了有效识别浅层气的目的 2 识别方法 2 1 三孔隙度差值及比值法 本方法适用于浅层有三孔 隙度 测井 系列 的老 井 气层一般引起声波孔隙度 密度孔隙度增大 补 偿中子孔隙度减小 三孔隙度差值法就是用视声波 孔隙度或视密度孔隙度减去视 中子孔隙度或有效孔 隙度 利用孔隙度差值对称显示 进一步放大含气信 息 从而更加直观地识别气层 三孔隙度 比值定义为 视声波孔 隙度乘以视密度孔隙度再除以视中子孔隙 度平方 由三孔隙度测井资料可提取 4种气层特征 参数 P尺 C 一 P足DC一4 一 4 n PO DC一 CP d P AD C一 d 式中 分别为有效孔隙度 视声波孔 隙 度 视密度孔 隙度和视 中子孔隙度 通过统计整个辽河盆地浅层气的试油 试采资 料 总结了浅层气上述 4 个特征参数的数据特征 当 特 征参数 P RAC P RD C均 大 于 0 PO DC PAD C 均大于 1时 指示为气层 反之 当特征参数 P R AC PR DC均小于等于 0 而 PO DC PA DC均小于等于 1时 指示为非气层 通过这 4个特征参数可 以直观 地识别气层 表 1中列出了根据该标准判别后进行 测试 的几 口井的情况 可 以看出测试结果与采用本 方法的解释结果 的符合程度是很高的 2 2中子伽 马归一化值法 本方法适用于浅层有放射性测井资料的老井 中子伽马测井是 与地层 含氢指数有关 的核测井 方 法 气层的含氢指数 比水层和油层都要低 而含氢指 表 1 三孔隙度差值与比值法识别浅层气结果 数 与中子伽马具有反相关关系 气层 的中子伽马测 井值明显大于岩性和孔隙度相同的油层和水层 因 此 中子伽马测井 曲线能很好地指示气层 由于不同年代的中子伽马测井数据的量纲不统 一 直接利用中子伽马测井数据识别气层的常规方 法效果较差 本文提取 了中子伽 马测井的归一化值 作为指示气层 的特征参数 可以提高识别气层 的直 观性和准确性 中子伽马测井 的归一化值定义为 2 7 8 天然 气地球科 学 Vo 1 1 7 尸GR N G R R 二 N G r G R R N 1 O O BN GR 式 中 NG R为 中子伽 马测井读 数 NGR N NG RX 分 别 为 中子伽 马测 井 读 数 的最 小 值 和 最 大 值 B NG R为气层 中子伽 马测井 最低值 P G R 为 中子 伽马测井 的归一化值 根据现有的浅层段气层生产测试数据 经大量 统计 和分析对 比 建立了地层含油饱和度与中子伽 马归一化值 的交会图 图 1 根据样点在交会 图中 的分布特征 我们将图版划分为 8个区域 并建立了 油 气 水的识别标准 具体如下 A 区 气 层 区 S c 3 5 PG R 2 7 5 的 区 域 B区 油层区 S c 3 5 P G R 2 2 5 9 6 的区域 C 区 含气 层 或 弱 气层 区 2 5 c 2 2 5 的 区域 D 区 油水 同层 区 1 5 S 3 5 0 P GR 1 5 的区域 E 区 气 水 同层 区 1 5 S 2 2 5 的区域 F区 油气水 同层 区 1 5 3 5 1 5 P GR3 5 2 2 5 尸G R 2 7 5 的 区域 H区 干层和水层 区 1 5 的区域 S 4 一 2 I 1 I J J O O o o v A o O o o o O O o B O O r O o o O o C H E u u G O 0 O 口F IDa 0 QO 圭 B c 0 l 0 2 0 I J 4 0 5 0 f I l 7 0 J O气 油 含气 油水 气水 口油气水 油气 一下 水 图 1 含油饱和度 与中子伽 马归一化值交会特征 根据上述图版对 QD地 区浅层气进行 了识别 优选 了具备施工条 件的几 口井进行试油 测试结果 列于表 2 可以看出 测试结果与识别结果的符合程 表 2 QD油 田浅层气识别 结果 N0 2 谷 团等 辽河油田浅层 气测井识别技术 2 7 9 度很高 表明了本方法具可操作性 2 3 放射 性 中子重 复测 井技术 辽河油 田在开发初期 以开发深层 的油藏为主 大多数的气藏开发不正规 所以 相当一部分老井浅 层留有未动用的气层 为 目前的老井复产采气 留有 余地 尽管老井有气层未被射开动用 但是实际挖潜 采气措施的成功率并不很高 通过分析认为 主要是 由于地下油气层连通性 好 注水影响及部分老井固 井质量不合格串槽所致 致使部分气层虽未动用 但 由于上述原因造成气窜而泄压或水淹 实际上已不 具备生产能力 这必然要影响老井复产采气的成功 率和经济效益 放射性 中子重复测井技术可以判断气层的泄压 和水淹情况 优选气层 还可 以识别可疑气层 提高 措施成功率 由于气层水淹或泄压后 含气饱和度降 低 含水饱和度 升高 地层 中的含氢量发生 明显变 化 必然会在测井 曲线上有所反映 通过新 旧曲线对 比后 就可以优选 出具有复产价值的气层 从而提高 老井挖潜采气成功率 X8 6 井完钻时间是 