气测评价新方法在复杂致密储层中的探索应用
摘要
关键词
复杂致密储层;气测评价;流体识别;价值点判别
正文
气测解释做为测录井一体化综合评价油气层的主要解释方法,受到广泛地应用。然而由于油藏类型的増多,油气勘探复杂程度的増加,令解释评价的难度也越来越大,如何将已有的测录井解释评价技术合理有效的结合创新,以求快速、准确、合理地评价油气层,为甲方决策提供有价值的依据[1],是亟待解决的问题之一。众所周知,目前使用的气测解释评价方法,以观察读取全烃升高倍数,以及单层绘制气测组分数据的三角形图版,作为储层流体性质识别的常规手段。然而,尽管全烃数据可以随井深连续呈现,幅度高低与形态变化却被忽视;而三角形图版,采用气测资料异常井段的一个或几个数据点为依据绘制图版[2],评价结果来源于点的结果,气测组分信息评价不连续,纵向上缺乏对流体特征变化的直观性,不能被充分利用,容易出现组分数据变化小,结论差异大的现象。此外,气测评价过程相对独立,结果与地质背景联系不紧密,在一定程度上限制了气测资料与测井资料的结合[3]。研究过程针对以上问题,围绕气测全烃形态、三角形解释方法的归纳总结及技术创新,逐步展开。
1 气测评价技术
1.1 全烃形态评价技术
全烃的幅度高低、形态变化富含着储层信息(油气水信息、地层压力信息等),观察全烃的形态,可以得知油气在地层的分布情况与油气含量的多寡,所以全烃特征分析,是气测解释的第一步。在测录井综合评价过程中,通常将全烃数据绘制成曲线,做为气测评价的一项重要参数,广泛地应用于对储层流体性质的判别中[2];
对于储层而言,其孔隙间被流体所充填,在同一储层中,通常认为孔隙间非油即水。由于全烃曲线的连续性,当地层被钻开后,流体的特性通过全烃曲线的特征表征出来。经过多年的生产实践,目前将全烃形态分为“平台状”、“多尖峰状”、“单尖峰状”、 “三角形状”四个基本态,如图1。在实际应用中,有时以单一态出现,有时则以组合态出现,需要根据实际情况做综合分析。
图1 全烃曲线的四个基本态
“平台状”:进入储层后,全烃曲线形态呈上升速度快,上升幅度大,到达最大值后出现一段较平直段,后下降到一值上,整体跨度较大,峰形饱满,形如一长方形“平台”, 呈现这种形态时,多为油层或气层;“多尖峰状”:全烃曲线呈忽高忽低的趋势,但低的部位未能低过原基值,同一层段内出现“若干尖形峰”,呈现这种形态时,一般情况下,为无产能或有较低产能,出产的工业油气流较少,通常判断为干层、油干层,若烃组分值分配齐全且值较高的,可以解释成差油层;“单尖峰状”:全烃曲线上升的速度和下降的速度均较快,曲线峰形跨度较小,形成“单尖峰”,呈现这种形态时,储层一般有效厚度较薄,常解释为差油层或干层;这种形态也经常出现在裂缝性油气藏中,这时全烃烃组分均呈现高值,全烃值达到30%以上,甚至出现达到100%的现象; “三角形状”:全烃曲线呈现“正三角形状”或“倒三角形状”时,一般反映储层无产能或产能较低。通常将具有该形态的储层解释为含油水层或油水同层;如果在全烃曲线高值时,出现一些小的尖峰,且尖峰多位于层的顶部,则该储层可能含气。
1.2 三角形图版法
目前应用的三角形解释图版由一个极角为60°、极边为20单位所构成的等边三角形座标系和用实测数据中的C2/ΣC做C3/ΣC的平行线;C3/ΣC做nC4/ΣC的平行线;nC4/ΣC做C2/ΣC的平行线,构成一个内观察三角形组成。通过观察内三角形的大小及方向判断储层中的流体性质。内观察三角形顶点朝上为正三角形,朝下为倒三角形;正三角形为气层,倒三角形为油层。内观察三角形边长与三角形坐标轴的边长比值小于25%为小三角形;边长比值在25%-75%为中三角形;边长比值大于75%为大三角形,大于100%为极大三角形。
