录井综合解释技术

作者:数字石油
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发布时间:2014-07-22 18:40:57
来源:数字石油

 

油气水层解释评价是油田勘探开发系统工程中的一个重要环节,是油气勘探测试选层设计、储量计算的重要依据,也是油田开发调整井投产射孔方案设计的重要依据。新钻一口井,地质家们就想知道,它有多少个含油气储层,含油气性怎么样,产油产气性怎么样,能产出多少液量,也就是我们通常所说的是什么,有多少,产液性,产出量,油气水层解释工作就是要解答这些问题的。在这一点上,体现了石油钻井的最直接的地质目的。
油气水层解释又可分为测井解释、录井解释、综合解释等,国际上的惯例是以测井解释为核心,处于不可或缺的地位,在解释中参考和应用录井现场资料,也称之为测井综合解释或综合解释。目前,国际上以及国内大多数油田都采用这种模式,只是有的油田由甲方项目经理部或研究院成立专门的综合解释部门承担该项工作,有的油田没有专门的综合解释机构,则委托测井公司代行其职能。大多数油田只要求录井公司提交录井现场资料,录井解释是处于一种可有可无的地位。
近年来,随着综合录井、地化录井等新技术的快速发展,以及油田勘探开发对象越来越复杂,录井解释技术的优势和特色逐渐得以展现,录井解释作为一个新兴的学科在国内各家录井公司得到快速发展,其取得的优异成果也得到油田的广泛关注。2001年海拉尔盆地B302井的重大发现,对录井解释而言,具有里程碑式的重大意义。该井测井解释和研究院综合解释都是水层,而录井解释出了17层油层,试油获得了日产百吨以上工业油流,从而发现了一个整装的百万吨级产能的高丰度高产油田,揭开了海拉尔石油勘探开发新篇章!
这口井在全国引起了极大震动,录井解释第一次受到如此关注,录井解释作为一个新兴的独立学科迎来了其前所未有的较好的发展机遇。为什么同样拥有测井和录井资料,同样拥有在该区工作多年的经验,解释和认识的反差却如此之大?非录井专业人员能否从录井资料的细微差别中真正认识其反映地下地质现象的本质,进而作出正确的判断?录井解释凭借其特色优势能否得到其应有的地位和发展空间?回顾油气勘探开发史,从任丘油田到南堡油田的发现,录井技术都发挥着不可替代的作用。下面仅就本人多年从事录井综合解释的实际工作经验和体会与大家交流,不当之处敬请批评指正。
第一章 录井解释技术基础

一、录井解释概念和内容

1.
录井解释概念
录井解释是指由录井公司及专业的录井技术人员,依据录井、测井、岩心分析、测试等资料作出的综合解释。录井解释是以录井资料为基础,测井等其它资料为辅助,这是其不同于测井解释以及其他家综合解释的主要特色之处。

2.
录井解释内容
广义的录井解释内容包括:
地层岩性剖面的建立
油气水层的解释
异常地层压力的解释
钻井工程施工中的异常事件的解释

狭义的录井解释是专指油气水层解释。

3.
油气水层解释的目的
油气水层解释就是要回答以下四个方面的问题:
1
是什么”——储集层的油气显示落实,油?气?水?
2
有多少”——解释参数的获取,油气水饱和度?孔隙度?有效厚度?
3
产液性”——油气水的相对渗流性,产油?产气?产水?
4
产出量”——产能预测,产油量?产气量?产水量?
二、储集层及其评价要点

1.
储集层及其特性

2.
储集层的分类

3.
储集层的基本参数
储集层的基本参数包括评价储集层物性的孔隙度、渗透率;评价储集层含油气性的含油气饱和度、含水饱和度和束缚水饱和度等;储集层的厚度、含油气厚度和有效厚度;除此以外,还应考虑地层压力和流体物性。

4.
储集层基本参数的获得

1
)孔隙度的获得
岩心实验室分析;
中子、密度、声波测井;
地化录井应用热失重法测量岩样孔隙度;
综合录井仪资料中通过d指数以及σ指数计算的孔隙度φDφσ
近年来,将核磁共振分析技术应用于录井中,形成了核磁共振分析测量储层岩样孔、渗、饱等参数的录井分析技术.
2
)渗透率的获得
岩心实验室分析;
测井解释;
录井核磁共振分析。
有效渗透率由试油测试中高压物性取样分析或测试解释软件计算获得,一般更常用的是实验室用柱塞岩心通过驱油实验(相对渗透率测定实验)获得。
3
)饱和度的获得
保压密闭取心岩心分析;
测井应用Archie公式可以求取储集层总含水饱和度和束缚水饱和度;
地化录井可以得到岩石热解含烃总量,在已知原油密度、岩石密度、孔隙度情况下,可以计算岩石含油饱和度;
核磁共振分析可以得到岩样含油、含水饱和度。
4
)有效厚度的划分
岩心是划分有效厚度的最可靠资料,在没有岩心情况下,通常以测井曲线为主,结合岩屑、井壁取心及气测显示。
5
)流体物性、压力等其它参数的获得
试油、试采及投产井实际测试或取样分析是获得这些参数的直接方法。地化分析通过原油轻重组分比可预测原油粘度、密度,综合录井仪具备异常地层压力检测功能,但应用程度都不高。
三、测井、录井技术适应性比较分析