1 9 7 3年 7月 3 0日 完钻井 深 2 7 9 9 I 6 m 电测 解 释气 层 6 7 2 m 解 释 油层 5 6 2 m 深层试油后产量较低 后期一直未做任何 工作 在浅层 I 2 5 8 O I 7 3 8 6 m 尚有未射开气层 6 7 2 m 采用放射性 中子重复测井技术进行优选气 层 新旧放射性中子测井曲线对比后发现 图 2 原 来 6 7 2 m气层仅余 3 0 m 3 层未水淹 经试采 日 产气3 6 5 6 0 m 到 2 0 0 4年底已累积产气近 I 8 0 0 老 新 鲁 水 圈 2 x 8 6井新 老中子伽马 曲线对比 1 0 m 效果十分显著 XI 4 6井补测后 据老资料分 析 在I 3 2 3 8 I 3 1 1 4 m 段 厚度 4 4 m 2层是可 疑气层 新曲线上其中一个小层仅有细微变化 认为 均为气层 图 3 经试采 获得初期 日产 1 6 0 0 0 m 的高产气流 已累积产气 5 4 0 1 0 m 琶 祈 图 3 X1 4 6井新 老 中子伽玛 曲线对 比 放射性 中子重复测井技术可以作为老井地质资 料复查寻找新气层的一项很重要的辅助手段 通过 地质资料复查 选择有利区块 在有利区块优选重点 井 实施放射性重复测井寻找新气层 进行试采 最 后把所发现新气层 的曲线特征在其它老井上推广 可达到整个 区块挖潜 的目的 X2 8断块位于兴 隆台油 田兴北构造南端 原开 发 目标仅 限于深层的沙一段 油层 对东营组的浅层 气未认识 对地质资料分析认为 该断块具有浅层气 富集的有利条件 但该 区大多数井的测井资料都没 有测到东营组 通过对有施工条件的 1 2口老井实施 了放射性中子重复测井 其中的 l O口井发现了新气 层 投产后全部获得高产气流 增加天然气 日产能力 近 I 5 1 0 m X5 3 井与 X4 2 5井均为 X2 8断块内 的老井 X5 3井 1 6 6 7 O 1 6 6 4 0 m段 原电测解 释为水层 经放射性重复测井后 认为该段应当为气 层 复产后被证实 初期 日产气 1 7 1 0 m X4 2 5 井多数测井资料只测到 I 7 0 0 m 浅层未做解释 重 新补测 中子伽马后 新解释气层 1 2 0 m 5层 投产 1 4 9 4 O 1 4 8 5 0 I T I 段 厚度 3 0 m 2层 初期 日产 气 2 8 6 0 0 m 目前 日产气近 1 5 0 0 0 i n 已累积生产 谷 团 马德胜 张吉昌 等 利用放磁 技术实现浅层气挖潜 盘锦 辽河油 田勘探开发研究院 2 0 0 4 2 8 0 天 然 气地球科 学 Vo 1 1 7 天然气近 2 1 0 0 X1 0 m 放射性重复测井技术 可以找 回因当时钻井污 染而遗漏的气层 新井完钻后 有些气层 由于钻井污 染并缺乏其他资料协助识别 的情况下 在放射性 曲 线上并没有明显的反应 经过多年的地层恢复 原来 被污染 的气层完全 可 以通过 重 复测井 挖掘 出来 X4 6 2井原来放射性 曲线在 1 5 1 5 O 1 5 1 2 0 m 井 段上并没有 明显反应 新补测的放射性曲线发现 了 厚度为 2 0 m 的气层 图 4 投入生产后至今 已经 稳产 2年时间 目前 日产气 1 2 0 0 0 m 已累积生产 天然气近 1 4 0 0 1 0 m 曼 一 嗟 1 5 2 1 图 4 X 4 6 2井新 老中子伽马 曲线对 比 3 效果评价 采用上述 3种方法 分别对辽河油 田发育浅层 气的多个 目标 区块进行 了浅层气 的识别和试采工 作 取得了显著的效果 QD油 田原测井解释误解率较高 经重新认识 后共有 2 1口井识别 出了浅层气 共计 7 O 层 累计厚 度 2 1 3 3 m 修改了解释结论后 油层改气层 2 2层 7 2 4 m 低产油层改气层 1 5层 3 2 9 m 油水同层改 气层 3层 7 5 m 气水 同层改气层 5 层 2 5 m 水层改 气层 1 1 层 4 2 8 m 补气层 8层 1 6 6 m 水层改气水 同层 6层 1 6 1 m TY油田浅层未解释和误解释为 水层 的情况很多 通过对测井资料重新认识 对 1 3 口井 的 4 2个层计 7 4 5 m解释为气层 原解释为水 层或未解释 并且一部分气层 已得到验证 证明了 识别方法的可靠性 表 1 表 2 采用放射性中子重 复测井技术 使老井浅层气藏挖潜成功率高达 8 O 以上 先后在兴隆台 高升 黄金带 红星 于楼 热河 台等地 区实施发射性重复测井 8 5井次 有 5 O口井 发现 了新气层 共计 2 7 2层 5 5 6 m 已有 4 2口井投 产 累计增加天然气 日产能力 6 2 1 0 m 累积生产 天然气商品量近 3 1 0 m 在几个潜力较大的区块 成功部署浅层气井 1 6口 气层钻遇情况和产气能力 普遍较好 单井钻遇气层 8 1 1 3 3 1 m 日产气 1 1 1 1 0 m 探 