常规测井识别致密地层含气性.pdf

第 1 4卷第 4期 2 0 0 7年 8 月 特 种 油 气 藏 S p e c i a l O i l a n d Ga s R e s e r v o i r s V0 1 1 4 No 4 A1 2 0 0 7 文章编号：1 0 0 66 5 3 5(2 O 0 7)0 4 0 0 2 20 4 常规测井识别致密地层含气性 魏钦廉，肖玲，李康悌(1 成都理工大学，四川成都6 1 0 0 5 9；2 中石化西南分公司，四川德阳6 1 8 0 0 0)摘要：在对致密地层和致密气层测井响应特征进行分析的基础上，利用同井纵向对比观察、不 同井横向对比观察、层内对比观察分析及图形刻度显示法，从不同角度分析了致密地层测井曲 线 的变化特征，进 而确定了致 密地层的含 气性，取得 了较好 效果。该 方法对快速准确识别致 密 地层含气性具有一定的借鉴意义。关键词：致密地层；气层识别；常规测井；图形刻度显示法 中图分类号：T E l 2 2 文献标识码：A 引 言 应用测井资料识别气层，是天然气勘探的重要 方法之一。识别和评价致密含气储层是测井解 释 工作所面 临的世界性难题之一L 1 刮。含气致 密储 层不 同于常规油、气、水层，因其埋藏深度较大，在 压实作用下，孔隙空间变窄，流体占岩石体积含量 降低，使得对致 密气 层的测井识别 比常规 气层 困 难 。虽然致密含气层在世界很多含油气盆地都 有分布，但目前对这种资源进行卓有成效开发利用 的只有美国、加拿大等为数不多的几个国家L6 。近年来，笔者在实际工作中摸索出一些针对致密地 层含气性的有效测井解释方法，对快速准确识别致 密地层含气性具有一定的借鉴意义。1 致密地层特征 沉积物矿物成熟度低是我国陆相致密储层 的 一大特点，主要表现在碎屑成分 中长石、岩屑含量 普遍较高L 8 ，多为长石砂岩或岩屑砂岩，与常规储 层中富含石英 的特征完全不同。致密地层主要具 有以下几方面的特征。(1)渗透率、孔隙度低。国内一般将致密储层 物性条件界定为：孔隙度小于 1 0、渗透率小于 0 1 1 0 。(2)孔隙结构差。致密储层孔隙结构以微孔 隙、微孔喉为主，粒 间孔隙和孔 隙喉道较大程度被 自生石英和方解石矿物充填，大多数孔隙和孔喉已 成为狭窄的缝隙。这些缝 隙与颗粒溶蚀所形成 的 次生孔隙相连通。(3)地层压力异常。我 国川西坳 陷侏罗系致 密砂岩具有较高的异常压力L 9 ，美 国绿河盆地发育 的致密砂岩气层的压力系数高达 1 5 7；而加拿大 阿尔伯达盆地致密砂岩气藏的压力 系数一般小于 0 9。(4)毛细管压力高。由于这类致密砂岩储层埋 藏较深，压实、胶结和成岩作用都比较强烈，基质孔隙 主要为微孔隙和溶蚀孔隙，孔隙和喉道半径都特别 小，导致其毛细管压力特别高(通常大于 0 5 MP a)。(5)气水关系复杂，很少有下倾的气水界面。在毯状致密砂层中气和水呈明显的倒置关系，在透 镜体状致密砂岩含气层系中一般无明显的水层。致密气藏一般不出现分离的气水接触面，含水饱和 度高(大于 4 0)。2 致密气层测井响应特征 致密气层的测井曲线主要具有以下特征：低 自然伽马值，虽然高 自然伽马泥岩段有时也含气，但由于其地层压力往往很高，原始地层压力使这些 缝保持张开状态，当原始地层压力在钻井过程中被 释放后，原来张开 的缝在巨大的上覆地层压力下闭 合，无论后期采用那种手段都不能使这些缝恢复到 原始状态，而且这些层段会造成井涌、井喷，测试产 收稿 日期：2 0 0 7 0 5 1 5：改 回日期：2 0 0 7 0 6一 l 8 基金项目：本文为四川省 重点学科建设项 目“地质学”(项 目 编号：s z o t m 8)部分研 究成果 作者简介：魏钦廉(1 9 7 6 一)，男，工程师，2 0 0 4 年毕业于成都理工大学矿物学 岩石学、矿床学专业，获硕士学位，现为成都理工大学在读博士研究生，主要从 事石油地质方 面的研究。维普资讯 维普资讯 特 种 油 气 藏 第 1 4 卷 形 态 的变 化(即地 层 存 在 裂 缝)。如 图 1 中A井 1 8 9 5 1 9 0 0 rn 井段 自然伽马测值低，自然伽马曲 线无变化，说 明岩性较纯，但电阻率、补偿声波时差 和补偿密度测井曲线都发生了变化，这种变化显然 不是岩性引起的，通过观察分析认为，该井段存在 裂缝，有可能获得较高的天然气产量。