气测录井资料在安深1井页岩油气评价中的应用

方锡贤,王光鹏,梁华伟,刘 生

(1.中国石化河南石油勘探局地质录井公司,河南南阳473132;2.中国石化河南油田分公司第一采油厂)

气测录井资料在安深1井页岩油气评价中的应用

方锡贤1,王光鹏2,梁华伟2,刘 生2

(1.中国石化河南石油勘探局地质录井公司,河南南阳473132;2.中国石化河南油田分公司第一采油厂)

安深1井是一口以寻找页岩气为主要目的的风险探井,本井钻探结果证实本区页岩发育、页岩层段气测异常明显,录井资料、实验室分析化验资料、现代测井技术解释均证实本井页岩孔隙度、粉砂质含量、有机质类型、丰度均与美国富气页岩具有相似的特征;现代测井技术的计算数据表明本井页岩层中赋存着丰富的吸附气、游离气。运用C1/ΣC-C2/C3气测解释图版、皮克斯勒气测图版、气测曲线“幅差形态法”对安深1井页岩层段进行解释,经地层压裂试油证实,这些解释评价结果是可信的。

安深1井;气测资料;页岩油气;异常显示;泌阳凹陷

安深1井是中石化布署在泌阳凹陷的一口风险探井,该井钻探目的之一就是了解泌阳凹陷深凹区页岩含气情况,期望发现较好的页岩气的显示,通过大型的压裂改造取得工业性突破,为中国及中国东部探区古近系页岩气勘探建立示范先导区。该井录井过程证实深凹区页岩发育,并且见到良好气测异常显示。测井及实验室分析结果证实页岩各种分析参数符合美国富气页岩特征。

1 泌深1井录井页岩情况

1.1 页(泥)岩发育情况

依据地化录井分析结果,本井灰色泥岩生烃条件较差,不具备形成页岩气的条件。依据核磁共振分析结果,本井白云质泥岩油气的储渗空间极差、不利于后期改造。因此本井页岩油气勘探较为有利的岩性是褐灰色页岩、褐色页岩、褐色油页岩、灰黑色碳质泥岩、深灰色泥岩。达到生油门限深度的页岩共878.7 m/130层(其中深灰色泥岩395.0 m/60层)。

1.2 气测异常显示情况

如图1所示,本井页(泥)岩气测异常段主要集中2 184～2 656 m井段。浅于2 184 m地层,气测全烃绝对值低(最高0.659%),全烃异常相对幅度也低(最高为4),且主要为砂岩层引起的气测异常,气测异常单层厚度薄(小于4.5 m)。在井深深于2 656 m地层,没有明显异常,并且岩性主要为泥岩、白云质泥岩。

图1 安深1井2 100-3 200 m气测录井曲线

对比岩性与气测异常,本井页(泥)岩段划分气测异常显示272 m/10层,具体井段见表1。

表1 安深1井页(泥)岩气测异常统计

2 气测录井对页岩层段的解释评价

国际上对页(泥)岩层含油气性的评价主要是侧重于有机碳(TOC)、有机质成熟度、页(泥)岩层厚度、含气量、储层的矿物成分、自然裂缝系统、渗透率等方面。国内页(泥)岩油气探井很少,获得工业油气流的探井更是微乎其微。主要是参照国外的方法、现场采用解吸法判断地层含气量,实验室结合测井资料判断有机碳(TOC)、有机质成熟度、含气量、储层的矿物成分、自然裂缝系统、渗透率。

安深1井是泌阳凹陷勘探探页(泥)岩油气的第一口探井,该井进行常规地质录井、综合录井、地化(含有机碳)录井、核磁共振录井。地化(含有机碳)录井主要功能是评价有机碳(TOC)、有机质成熟度、吸附气含量问题,核磁共振主要功能是评价孔隙度、渗透率问题。而综合录井除工程功能外,主要是利用其气测功能发现页(泥)岩段气测异常并对其含油气情况进行解释评价。