1.
测井技术的先进性和成熟性
相对于录井技术而言,测井解释技术起步较早,国际上有斯伦贝谢、贝克休斯等大石油公司技术研发,国内各石油或地质院校基本都设有测井专业以及相应的测井实验室,这是录井专业无法相比的。
测井资料数据处理理论基础扎实,参数稳定性高,应用领域广,是井筒的不可或缺的必上技术。测井技术是起主导作用的。油田开发井解释及调整井水淹层解释等实际生产应用都是以测井解释为核心的。
近几年来陆续发展起来高分辨率声波测井、核磁共振、振列感应——即所谓的声成像、电成像以及介电、碳/氧比等测井新技术,对储层物性、含油性等特征的判断更加细致和直观,也代表了测井技术的发展方向,在井筒油气识别与评价上发挥了较大的作用。

2.
测井技术对复杂储层的不适应性
测井解释是建立在构建的解释模型基础上的。储层均质、岩石成分稳定,则建立的模型代表性强,参数可靠程度高,否则,储层非均质、岩石成分复杂,含量变化大,则建立的模型代表性差,参数可靠程度要明显降低。比如,海拉尔盆地储层岩相变化大,岩石粒度变化大,分选不好,胶结物含量高,火山灰分布不稳定,影响了测井电阻率值的可靠性;火山岩等复杂岩性储层,岩性对电阻率影响要远大于储层含油气性的影响,因而造成声波成像等技术虽然能判断出裂缝或孔隙储层,却不能准确判断是否储集油气;砂泥岩薄互层造成的低阻油层或高阻水层,都是因为储层岩石及胶结物成分异常变化而影响了电阻率值。对上述各类复杂油气水层,单用测井技术是很容易造成误判而影响勘探进程和开发效益的。
实际上,测井解释从来都离不开录井资料,很多油田的测井解释就是测、录井相结合的综合解释,只是由测井公司的部门和人员完成而已,但是,测井人员对录井资料的认识能力毕竟有限,因而解释时更侧重于测井资料。
受测井曲线自身分辨率的影响,测井解释都有一定厚度的限制,低于某一定厚度的储层,测井就无法解释。
微球聚焦、中子-密度等要紧靠井壁测井,井眼垮塌,缩径等井身不规则对测井资料也有较大影响。
总之,应用测井资料评价厚层、均质储层具有较明显的优势,而对非均质等特殊储层,则存在着有明显的不适应性。

3.
录井技术的实用性及特色性
1
)录井单项技术各具特色
热解色谱具有快速直接定量分析储层含油性的能力。
该项分析操作简单、快速,录井现场就可以满足实验所需条件,保证了样品分析的及时性。该项分析直接测量岩样残存的含烃量,由此反映的储层含油性、物性以及原油物性应更可靠。
轻烃、饱和烃气相色谱具有对储层含烃组分细致分析能力。
轻烃、饱和烃气相色谱可细致分析原油组分构成关系,得到原油构成的微观信息,通过色谱图特征总结认识,可定性直观判断储层产液性质,方法简便直观,对高含泥储层以及稠油层等有较强的针对性,可以发挥其它技术不能实现的效果。
荧光图像具有直观反映孔隙油水微观分布信息的能力。
该项技术通过观察分析孔隙及喉道内油水的附存状态、润湿性及孔表结膜情况等特征,从微观动态角度分析储层目前的产液能力。对大孔道储层(如含残余油水层、稠油层等)以及轻质油层与含水层的识别有较大优势。
气测在天然气勘探开发上占据着不可或缺的突出地位。
徐家围子天然气勘探开发实践已经证实,不具气测异常的测井解释好储层,几乎百分之百是水层。没有气测资料,在火山岩体找气、在基底风化壳找气,将是寸步难行的。
2
)录井综合解释的优越性
录井解释具有资料来源上的优势。
录井解释拥有第一手的地质录井资料,可以在现场多次观察岩心实物含油、含水性,更直观感性地认知储层轻质油或含水现象。
拥有对各项录井资料和信息综合细致分析的优势。
专业的录井技术人员常常能从录井资料细微的异常和矛盾中,敏锐地发现地下地质现象和规律的特殊性,进而作出正确的判断,这是非录井专业人员所不能达到的。
录井解释具有更好的综合解释优势。
录井解释在充分消化吸收录井资料的基础上,测井资料也是录井解释必须掌握的,测井技术作为解释的必修课,录井解释员首先也必须是合格的测井解释员,在这个基础上,再拥有丰富的录井知识和地质概念,因此,录井更具有综合解释的优势。
录井技术及其解释方法针对性强,对特殊的地质现象有更好的实用性。
根据测井的电性响应,获取地层的物性及含油性信息的手段是间接的,而录井技术是从岩心等地层实物或钻井液中获取储层物性、含油气性信息,分析评价手段较直接。由于录井获取手段的多样性,各单项技术各有特色,各具优势,使录井资料可以相互印证,综合运用,对复杂储层有很强的针对性和实用性,充分体现了录井解释系统、综合、实用、有效的特色优势。