根据以上研 究成果，对 A井 1 8 9 51 9 0 0 r n井段进行试采，获 得了较高的天然气产量(日产气为 3 2 X 1 0 4 m 3 d)，试采与测井解释结果相吻合。3 4 图形刻度显示法 以上 3种致密地层 的气层识别方法主要是建 立在定性基础上的比较分析方法，缺乏定量分析依 据。而图形刻度显示法则是运用现有的科学技术，并且利用大多数科技人员都能做到的手段达到快 速分析气层的 目的_ 9 J。它主要依据“挖掘效应”原 理，通过式(1)和式(2)对不同量纲的曲线图形刻度 进行换算，以放大地层的含气性信息，达到量化和 更直观的预测致密地层含气性效果。补偿 中子测 井孔隙度反映的是地层含水孔隙度，地层含烃孔隙 在补偿中子测井 中是作为岩石骨架处理的(挖掘效 应)，即补偿中子测量孔隙等于地层含水孔隙，补偿 声波时差测量的孔隙等于地层含水孔 隙与含气孔 隙之和。C N L：(A C一7 7 1,1)(T F一 )(1)A C ：C N L(T FT M)+T M(2)式中：A c 为利用补偿 中子计算的声波时差，b t s m；A C为实际测量的声波时差，b t s m；C N L为补偿中子 孔隙度，；T M 为 岩 石 骨 架 声 波 时差，一 般 为 1 8 2 0 4 k t s m；T F为流体声波 时差，一般 为 6 1 9 9 2 b t s m。由于补偿 中子对天然气 的“挖掘效应”的反应 特征，当地层含气 时，补偿声波时差测出的孔 隙度 要大于补偿 中子测出的孔隙度。式(2)是 由式(1)推导而来的，当补偿 中子为零时，通过式(2)计算得 出砂岩的补偿声波时差为 1 8 2 0 4 m；当补偿 中 子为 4 0 时，通过式(2)计算得出砂岩的声波时差 值为 3 5 7 1 9 b t s m。把上述结果作为图形显示 的刻 度，如果 A C 和 C N L曲线的刻度增大方向一致(即 2条曲线值都是右边小，左边大)，那么就能快速识 别地层含气性。若 C N LA C ，即图形显示补偿声 波曲线(A C )在补偿中子曲线左边，则为气层。4 应用效果分析 综合利用以上致密气层识别方法，对川西坳陷 孝泉地 区 H井须 四段致密砂岩储层进行综合分析 解释，解释成果如图 2 所示。该井段为砂泥岩互层，平均孔隙度为5 6，平均渗透率为 0 4 X 1 0。3 4 2 0 3 4 4 0 r n和 3 5 0 5 3 5 3 0 r n 井段地层 自然伽马 值较低，平均 自然伽马值约为 4 0 A P I，电阻率值为 2 0 4 0 Q rn，补偿密度测井值为2 4 c m 3。自然伽马 曲线反应地层岩性变化较小，而电阻率、声波时差和 补偿中子测井值变化较大，综合分析认为，2 个层位 为较好的含气层段，对其中3 5 0 5 3 5 3 0 rn 井段进行 射孔测试，获得了较高的天然气产量，日产气 4 3 X 1 m 3 d。表明该油气综合分析技术在致密地层含气 性识别的应用 中具有较好效果。图2 川西 H并致密砂岩气层综合识别图 5 结论(1)利用测井资料分析地层的含气性，最重要 的是观察岩性的变化，只有在岩性不变而其他测井 维普资讯 第 4 期 魏钦廉等：常规测井识别致密地层含气性 信息变化的情况下，才是判别致密地层是否含气性 的基础。(2)致密气层在测井 曲线上主要具有低 自然 伽马值、中等电阻率、低补偿密度值、中_高补偿声 波时差值和中一低补偿 中子值 的特征。(3)在总结致密地层特征及其气层测井响应 特征的基础上，综合利用同井纵向对比观察、不同 井横向对比观察、层 内对比观察分析及图形刻度显 示法，对致密地层的气层进行识别，取得了较好的 效果。参考文献：1 K u u s k m a V A，B r a s h e a r J P，E l k i n$L E，e t a 1 G a s R eco v e r y f r o m t i g h t f o r ma t i o n-a f u n c t i o n o f t e c h n o l o g y a n d e c o n o m i c s J J o u ma l of P e t r o l e u m T e c h n o l o gy，1 9 8 1，3 3(8)：1 5 4 5 1 5 5 6 2 B r a h i mB e lh o u a r i S，B e r m a k A G a s i d e n t i fi c