2.1 气测录井法评价页(泥)岩油气依据

页(泥)岩油气最大的特点是页(泥)岩既是生烃层又是储集层,并且是一种孔渗性特低的非常规储层[1]。与实验室分析及地化、热解色谱、核磁共振等通过直接分析岩屑、岩心样品而判断地层的物性、含油气性技术的最大区别是气测录井不是直接分析岩心、岩屑样品,分析准确性不受样品量、取样及时性、样品类型、样品代表性的影响。气测录井是目前唯一于井口连续检测地层含油气量的技术[2],测量的是钻井液携带的油气量,其来源于被钻头破碎岩石孔隙、缝洞中赋存的油气以及地层通过井壁渗入钻井液的油气。气测值的高低及组分含量构成则取决于储层流体性质、储层的含油气量、储层物性、能量,而与储集层的具体岩性无关,因此与评价常规储层油气一样,可以通过分析气测录井的相关参数、曲线形态来判断地层流体性质并间接判断物性。泌阳凹陷的钻探实践证实,本区页岩层具有良好的气测异常,这一方面说明页岩油气的存在,另一方面页岩缝隙孔洞中蕴存的油气能够通过气测录井检测到,这都为利用气测录井评价页(泥)岩油气提供依据。

2.2 解释评价方法

2.2.1 图版法

由于页(泥)岩储层孔渗性特差,需要通过压裂改造才有可能获得工业产量的油气流。而相邻的安棚深层系为特低孔低渗储层,大部分储层也必须经过改造才能获得工业油流,因此可以通过对安棚深层系试油层的资料进行分析对比,寻找规律,建立相应的解释评价标准。通过对比分析C1/ΣC>0.7,C2/C3>1是其下限标准。结合一般气测资料特点,建立了本区解释图版(图2、图3)。

图2 安深1井页岩气测异常井段C1/ΣC-C2/C3解释图版解释成果

从图2可以看出2 184.0～2 216.0 m井段、2 228.0～2 276.0 m 井段、2 294.0～2 435.0 m 井段C1/ΣC、C2/C3交会点全部落在非产层区,2 630.0～2 656.0 m井段C1/ΣC、C2/C3交会点大部分点落在非产层区,结合物性,解释为非产层。2 608.0～2 630.0 m井段C1/ΣC、C2/C3交会点部分点落在油层区、部分点落在非产层区,2 438.0～2 530.0 m、2 545.0～2 566.0 m 井段 C1/ΣC、C2/C3交会点大部分落在油层区,考虑储层特点,评价为差油层。

运用皮克斯勒图版解释进行解释,本井6层气测异常层全部落在解释图版的油区,不具有气层特征。从图3可以看出,2 184～2 335 m井段曲线全部为负斜率,说明该层不符合本区产层特征,为非产层。2 438～2 566 m井段曲线除个别点外,大部分为正斜率,特别是2 438～2 540 m全部为正斜率,说明地层具有一定的能量,同时由于部分点斜率较高,说明这些点所在深度物性较差,总体说明本层段物性不均匀,结合储层特点,2 438～2 566 m井段皮克斯勒图版解释为差油层。

2.2.2 气测曲线“幅差形态法”解释评价

“幅差形态法”的基本原理是将反映地层可钻性(间接反映地层物性)的钻时曲线与反映地层烃含量的全烃曲线、反映轻烃含量的C1曲线进行迭合,依据不同曲线的形态及幅差判断储层流体性质的一种气测解释方法。钻时呈低值、气测呈高值且曲线幅差大,说明地层可钻性强、物性好、含烃量多,是油层的特征;钻时呈低值、气测呈低值且曲线幅差大,说明地层可钻性强、物性好、含烃量少,是水层的特征;钻时呈高值、气测呈低值且曲线幅差大,说明地层可钻性差、物性差、含烃量少,是干层的特征。全烃曲线与C1对应性好、幅差大,说明重烃含量高,是含油的特征;全烃曲线与C1对应性好、幅差小,说明轻烃含量高,是含气的特征[3]。

图3 安深1井皮克斯勒图版解释成果

由于2 228.0～2 231.0 m、2 438.0～2 540.0 m井段是全井页岩最发育、厚度最大、气测异常显示最好的井段,因此重点对这两个井段解释评价。

从图4可以看出,安深1井2 228.0～2 231.0 m井段,全烃曲线与C1曲线幅差大,不具有气层特征。全烃曲线与钻时曲线幅差大部分为负差异(全烃值低于钻时值),干层;少部分为正差异(全烃值高于钻时值),但呈指状,反映含油不饱满,具有差油层特征。由于具有“正差异”井段小,结合地层特点,2 228.0～2 231.0 m井段解释为非产层。