2 气测三角形图版价值区
2.1 价值区的演变
以三角形内外边比来识别评价流体性质的方法,是通过识别流体的相对轻重关系,来进行油气解释,可以理解为一种相对含量的解释方法,但相对含量无法明确指示储层的生产价值;需要进一步了解储层的产能特征,是通过观察价值点是否落在价值区内来实现的。因此,在对一个区块进行气测三角形图版解释时,首先需要将经过试油证实的气测异常显示层的价值点描绘在图版内,当具有产能的价值点显示落在相对集中的一个区域内时,该区域则为一个区块的产能价值区,而不具有生产价值的数据点会分布在它的周围,即为非产能价值区。一般情况下,评价层的气测异常显示值落于价值区内,通常认为该层含有油气,否则为水层。
过去的三角形图版价值区封闭包络线是将集中显示的价值点绘制围成的一个椭圆形,如图2a所示。该价值区在多年的应用过程中,逐渐显现出两个重要的缺陷:一是椭圆形价值区在绘制时,对一些边缘的价值点不能做到很好地兼顾,绘制过小时,会将一些有效的价值点排除在外,绘制过大时,一方面将无效的价值点混淆进来,另一方面过大的椭圆价值区甚至画到了三角形极坐标之外,这显然是不合理的;二是,通过计算机语言编程绘制价值区后的完善过程较为复杂,在数据样点增加、区块变化等情况下,需要重新编写程序进行更新,极为不便。
而目前所使用的价值区,将过去的椭圆形,变更为了任意多边形价值区,如图2b所示。多边形价值区的优势在于:价值区的绘制过程方便实用、围成的价值区更为合理精确,针对各种情况的变化,可调整性更强。另外,为了使计算的指向性更简明,任意多边形价值区一般建立为凸多边形,如建立的价值区为凹多边形,则需要对价值区进行切分改造,使之成为凸多边形。

图2a 椭圆形价值区 图2b 多边形价值区
2.2 价值区的建立
经过摸索研究与实际应用,对研究区块500多口井670多个层位的气测数据异常点进行了统计归纳分析,结果显示,研究区块的气测显示特性分为两种现象,一种是F三段及F三段以上地层中,气测录井值呈现高油气比特征,在三角形解释图版中,表现为数据点集中落在坐标系上部区域,即上价值区,如图3a所示;而F三段以下地层呈现低油气比特征,数据点集中落在坐标系的下部区域,即下价值区,如图3b所示。因此研究区块的气测价值区有上下两个凸多边形组成。

图3a F三段及以上地层价值点分布 图3b F三段以下地层价值点分布
3 气测评价新方法
除了对气测价值区包络形状进行了修正更新之外,研究过程重点对三角形图版流体性质识别及价值点判别方法进行了改革。改革的核心内容是,对气测烃组分数据进行数学方法解析,使气测组分数据体现的流体性质、价值点位置,由单点三角形状态和价值区落点图形,转变为连续曲线,根据曲线指示,获得评价结果,并与色谱数据、测井曲线统一绘制在一张综合图上,从而以更为清晰的多信息成果图件,纵向连续综合评价储层流体性质。
3.1 三角形状态曲线化处理
根据采集的气测数据,将气测组分值代入流体指数方程,求出表征储层流体性质的指数,将数据随井深连续计算,纵向成图,在综合图上设置三角形图版评价标准区域,以连续曲线形式代替绘制内观察三角形,凭借曲线在评价标准区间的变化,直观指示内观察三角形的方向、大小,纵向反映地层油气性质的变化。
3.2 价值点判别方法的创新
任意价值点与价值区顶点可构成多个小三角形,通过数学方法计算每个小三角形面积,并叠加得到总面积S三角形,再利用任意多边形面积计算公式,计算得到任意多边形价值区面积S价值区。
