扶杨油层组含钙质夹层厚油储层水淹层识别

张美玲,孙宝刚,谢 磊,侯树山

(1.东北石油大学地球科学学院,黑龙江 大庆 163318; 2.大庆钻探工程公司 地质录井一公司,黑龙江 大庆163411; 3.大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆 163412)

扶杨油层组含钙质夹层厚油储层水淹层识别

张美玲1,孙宝刚1,谢 磊2,侯树山3

(1.东北石油大学地球科学学院,黑龙江 大庆 163318; 2.大庆钻探工程公司 地质录井一公司,黑龙江 大庆163411; 3.大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆 163412)

当注入水进入含钙质夹层储层后,注入水替换砂质部位的油,改善该部位的导电性,使其远低于含钙部位的电阻率.为提高油田采收率及低孔渗钙质夹层厚油储层的水淹识别精度,根据统计方法理论,在厚砂体内细分小层的基础上,构造钙砂电阻率比、深侧向电阻率与声波曲线相关因数2个特征值,建立水淹层与未水淹层识别图版,识别符合率达到83%,为射孔方案制定提供有利依据.水淹层识别方法适用于大庆外围油田含钙厚油储层水淹层的识别.

含钙质夹层;河流相;油储层;水淹特征;测井

0 引言

河道砂储层是油田开发的主力油层,随着油田开发的深入,这部分砂体往往出现不同程度的水淹,因此准确判断水淹级别,对进一步确定剩余油分布具有重大意义[1-2].泉头组是松辽盆地中白垩系早期地层,为主要含油层位之一,由一套含轮藻、瓣鳃类、介形虫、叶肢介及陆生植物化石为主的红色陆屑组成[3-4].在泉头期,河流相沉积占有相当的比例,重点发育扶余及杨大城子2套油层组[5],厚油层微相多为三角洲前缘水下分支河道、河口坝,油层有效厚度一般大于2 m.由于油层组埋藏较深,成岩早期强烈的压实和胶结作用,使多数油储层呈现低孔渗特征[6-7].邓宏文等[8]指出河道冲刷面之下发育富含钙质结核的古土壤泥岩,且冲刷面之上的河道沉积常具有相互叠置的特征,钙质夹层可以出现在三角洲前缘水下分支河道微相的底部,还可以出现在三角洲前缘河口坝微相的顶部,或两期河道复杂叠加储层的中部[9].刘传平等[10]研究认为钙质成分的存在不仅使孔隙度降低,而且使孔隙通道曲折度增大,导致地层电阻率增大.邓刚等[11]研究认为钙质成分的存在导致储层水淹后水淹级别判别难度增大,其通过构建纯油层、纯水层电阻率计算公式,建立水淹层识别图版,按照“水层”、“中低水淹层”、“油层”3个级别判断,符合率达到75%以上,但此类方法需要精确提供有效孔隙度、地层水电阻率及围岩的相关参数.含钙质夹层的厚油储层是大庆外围油田开发的主力油层,较快、较准地判别此类储层的水淹程度是提高油田采收率的关键.笔者利用厚油层细分层技术[12],探索含钙质夹层厚油储层的电阻率曲线在细分层上呈现的不同特征,建立相应水淹层定性识别方法,对厚油储层开采有重要意义.

1 方法原理

深侧向电阻率测井曲线的纵向分层能力达到0.6 m,高分辨声波曲线的纵向分层能力可达到0.2 m.扶杨油层组属于低孔渗储层,其饱含油砂体的电阻率较高(一般高于35Ω·m),而钙质薄层(一般小于0.5 m)因其导电性差,电阻率也较高(一般可达到40Ω·m),二者相差不大,所以当饱含油砂岩的顶部、底部或中部夹有钙质薄层时,深侧向电阻率曲线很难给出钙质薄层的显示.当低渗透砂岩饱含水时,由于孔隙中水的导电性,使其电阻率测量值明显下降,文献[6]给出低渗透砂岩饱含水砂体的电阻率为25Ω·m左右,与钙质层电阻率相差较大.

声波时差测井主要反映声波在岩层中的传播途径,所以岩层的岩石特性对其影响大.对于饱含油厚砂体的声波时差一般大于250μs·m-1,而钙质薄层的声波传播速度快,声波时差一般小于220μs·m-1,二者之间相差大,在测井曲线上也会有明显的显示.声波(纵波)主要沿着岩层中的骨架传播,所以不管砂岩层中填充的是油或水,声波时差在砂岩层与钙质层之间的突出差距仍旧存在.