图4 安深1井气测异常段幅差形态

从2 438.0～2 540.0 m井段全烃曲线与C1曲线幅差相较大,不具有气层特征,但是全烃曲线与C1曲线幅差较2 228.0～2 231.0 m井段幅差小,说明油中溶解气含量较2 228.0～2 231.0 m井段高。全烃曲线与钻时曲线幅差顶部为负差异,干层;中、下部为正差异,反映地层具有一定的产能,但全烃曲线不饱满,反映地层可动烃类物质不均匀具有差油层特征。综合考虑各种因素,2 438.0～2 540.0 m井段“幅差形态法”解释为差油层。

综合解释图版、气测曲线“幅差形态法”,本井页岩层段中2 438.0～2 540.0 m井段为最有希望获得油气的层段,但不具有气层特征,利用气测资料解释为差油层。

2.2.3 气测解释评价与测井解释评价对比

为准确识别页岩气,该井除进行常规系列测井、还由国际著名测井公司应用ECS元素俘获测井、核磁共振测井、FM I微电阻率成像测井等国际最新测井技术测井并进行解释评价。测井共解释页岩层103.8 m/84层,其中最好的页岩层集中在2 232.8～2 281.3 m、2 452.1～2 507.7 m井段。2 232.8～2 281.3 m井段,测井计算的孔隙度平均在7.6%,计算的总含气量平均为3.8 m3/t,,吸附气量为1.8 m3/t,在孔隙度最大的层段,地层游离气量占到了60%以上。2 452.1～2 507.7 m井段,测井计算的孔隙度平均在4.8%,计算的总含气量平均为4.0 m3/t,吸附气量为1.6 m3/t,在孔隙度最大的层段,地层游离气量占到了70%以上,为测井解释中认为最好的页岩层段。

测井与录井对2 452.1～2 507.7 m井段是全井最有利获得油气的页岩层段的认识基本相同,但两者对储层流体的性质判断有差异,气测资料评价分析页岩层不具有气层特征,解释为差油层,通过改造有可能获得页岩油。经过大型压裂改造,该井没有获得页岩气,但试获得4 m3/d油流,证实气测资料既然能准确地评价常规储层油气层,也能够较好地解释评价页岩等非常规储层的油气情况。

3 结论与建议

(1)页岩层油气解释评价是一个全新的课题,需要综合利用录井、钻井、测井、分析化验等各方面进行综合分析,安深1井利用气测资料较准确地评价了页岩发育、气测异常明显的页岩段流体性质,为今后利用录井资料评价页岩层流体性质提供借鉴。

(2)页岩油气评价的许多指标如有机质类型、丰度、成熟度,后期压裂施工所需的地层泥质含量、硅质、钙质含量等都可以通过新的录井技术进行判断,因此,在进行气测录井同时,应用新的录井技术可以为页岩油气的发现评价提供更多的依据。

[1] 刘洪林,王莉,王红岩,等.中国页岩气勘探开发适用技术探讨[J].油气井测试,2009,18(4):68-71.

[2] 方锡贤.栗园背斜油气显示层解释方法探讨[J].石油地质与工程,2007,21(5):27-29.

[3] 方锡贤.毕店-张厂地区油气显示层解释方法探讨[J].石油地质与工程,2011,25(1):52-55.

Anshen 1well is adventurous p rospecting well w hich seeks for shale rock gas.Well drilling confirmed shale rock developed in the study area,shale rock layer gas logging indicates abnormally.M ud logging data,analytical lab data,modern logging interp retation all confirmed the porosity,the pow der sand content,o rganic matter type and abundance of this shale rock all are similar to America gas-rich shale rock.Calculation data of modern logging technology indicates rich absorp tion gas and free gas exist in the shale rock.In thisarticle,the well development degree,shale rock layer gas logging abnormal indication have been introduced firstly,then the evaluation basis of shale(mud)rock hydrocarbon by using gas logging has been elaborated.Based on this,the interp retation of Anshen 1 well shale rock layer by app lying C1/ΣC-C2/C3 gas logging interp retation chart version,Picxler gas logging chart,gas logging curve have been introduced.Confirmed by formation fracturing oil testing,these interp retation evaluation results are credible.

34 Application of gas logging data in Anshen 1 well shale rock hydrocarbon evaluation

Fang Xixian et al(Henan Petroleum Exp loration Bureau Geological Logging Company,Sinopec,Nanyang ,Henan 473132)

Anshen 1 well;gas logging data;shale rock hydrocarbon;abno rmal indication;evaluation

TE122.3

A

1673-8217(2011)05-0034-04

2011-03-25;改回日期:2011-05-30

方锡贤,工程师,1964年出生,1985年毕业于广东石油学校石油地质勘探专业,现从事石油录井技术管理工作。

编辑:彭 刚