鄂西渝东地区碳酸盐岩储层测井综合评价

56 鄂西渝东地区碳酸盐岩储层测井综合评价鄂西渝东地区碳酸盐岩储层测井综合评价 袁明前 汪绍卫 江汉石油管理局测录井工程公司 湖北潜江 433123 摘摘 要 要 鄂西渝东地区碳酸盐岩储层孔隙空间结构复杂 非均质性强 常规测井曲线难以准确分辨储层的 有效性 识别储层的流体性质 本文提出了一套成熟的方法用于碳酸盐岩岩性识别 储层类型划 分 参数定量计算 流体性质识别等 实践表明 以常规测井为基础 综合成像 偶极声波等特 殊测井方法的测井综合评价技术在本区碳酸盐岩储层评价中 发挥了重要作用 关键词 关键词 鄂西渝东 碳酸盐岩 测井评价 常规测井 成像测井 1 1 引言引言 通过多年勘探 鄂西渝东地区碳酸盐岩储层存在4个主要的产气层 下三叠统嘉陵江组 一段 飞仙关组三段 上二叠统长兴组二段和石炭系黄龙组 研究与生产实践表明 各储 层的自身岩性特点强 孔隙空间结构复杂 非均质性强 储层横向变化大 裂缝发育程度 与地质构造关系密切 对于基质孔隙度低 非均质性强的储层 常规测井曲线难以准确分 辨储层的有效性 识别储层的流体性质等 近年来 通过采用测井新技术和新方法 归一化老井资料 确定了本区储层测井解释 参数 有效地进行了储层流体性质识别和储层评价标准的划分 形成了一套以常规测井为 基础 综合成像 偶极声波等特殊测井方法的测井综合评价技术 实践表明 该技术是行 之有效的 2 2 岩性识别与定量计算岩性识别与定量计算 本区碳酸盐岩地层的岩性主要有石灰岩 白云岩 云质灰岩 灰质云岩 石膏等约 20 种 根据薄片镜下观察和扫描电镜的分析结果 本区碳酸盐岩储层主要岩性包括颗粒灰岩 生物灰岩 泥晶灰岩 白云岩 角砾云岩和粉晶云岩等 其中 针孔状白云岩 鲕粒灰岩 礁灰岩 生屑灰岩等是主要储层的岩性 利用测井解释分析技术 能有效地识别这些岩性 2 12 1 交会图技术交会图技术 一般采用中子 密度交会结合岩性密度光电吸收界面指数能有效地区分白云岩 灰岩 鲕粒灰岩 礁灰岩 生屑灰岩等一些特殊岩性 可以根据其有机质含量的特性来进行区分 即通过自然伽马和去铀伽马的比较进行区分 礁灰岩 生屑灰岩有机质含量高 自然伽马 和去铀伽马在曲线上不会重合 鲕粒灰岩的自然伽马和去铀伽马在曲线应该重合 2 22 2 测井相分析技术测井相分析技术 按照岩相与测井响应值的关系 由岩相学知识定义各种岩相 建立矿物岩相测井关系 数据库 利用矿物计算程序处理得到地层矿物含量剖面和岩相关系数据库划分地层岩相 57 3 3 储层类型及其测井识别储层类型及其测井识别 本区碳酸盐岩储层孔隙空间的基本形态有三种 即孔隙 裂缝和洞穴 这三种孔隙空 间特征的变异及相互组合的不同 使得其储层类型多 储层类型主要划分为四大类 裂缝 型储层 孔隙 裂缝型储层 裂缝 孔隙型储层和孔隙型储层 各类储层其常规测井响应 有较大的差别 3 13 1 裂缝型储层裂缝型储层 该类型储层储集空间和渗流通道都由裂缝组成 鲕粒灰岩及泥晶灰岩为该类型储层 孔隙不发育 基岩本身的储渗能力较差 只有在裂缝发育带 储层具有裂缝特征时 储渗 能力较大 才有可能产出工业气流 常规测井曲线特征为 自然伽马或去铀伽马均为低值 双侧向曲线在高背景下明显低 值 低角度裂缝深 浅双侧向差异较小或负差异 高角度裂缝深 浅双侧向为正幅度差 高角度裂缝连续厚度较小 一般小于 3m 微球曲线形态出现低值或呈毛刺状 声波曲线在 低角度和网状裂缝明显增大 高角度裂缝幅度变化不大 井壁垮塌除外 补偿中子在裂缝 带数值增大 但若存在天然气时 受挖掘效应影响 