明天然气地质储量 6 9 7 1 0 m 打开 了天然气产能建设新局面 4 结论 辽河油田浅层 气相 当丰 富 但是 由于浅层测井 资料 的配套性差 以及浅层 气藏 的特殊性 浅层的含 油气信 息不 易被 常规的测井参数识别 出来 不利于 对 浅层 气 的认 识 通过 采 用三孔 隙度差值 及 比值 法 中子伽 马归一化值法及放射性 中子重复测 井技术 有效地放大 了浅层 气的舍 油气信息 使气层 的特征 更直观 从而能够有效地识别浅层气 经验证 所采 用的识别方法可靠有效 不仅使 一批老井起死回生 充分挖掘 了老区潜力 而且实现 了增储上产 有力地 促进 了辽河 油 田天 然 气勘探 开发局 面的好 转 参考文献 1 曾文冲 油气藏储集层测井评价技术 M 北京 石油工业出 版社 1 9 8 6 2 赵军 李进福 测井技术在塔 里木油 田气藏描述中的应用 J 1 天然气地 球科学 2 0 0 4 1 5 3 2 8 5 2 8 9 3 谭廷栋 用现代测井技术提高油气藏勘探效益 J 石油勘探 与开发 l 9 9 9 2 6 2 8 一 l O 4 耿会聚 王贵文 谢丽 南八仙油气田储基层测井参数与油气 识别方法研究r J 石油勘探与开发 2 0 0 0 2 7 2 8 3 8 6 E 5 3 罗字 牟泽辉 朱 宏权 等 鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区气层 识别与预测 J 石油勘探与开发 2 0 0 3 3 0 4 6 1 6 4 6 3 赵希刚 吴汉宁 王震 等 利用综合测井资料研究碎屑岩储 集 层的非均质性 一以 CH油 田长 6油层组 为例 J 天然气地 球科学 2 0 0 4 1 5 5 4 7 7 4 8 1 E 7 3 刘舒杰 谭廷栋 含氢指数重迭找气新方法E J 3 石油勘探与开 发 1 9 9 4 2 1 6 1 5 2 O 8 熊文军 吴 淑琴 李洁 测井薄层精 细解释技术 在板桥油 田的 应用E J 油勘探与开发 1 9 9 8 2 5 2 8 6 8 8 9 徐守余 S O油 田低阻油气层测井综合解释及 评价E J 3 石 油勘 探与开发 2 0 0 0 2 7 6 7 4 7 6 1 O 李薇 田中元 闰伟林 等 Y油 田低 电阻率 油层形 成机理 及 RR S R识别方法 E J I 石油勘探与开发 2 0 0 5 3 2 1 6 0 6 2 1 1 张虎权 于均民 李在光 等 气藏综合描述技术在吐哈盆地鄯 勒地 区第三 系浅层气藏描 述 中的应 用E J I 天然气地球科学 2 0 0 4 1 5 1 6 2 6 7 B2 3 黄隆基 放射性测 井原理E M3 北京 石油工业 出版社 1 9 8 5 N o 2 谷 团等 辽河油田浅层 气测井识别技术 2 8 1 LOGGI NG RECOGNI TI ON TECHNoLoGY FOR SHALLOW GAS I N LI AoHE oI LFI ELD GU Tu a n RE N Qi a n g Z C HE N S h u f e n g LI Qi n g z h a n g 1 Ke y L a b o r a t o r y f o r P e t r o l e u m Ac c u m u l a t i o n Me c h a n i s m U n i v e r s i t y o f P P t r o l P m B i j i 1 0 2 2 4 9 n 2 R e s e a r c h a n d E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e of L i a o h e O i l f i e l d C o m p a n y Pe t r o C h i 口 P口 矗 1 2 4 0 1 0 C h i 扎 d Ab s t r a c t Th e c o n d i t i o n s f o r s h a l l o w g a s a r e p e r f e c t i n Li a o h e o i l f i e l d Fo r t h e h i s t or i c r e a s o n 1 e s s i mp o r t a n c e h a s b e e n p u t t o s h a l l o w g a s wh i c h l e a v e s e x t e n s i v e s c o p e f o r f i n d i n g t h e p o t e n t i a l i t y o f t h e d e v e l o p e d o i l f i e l d Th e c o g n i t i o n o f t h e s h a l l o w g a s i s c o n f i n e