4.
录井技术的局限性
尽管录井新技术在诸多方面表现出了其非凡的优越性,但受其自身条件的影响不可避免地存在一些明显的不足。概括起来主要有以下几点:
现场资料录取的唯一性和不可重复性。
及时准确录取井筒第一手资料对录井解释非常重要。测井曲线有问题可以重测,录井采集资料是不可重复的,一旦资料存在问题就可能影响资料解释质量。
分析数据可靠程度受样品密度、样品位置代表性影响较大。
地化分析及荧光图像分析手段直接,但是,它们都是取岩心样品点的间断监测,而非连续测量,是选样分析,而非全样分析,图像是选一个视阈或几个视阈的,而薄片的全视阈图像,人的操作在每次样品分析上都会有一定的差异,分析的重复性误差,等等,这些因素对分析数据可靠性都会有一定的影响。
录井解释起步较晚,技术理论基础相对薄弱,各地区技术发展水平不均衡。
录井解释作为一门独立的学科,只有二十年左右的发展历程,也只是在近几年才广泛地受到石油界的重视,目前录井解释技术研究基础还较薄弱,国际上没有可供我们引进的成熟的解释技术,国内大专院校没有录井专业,三大石油集团没有专门的研究机构,解释技术研发主要是依靠国内各录井公司自己的力量,人力和财力都十分单薄,地域间发展水平极不均衡,解释技术体系自身的理论性、系统性都亟待提高。
第二章 录井解释方法

录井解释的具体工作,首先是对录井采集资料进行资料处理,求取储层评价参数,对录井单项资料进行定性解释,然后结合测井资料、岩心分析、试油等资料,进行图版解释和综合分析判断,确定油气水层解释结论,预测油气层产能。从研究对象上,又可细分为油水层解释、气水层解释和水淹层解释。

第一节 油水层解释方法

油水层解释流程:
采集资料处理——应用技术及有效参数优选——单项资料解释——解释图版建立
——
综合分析判断——油层产能预测

一、应用技术及有效参数优选

1.
主要应用技术
岩心等实物观察判断技术
气测资料解释技术
地化分析评价技术
荧光显微图像分析评价技术
井喷、井涌、井漏、油气水侵及钻井液油气显示解释技术
测井解释技术

2.
有效参数优选
反映有效厚度的参数:岩心含油产状及厚度,测井解释井段及对应的曲线特征,井壁取心含油砂岩井深位置,岩屑含油显示井段,气测异常显示井段。
反映孔隙性的参数:岩心分析孔隙度及孔隙类型,测井解释孔隙度、声波时差、岩性密度、中子密度曲线特征,地化热失重分析孔隙度,核磁共振分析孔隙度,岩心、岩屑、井壁取心岩性、粒度、分选性、磨圆度等,荧光图像分析面孔率。
反映渗透性的参数:岩心分析渗透率,岩心、岩屑、井壁取心岩性、粒度、分选性、磨圆度、胶结物、充填物、裂缝及层理构造发育程度等,荧光图像分析孔隙清晰度、连通性,测井自然电位、自然伽玛、声波时差、微电极幅度差、井径等。
反映含油性的参数:岩心、岩屑、井壁取心一次观察含油特征,地化分析岩石含烃量,气测分析全烃含量及异常显示曲线形态,井喷、井涌等异常现象及钻井液槽池面显示特征,测井电阻率及其曲线特征。
反映原油物性(渗流性)的参数:岩心、岩屑、井壁取心二次观察含油特征,地化分析岩石烃类组分含量、相对含量及其谱图形态特征,荧光图像孔隙含油颜色及分布特征,气测分析组分相对含量,井喷、井涌等异常现象及钻井液槽池面显示特征。
反映含水性的参数:岩心、井壁取心含水特征,地化分析烃类组分相对含量及其谱图形态特征,气测分析H2CO2CH4含量,气测异常显示曲线形态及组分相对含量,荧光图像含水特征,测井解释含水饱和度。
反映地层压力的参数:钻井液密度与井喷、井涌等异常现象,综合录井d指数、σ指数及钻井液体积等参数。
由于地下地质现象的复杂性,真实的地层很难直接得到,测、录井井筒采集资料中的感官现象、曲线特征、图形特征、图像特征、宏观的井口异常现象等,都可以作为获得储层参数的重要信息。
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