针对含钙质夹层的厚油层,由于钙质夹层及油砂层的电阻率高,在饱含油情况下,深测向电阻率曲线值高,且呈现较均匀、饱满的形态,采用储层划分技术,深测向电阻率曲线很难呈现与岩性曲线相一致的非均质特征.当储层注水开发一段时间后,注入水替换砂质部位的油,改善该部位的导电性,即使受深测向电阻率曲线的纵向分辨能力的限制,但钙质薄层和含水砂体的电阻率差值较大,使深测向电阻率曲线与岩性曲线呈现趋于一致非均质特征.分析声波时差与深侧向电阻率曲线、自然伽马曲线之间的相关性,发现水淹程度越强,曲线间的相关性越好,计算曲线间的相关系数,并给出合理的水淹层解释图版.

2 测井响应特征

2.1 厚油储层

首先考虑钙质夹层位于厚油储层底部情况,其测井曲线特征及细分结果见图1,其中曲线包括自然伽马(GR)、深侧向电阻率(RLLD)、微球型聚焦电阻率(M SFL)、高分辨率声波时差(HAC)、自然伽马分层取值(ZGR)、深侧向电阻率的分层取值(RZLLD)、微球型聚焦电阻率分层取值(ZM SFL)和高分辨率声波时差分层取值(ZHAC).

图1 底部钙质夹层厚油储层测井曲线特征及细分层结果

由图1可见,尽管高分辨率声波曲线在底部呈现2个明显的钙质薄夹层,但深测向曲线呈现均匀厚油层的特征,即曲线饱满、幅值高.将该砂岩进行细分,在1 722.38～1 724.50 m处可以看到,深侧向曲线仅给出2个单层,而高分辨率声波曲线给出5个明显单层.计算深侧向曲线最大峰谷比接近1.00;高分辨率声波曲线最大峰谷比为1.16,峰谷比差距略明显,说明电阻率曲线受其中所含流体的性质及含量的影响较大,而高分辨率声波曲线反映岩层中砂钙并存的分布状况.

其次,考虑钙质夹层位于厚油储层中的情况,其测井曲线特征及细分结果见图2.由图2可见,在1 871.00～1 872.50 m处为2个钙质薄层夹一砂岩层的情况.将该段细分层,深侧向电阻率曲线仅为2个单层,而声波曲线呈现3个单层,计算深侧向电阻率曲线最大峰谷比接近1.00;高分辨率声波最大峰谷比为1.12,峰谷比差距略明显.

再次,考虑钙质夹层位于厚油储层上部情况,其测井曲线特征及细分结果见图3.由图3可见,在1 670.13～1 671.00 m处为单1个钙质夹层,处于该油砂体的顶部.将该段细分层,深侧向电阻率曲线仅为2个单层,而声波曲线呈现4个层,计算深侧向电阻率曲线最大峰谷比接近1.00;高分辨率声波最大峰谷比为1.10,峰谷比差距略明显.

图2 中部钙质夹层厚油储层测井曲线特征及细分层结果

图3 上部钙质夹层厚油储层测井曲线特征及细分层结果

2.2 水淹储层

无论是钙质层处于砂岩体的上部、中部或下部,砂岩体被注入水侵入后,砂体内的油被导电性好的水置换,呈现很好的导电性.不同的水淹程度,对应不同的电阻率变化状况.

首先,考虑低水淹情况,其测井曲线特征及细分结果见图4.由图4可见,1 737.25～1 738.84 m对应的砂体为低水淹层.从声波和深测向电阻率曲线能看出明显的钙质薄层,处于1 737.00～1 738.75 m段.将该段细分层,深侧向电阻率曲线仅为2个单层,而声波曲线呈现4个单层,计算深侧向电阻率曲线最大峰谷比为1.10,峰谷比差距略明显;高分辨率声波最大峰谷比为1.35,峰谷比差距明显.

图4 含钙质夹层的低水淹储层的测井曲线特征及细分层结果

其次,考虑中水淹情况,其测井曲线特征及细分结果见图5.由图5可见,1 702.80～1 705.00 m对应的砂体为中水淹层.从声波和深测向电阻率曲线能看出明显的钙质薄层,分别处于1 702.63～1 705.00 m段.将该段细分层,深侧向电阻率曲线仅为3个单层,而声波曲线呈现5个单层,计算深侧向电阻率曲线最大峰谷比为1.31,峰谷比差距明显;高分辨率声波最大峰谷比为1.41,峰谷比差距更明显.