d b y i r r e g u l a r i t y o f 1 o g i n f o r ma t i o n a n d p a r t i c u l a r i t y o f s h a l l o w g a s b e c a u s e c o n v e n t i o n a l l o g p a r a me t e r s a r e n o t s e n s i t i v e e n o u g h t o t h e s h a l l o w g a s Ba s e d o n a v a i l a b l e d a t a t hr e e a pp l i c a bl e a nd s ui t a bl e m e t ho d s a r e a do pt e d t o r e c o gn i z e s ha l l o w g a s i n s e v e r a l a r e a s t hr o ug h e f f e c t i ve l y a mpl i f y i ng t he hy d r oc a r bo n b e a r i n g i nf or ma t i o n wh i c h s u f f i c i e n t l v d e ve l op s s h a l l o w g a s po t e n t i a l i t y a n d r a i s e t he r e s e r v e a n d y i e l d of na t ur a l g a s t h a t f a c i l i t a t e s t h e na r ur a l g a s p r o s p e c t i n g a n d d e v e l o p me n t i n Li a o h e o i l f i e l d Th e r e ma r k a b l e e f f e c t s d e mo n s t r a t e t h a t t h e me t h o d s pr a c t i c a b i l i t y i s go o d Ke y wo r d s S h a l l o w g a s Re c o g n i t i o n Lo g g i n g i n f o r ma t i o n Li a o h e o i l f i e l d 1 接第 2 7 5 页 6 唐 建侯 张金 山 消除 P S V 波大静校正量 的方法 J 石油 地 球物理勘探 1 9 9 4 2 9 5 6 5 0 6 5 3 7 李 彦鹏 谷 跃 民 利 用 上 行 透 射 转 换 渡计 算 横 波 静 校 正 量 c 国际地球物理会议论文集 C P S S E G 2 0 0 4 l 1 4 一 l 1 6 TH E APPLI CATI ON OF 3 D CONVERTED W AVE FI RSTBREAK REFRACTI ON STATI C I N THE SLG AREA W ANG Yu c h a o NI U Bi n h u a ZHANG Ni a n c h u n MA l o n g W ANG J i a n h u a 1 C h i n a Un i v e r s i t yof G e o s c i e n c e s B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 C h i n a 2 Re s e a r c h I n s t i t u t eof Pe t r o l e u m E x p l o r a t i o n De v e l o p me n t No r t h we s t NWGI Pe t r o C h i n a La n z h o u 7 3 0 0 2 0 Ch i n a 3 Ch e n gd u Un i v e r s i t y of Te c h n o l o g y C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 C h i n a Ab s t r a c t Du e t o c o n v e r t e d s h e a r wa v e h a v e l o we r v e l o c i t y t h a n P wa v e a n d t h e f l u i d i n t h e me d i u m h a v e n o a c t i o n t o c o n v e r t e d s h e a r wa v e Th e n e a r s u r f a c e mo d e l f o r c o n v