中子孔隙度会降低 密度曲线在裂缝 地层相对降低 井径根据泥浆性能不同会出现正常和缩径现象 地层倾角电导率异常 显 示裂缝特征 全波列测井在裂缝段对波形造成衰减 在电成像测井图上 天然张开裂缝的特征为连续或间断的黑色正弦波或条带 偶极声 波波形出现严重的衰减反映 斯通利波能量严重衰减 对于高角度裂缝横波的各向异性增 强 3 23 2 孔隙孔隙 裂缝型储层 裂缝型储层 岩石的基岩孔隙度较低 裂缝发育的地层 孔隙为储集空间 裂缝为主要的渗滤通道 常规测井特征为自然伽马或去铀伽马均为低值 双侧向曲线在高背景下明显低值 低 角度裂缝深 浅双侧向差异较小或负差异 高角度裂缝深 浅双侧向为正幅度差 声波曲 线在低角度和网状裂缝明显增大 高角度裂缝幅度变化不大 补偿中子在裂缝带数值增大 但若存在天然气时 受挖掘效应影响 中子孔隙度会降低 密度曲线在裂缝地层相对降低 井径根据泥浆性能不同会出现正常和缩径现象 地层倾角电导率异常 显示裂缝特征 全波列测井在裂缝段对波形造成衰减 在电成像测井图上 天然张开裂缝的特征为连续或间断的黑色正弦波或条带 偶极声 波波形有较小的衰减反映 斯通利波能量产生较小衰减 横波产生较小的各向异性特征 3 33 3 裂缝裂缝 孔隙型储层 孔隙型储层 岩石的基岩孔隙度较大 部分有溶蚀现象 裂缝欠发育 孔隙既可作为储集空间 又 可作为主要的渗滤通道 裂缝主要起到沟通孔隙的作用 常规测井特征为自然伽马或去铀伽马均为低值 生物礁发育时 自然伽马小于 20API 双侧向曲线在孔隙和裂缝处明显低值 声波 中子明显大于地层的骨架值 密度曲线明显 58 小于地层的骨架值 井径规则或扩径 地层倾角 全波列及成像测井显示特征与孔隙 裂缝性储层基本相同 但表现程度要 差 3 43 4 孔隙型储层 孔隙型储层 储集层以孔隙 溶蚀孔为主作为渗滤通道 常规测井特征为自然伽马和去铀伽马均为低值 双侧向电阻率相对高阻灰岩地层为低 值 孔隙越大 电阻率降低越大 声波 中子 密度曲线反映孔隙度增大 地层倾角电导率异常 电成像图上色彩有斑点状特征 有溶蚀 孔洞显示 4 4 储层参数计算与储层标准划分储层参数计算与储层标准划分 4 14 1 储层参数计算储层参数计算 1 地层矿物含量的计算 针对本区碳酸盐岩地层特点 采用多矿物模型计算碳酸盐岩地层矿物较合理 该模型 是将地层中各种岩石组分和孔隙看作不同的矿物体积 用线性的测井响应方程组计算地层 中的矿物含量 经过多次迭代计算得到最优解 2 地层孔隙度计算 在碳酸盐岩地层中 孔隙度一般分为总孔隙度 T 基块孔隙度 b和缝洞孔隙度 f 其总孔隙度为基块孔隙度与缝洞孔隙度之和 1 基块孔隙度 b的计算 通过对飞三段 长二段和黄龙组 9 口井 64 层岩心分析孔隙度与声波时差的回归分析 得到了以下基块孔隙度 b 计算公式 0 124 t 18 39 R 0 88 飞三段 0 222 t 33 668 R 0 88 长二段 0 351 t 52 110 R 0 92 黄龙组 式中 岩心孔隙度 t 声波时差 s m 2 裂缝孔隙度 f的计算 利用常规测井资料计算 通常采用双侧向计算裂缝孔隙度 即 水平缝 垂直缝 式中 Cld Cls 分别为深 浅侧向电导率值 Cm 充满裂缝的泥浆电导率 利用电成像测井资料计算裂缝孔隙度 首先必须进行裂缝拾取 判断裂缝真伪性 有 效性 定量计算裂缝平均水动力宽度 FVAH 裂缝长度 FVTL 裂缝密度 FVDC 和裂 缝视孔隙度 FVPA 计算公式如下 f Wi Li I D 式中 Wi 第 i 条裂缝的平均宽度 Li 第 i 条裂缝在单位井段内 