将两项面积数据比较,若S三角形与S价值区相等,判别价值点落于该价值区内;若S三角形大于S价值区时,则判别价值点M落于该价值区外。
在成果图上,价值区面积S价值区为一条数值固定的直线,而S三角形为一条数值变化的曲线,将两条线置于同一刻度比例下:重合时,判别对应深度价值点M落于价值区内,在图中表征为无数值变化响应;不重合时,判别该深度价值点M落于价值区外,在图中表征为有数值变化响应。
在实际工作中,不再需要采用作图连线的方式,只要进行面积计算比较,即可判别评级层位价值点M是否落于价值区内。
3.3 综合评价绘图模板
新建立的综合绘图模板中,气测数据评价曲线主要有三个部分,分别是:全烃及气测组分曲线、内观察三角形状态曲线、计算面积曲线以及价值点位置曲线,其中三角形状态、计算面积和价值点位置曲线作为新增项在综合图中呈现。内三角型状态曲线按照气测三角形评价标准的-100至100区间变化,曲线数值落于某一评价标准区间内,反映内观察三角形的方向、大小;小于-100部分为极大倒三角形,由于指向明确,在绘图模板中不再单独设道;计算面积曲线与左右边界重合,在图中表现为无数值,表明价值点落于价值区内,价值点位置曲线在落于相应区间时,实际反映价值点的具体位置。
4 实际应用
T102X井,该井目的层为低孔渗致密砂岩储层,该井2642.0-2654.0m井段,如图5所示,GR曲线反映岩性不纯,电阻率值不够高,计算孔隙度偏小,且邻近层段,缺乏典型水层特征对比,录井、井壁取心仅为油迹显示,不足以支撑油层结论,测井解释上存在一定困难。而从气测色谱曲线上看,有1层异常显示,全烃峰值为1.165%,升高倍数20.6。原有三角形图版,仅仅反映了1层的特征:价值区内小正内三角形。而运用新方法,将气测数据绘制成曲线,在成果图中清晰地呈现了评价井段随井深的流体性质变化过程:顶部2642.0-2644.0m,中正三角形,价值点落于价值区外,表示该层含油性、产能均较差;中部2644.0-2651.0m,内观察三角形状态由小中正三角形、小正三角形、点、小倒三角形、小中倒三角形逐渐变化,价值点均落于下价值区内,呈现较好的含油特征;底部2652.0-2654.0m,气测三角形状态由中倒三角形转变为中正三角形,价值点由价值区内落至价值区外,反映储层的含油性、产能特性再次变差。原本1层的异常显示,实际具有3-4层不同的结果,整个过程相当于将气测三角形解释标准进行了一次翻转,直观展现了储层流体性质的变化过程,直接规避了求取岩性占比及孔隙结构的难点,且与测井资料形成良好的对应性。测井综合参考气测结论,解释油层1层,干层2层,试油验证:日产原油5.32m3/d;累计排出原油14.98m3,与试油结果吻合,效果显著。
图5 T102X井2642.0-2654.0m综合评价图
5 结论
1 气测解释方法可以在复杂致密储层评价中起到较好的辅助作用,但过往的评价方法相对单一,与测井等其他资料信息结合的紧密度较差;
2 通过对气测三角形解释图版评价手段的创新,使其现了快速评价、连续变化、精确识别三个方面的优势,将气测数据及其分析结果与测井资料等信息统一绘制在一张综合图中,能更好地提高测录井的结合度;
3 三角形图版价值区具有地区适用性特点,在不同的地区应该根据地区测试资料,对价值区进行改造重建,再投入使用;
4 新的评价方法所使用的处理模式还存在一定的技术限制,随着应用的不断深入,需做进一步优化改进,以提升该方法的可操作性。
参考文献
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