a t i o n u s i n g d e n s i t y m o d e l s J P a t t e r n R eco g n i ti o n L e t t e r s，2 0 0 5，2 6(2)：6 9 9 70 6 3 中国石油天然气集团公司测井重点实验室 测井新技 术培训教材 M 北京：石油工业出版社，2 0 0 4：1 2 3 4 S u r d a m R C A n e w p a r a d i g m f o r g a s e x p l o r a t i o n i n a n o r ll a l o usl y p r e s s u r e d“T i s h t G as S a n d s”i n r o c l(y m o u n t a i n l a r a m i d e b asi n s J A A P G，Me m o i r，1 9 9 7，6 7(1)：2 8 32 9 8 5 吴春萍 鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层测 井评价 J 特种油气藏，2 0 0 4，1 1(1)：9 1 0 6 M a s t e r s J A D e e p b a s i n g a s t r a p w e s t e n J A A P G B u l l e t i n，1 9 7 9，6 3(2)：1 5 51 6 5 7 曾大乾，李淑贞 中国低渗砂岩储层类型及地质特征 J 石油学报，1 9 9 4，1 5(1)；3 9 4 1 【8 K u u s k m a V A，H o a k T E，K u u s k m a J A，e t a 1 T i g h t s a n ds g a i nas U S g a s s o u r c e J O i l a n d g a s J o u r n a l，1 9 9 6，9 4 (1 2)：1 0 21 0 7 9 赵澄林，陈丽华，涂强，等 中国天然气储层 M 北 京：石油工业出版社，1 9 9 9：7 4 8 8 1 O 丁次乾 矿场地球物理 M 东营：石油大学出版社，2 0 0 6：5 35 4 编辑许廷生(上接 第 l 6页)层段 的分层测试，注聚层段可采用 电磁流量计进行分层测试。重点研究解决最小 内 通径f2 j 4 8 m ln的井下分层注入管柱及测调工艺，最 终达到能够实现水和聚合物两种驱油介质的多层 同时注入，能够根据地质方案要求，实现任意层段 的分层注水及分层注聚。5 结论(1)单管同心环形降压槽分注技术、单管偏心 环形降压槽分注技术、分质分压注入技术可以满足 大庆长垣油田的主力油层及二、三类油层聚合物驱 分层注入需要。(2)分质分压注入技术能实现注入聚合物 分 子量与注入油层性质匹配，是今后分层注聚的发展 方向，有良好 的应用前景，应继续发展配套的井 下 分子量测试技术。(3)分层注聚能改善层 间矛盾，提高薄差油层 动用程度，聚驱效果大于笼统注入。(4)分层注聚实施 的最佳时机应在注聚初期。(5)建议发展同井双介质分层注入技术。参考文献：1 王刚，王德民，夏惠芬，等 聚合物溶液的黏弹性对残 余油膜的作用 J 大庆石油学院学报，2 0 0 7，3 1(1)：2 5 3 O 2 杨清彦，李斌会，李宜强，等 聚合物驱波及系数和驱 油效率的计算方法研究 J 大庆石油地质与开发，2 0 0 7，26(1)：1 0 91 1 2 3 王玉普 大型砂岩油田高效开采技术 M 北京：石油 工业 出版社，2 0 0 6：6 1 7 2 4 胡博仲，刘恒，李林 聚合物驱采油工程 M 北京：石 油工业出版社，1 9 9 7：2 7 3 2 7 8 5 王德民，程杰成，吴文祥 缩小井距结合聚合物驱提高 边际油层采收率研究 J 特种油气藏，2 0 0 6，1 3(3)：4 9 5 2 6 裴晓含，段宏，崔海清 聚合物驱偏心分质注入技术 J 大庆石油地质与开发，2 0 0 6，25(5)：6 57 0 7 武力军，陈鹏，卢金凤 聚合物驱分层注人参数优化研 究 J 大庆石油地质与开发，2 0 0 5，2 4(4)：7 5 7 8 8 廖广志，牛金刚，邵振波，等 大庆油 田工业化聚合物 驱效果及主要做法 J 大庆石油地质与开发，2 0 0 4，2 3 (1)：4 8 5 1 编辑刘兆芝 维普资讯