一般取 1m 的长度 mld lsld f CC CC 22 mld ldls f CC CC 2 22 59 D 井径 裂缝的有效性判定是在成像测井裂缝识别的基础上 利用偶极声波测井资料在裂缝性 地层快慢横波的差异及斯通利波衍生的地层流度评价裂缝的有效性 上述方法已应用于生 产实际 并已计算处理了多口井 效果较好 但值得指出的是 高质量的图像是成像测井 资料定性识别和定量计算裂缝参数的基础 3 含气饱和度计算 根据本区岩心资料分析 地层泥质含量很低 一般小于 5 地层电阻率远远大于泥浆 滤液电阻率 裂缝孔隙度很低 因此采用阿尔奇公式比较合理 式中 a b 为系数 m n 分别为胶结指数和饱和度指数 Rw为地层水电阻率 各系 数是通过岩心实验数据和水分析化验资料求取 本区通过岩电实验 求取的参数如下 a 1 0018 b 0 9256 m 1 6999 n 2 0755 Rw 0 06 m 18 4 渗透率计算 对于由裂缝和孔隙组成的储层 其渗透率可分为岩石基块渗透率 Kb与裂缝渗透率 Kf 裂缝 孔隙型储层的渗透率为二者之和 1 岩石基块渗透率 Kb 计算 根据实践 采用 HERRON 公式估算较合理 公式如下 式中 Mi 固体岩石中每种矿物体积含量 Bi 每种矿物的渗透率常数 2 裂缝渗透率计算 根据岩心实验 不同裂缝类型选用不同渗透率公式 单走向垂直缝或水平缝 Kf 0 85d2 f 式中 d 裂缝宽度 单位为 m f 裂缝孔隙度 多走向垂直缝 Kf 0 424d2 f 网状裂缝 Kf 0 566d2 f 3 利用斯通利波时差计算渗透率 K 利用偶极声波资料提供的斯通利波时差 首先计算渗透率指数 公式如下 Kst tst tst calc tst calc 用岩心实测渗透率K与对应深度处的Kst点成交会图 以建立起二者之间的地区性经验 函数关系 于是就可由 Kst得到渗透率K 4 24 2 储层标准划分储层标准划分 根据国内外及本区的实际情况 结合产能划分标准 利用测井参数划分碳酸盐岩储层 的标准为见表 1 表 1 储层的等级划分标准 储层类型测井参数标准产能标准 类储层 8 5 裂缝 溶洞发育 渗透性好 4 104m3 d 1 2 3 iib MBK n t m w w R abR S 60 类储层 5 8 1 5 5 裂缝 溶洞发育 渗透性好 酸化压裂 2 104m3 d 类储层 1 5 5 1 5 裂缝 溶洞发育一般 酸化压裂 1 104m3 d 类储层 1 5 裂缝 溶洞不发育或仅有较孤立的裂缝发育 泥质含量低 酸化压裂 0 1 104m3 d 本区飞三段储层可划分为四种类型 以 类为主 二者所占比例达 80 6 类少 量 类少见 反映出储层孔隙结构总体较差 长兴段北高点生物礁以 类储层为主 南高点生屑滩以 类储层为主 黄龙组储层孔隙结构总体上较差 以 类为主 但二 段孔隙结构较好 以 类为主 5 5 储层流体性质识别储层流体性质识别 5 15 1 流体性质基本识别方法流体性质基本识别方法 储层流体性质判别是测井解释根本目标之一 流体性质测井识别 最基本方法就是把 测井曲线的综合分析与地质 录井 包括气测 岩心以及中途测试等综合起来 建立起不 同类型储层油 气 水判别方法 常采用的较适用的基本方法有与纯水层电阻率比较法 与标志泥岩层电阻率比较法 电阻率 孔隙度交会图法 纵横波速度比与孔隙度交会法 三孔隙度重叠法 井温流体识别法等 图 是应用纵横波速度比与孔隙度交会法识别流体 的图版 5 25 2 小波变换识别流体性质小波变换识别流体性质 