图5 含钙质夹层的中水淹储层的测井曲线特征及细分层结果

再次,考虑高水淹情况,其测井曲线特征及细分结果见图6.由图6可见,1 665.00～1 669.10 m对应的砂体为高水淹层.从声波和深测向电阻率曲线能看出明显的钙质薄层,分别处于1 667.20～1 669.10 m段.将该段细分层,深侧向电阻率曲线仅为3个单层,而声波曲线呈现4个单层,计算深侧向电阻率曲线最大峰谷比为1.60,峰谷比差距明显;高分辨率声波最大峰谷比为1.70,峰谷比差距也明显.

图6 含钙质夹层的高水淹储层的测井曲线特征及细分层结果

3 水淹层识别图版

按照分辨率高的曲线为基准曲线进行分层取值,图1～6中的6段砂岩体对应的电阻率平均值、声波值、最大波峰极值比,以及高分辨率声波曲线与深侧向电阻率曲线之间、高分辨率声波曲线与自然伽马曲线之间的相关因数的绝对值见表1,其中相关因数计算公式为

由表1可以看出,在含钙质夹层厚油储层中,随着注入水的侵入,深侧向电阻率(RLLD)、高分辨率声波(HAC)的钙质层与相邻砂岩层最大响应比逐渐升高,其中 RLLD从1.0Ω·m(未水淹)上升到1.6Ω·m(高水淹);声波时差D T从1.10μs·m-1(未水淹)上升到1.70μs·m-1(高水淹).由 RLLD～D T以及 GR～DT之间的相关因数计算结果可以看出,RLLD与 HAC之间的相关性随着注入水的侵入而增强,GR～D T之间的相关性随着注入水的侵入变化不突出,这说明对流体反映敏感的深侧向曲线对储层的水淹状况反映更敏感.

表1 典型钙质夹层测井计算值及相关因数绝对值统计

选取某大庆油田扶杨油层组含钙质夹层及厚油储层,其钙质夹层测井曲线计算值及相关因数绝对值统计结果见表2.

表2 钙质夹层测井计算值及相关因数绝对值统计

结合表1和表2,建立某大庆油田扶杨油层组含钙质夹层及厚油储层水淹层识别图版(见图7),其图版符合率达到83%.充分考虑储层水淹前后电阻率曲线与孔隙度曲线间相关性变化,是识别扶杨油层组含钙质夹层厚油储层水淹程度的有效根据.

图7 含钙质夹层厚油储层水淹层识别图版

4 结束语

在含钙质夹层及厚油储层2个前提条件下,可以利用钙砂电阻率比、深侧向与声波时差曲线相关因数等特征,建立水淹层和未水淹层识别图版,识别符合率达到83%.在此基础上,利用定量计算含水饱和度等参数,进一步在油层区中识别油层和低水淹层;在水淹层区识别低、中及高水淹层,提高油储层水淹程度的精细识别符合率.水淹层识别方法适用于大庆外围油田含钙厚油储层水淹层的识别.

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Water flooded layer identification of thick oil reservoir of Fuyang oil layer with calcareous intercalation/2011,35(2):13-18

ZHANGMei-ling1,SUN Bao-gang1,XIE Lei2,HOU Shu-shan3
(1.College of Geosciences,N ortheast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang 163318,China;2.Geological Logging Com pany N o.1,Daqing D rilling Engineering Firm,Daqing,Heilongjiang 163411,China;3.W ell Logging Com pany of Daqing D rilling and Exp loration Engineering Corporation,Daqing,Heilongjiang 163412,China)

In o rder to imp rove oilfield recovery and the w ater flooded identification accuracy of thick oil reservoir w ith low permeability and calcareous.It can be show n in our analysis that the injected water takes the p lace of oil in the sand part by the time it penetrates the calcium calcareous interbeds,w hich imp roves the conductivity of the relative part greatly and leads the value of resistivity here lower than that in the calcareous fo rmation.In view of this characteristics,through the statisticalmethods theo ry,on the basis of subzone separate in thick sand body,we construct two eigen values:the resistivity ratio of calcium and sand and the co rrelation coefficient of deep lateral and sonic curves,and establish the water flooded and non-flooded recognition p latew hich hasa high identification accuracy of 83%.So as to achieve the goal of identifying flooded degree of thick oil-bearing reservoirs containing calcareous interbeds in Fuyang oil-layers group effectively,w hich p rovides favo rable evidence in formulating perforating scheme.And,in view of the w ater flooded layer identification of calcium thick oil reservoir,it has the extensive applicability in the peripheral oil fields of Daqing.

calcareous interbed;fluvial facie;oil-bearing reservoir;flooded characteristic;logging

P631.8

A

1000-1891(2011)02-0013-06

2010-12-24;审稿人:宋延杰;编辑:陆雅玲

张美玲(1967-),女,博士,教授,主要从事地球物理测井理论及资料解释评价方法方面的研究.