小波能谱技术根据小波变换的特点 通过对已知储层模型进行小波能量谱分 析 从而得到各种储层的特征能量谱 根据这些储层特征能量谱就可以对待划 分的储层段进行储层流体性质判别 通 过对测井曲线进行小波变换后的高频小 尺度信号对应于微观孔隙结构 中频中 等尺度对应于流体性质 低频大尺度对 应于岩性及岩相的变化 根据这种方 法可以有效的区分出储层中所含流体 的性质 用这种方法分析了 j13 j28 j32 1 j34 j37 j42 和 j49 等 7 口井 并与测试进行了对 比 发现小波分析方法具有很高的实 用性 预测结果与测试结果吻合的较 好 图 为用小波变换识别 j13 井 j42 井产气 产水层的峰谱图 测试 结果 j13 在 3709 3748m 井段产气 9 41 104m3 d j42 在 4268 4293m 图 2 j13 井 j42 井产气 产水层峰谱图 图 1 纵横波速度比与孔隙度交会法识别流体 61 图 3 建平 井飞三段垂直段综合图 层段测试 结果出水 6 6 应用效果评价应用效果评价 建平 井是本区 2006 年完钻的一口水平井 图 为该井飞三段裂缝发育段的垂直段测 井综合图 常规测井曲线在 3402 3406m 井段显示明显的裂缝特征 从电成像测井图中可以 清晰的看到在 3394 8 3418 6m 井段高角度裂缝十分发育 偶极声波各向异性处理结果显示 在 3401 3406 8m 井段各向异性很大 斯通利波能量衰减也较大 综合分析认为该段裂缝的 连通性 有效性较好 为张开的有效裂缝 综合解释为 类储层 该井在飞三段钻水平井 段 850m 左右 试气结果 产气 22 104m3 d 7 7 结论结论 1 以常规测井资料为基础 综合地层倾角 全波列 成像 偶极声波等特殊测井方法 的测井综合评价技术可以准确地识别岩性及储层类型 判断储层的有效性 计算储层参数 从而对储层进行级别划分 2 根据研究成果识别碳酸盐岩地层的岩性 计算储层地质参数时 需要结合地质录井 取心 钻井及测试等资料分析 获取准确的测井解释参数 以得到比较准确的处理效果 3 相比储层流体识别基本方法而言 小波变换识别储层流体性质 具有较好的效果 可 以在生产中推广应用 4 鄂西渝东地区的测井与解释实践表明 微电阻率成像以及偶极横波测井是比较有效 的识别储层及判断储层的有效性 确定储层非均质参数的有效方法 62 参考文献 参考文献 1 赵良孝 补勇 碳酸岩盐储层测井评价技术 M 北京 石油工业出版社 1994 年 2 汪仕忠等 江汉盆地及中扬子海相油气勘探论文集 M 北京 石油工业出版社 2002 年 3 司马立强 测井地质应用技术 M 北京 石油工业出版社 2002 年 4 韦林波等 江汉碳酸岩盐储层测井解释方法研究 局内研究报告 2000 年 5 欧阳健 石油测井解释与储层描述 M 北京 石油工业出版社 1994 年 Integrated Logging evaluation Technology for carbonate reservoirs in West Hubei and East Chongqing Area Yuan Mingqian Wang Shaowei Well Logging Engineering Company Jianghan Petroleum Administration Xiangyang Qianjiang Hubei 433123 Abstract The complicated porosity structure extremely serious hete