南堡凹陷碳酸盐岩储集性能测井评价研究

周凤鸣,林发武,司兆伟,刘得芳,陈晶莹,田超国

(中国石油冀东油田勘探开发研究院,河北唐山063004)

南堡凹陷碳酸盐岩储集性能测井评价研究

周凤鸣,林发武,司兆伟,刘得芳,陈晶莹,田超国

(中国石油冀东油田勘探开发研究院,河北唐山063004)

针对南堡凹陷潜山碳酸盐岩勘探开发需求,基于基质孔隙和裂缝发育情况进行储集类型识别。利用横波和斯通利波测井资料分析储层有效性,快慢横波最大最小正交能量差较大时,斯通利波出现“Ⅴ”字型干涉条纹,反射特征明显。基于总孔隙度、裂缝孔隙度、流体移动指数等测井成果信息构建综合判别指标,经自然产能刻度后实现对储集性能的定量评价,初步形成了碳酸盐岩储集性能测井评价方法和标准。将南堡凹陷碳酸盐岩储层划分为3个等级,其中米日产液量≥1 t的为优质储层。实际应用表明,自然产能预测和储集性能评价成果与生产结果基本吻合。

测井评价;碳酸盐岩;储集类型;储集性能;南堡凹陷

0 引 言

碳酸盐岩储层储渗空间主要是洞穴、孔洞和各种裂隙,非均质性极强,且不同的储集类型具有不同的产能特征[1]。随着成像测井技术的进步,对双重孔隙结构储层的测井产能预测研究有了一定进展,但由于受测井参数精度、测试资料代表性及储层非均质性影响,国内外尚无较好的预测方法[2]。南堡凹陷潜山碳酸盐岩油气藏是油田可持续发展的重要勘探领域,提出了基于产能预测的储集性能评价思路,形成了南堡凹陷潜山碳酸盐岩储层储集性能的测井评价方法和标准。

1 储层储集类型识别

结合岩心观察、薄片分析及成像测井特征研究,认为南堡凹陷酸盐岩储层储集空间以孔隙、溶蚀孔洞和裂缝为主。按照储集空间的优势配比关系,将南堡凹陷酸盐岩储层储集类型划分为孔洞型、裂缝-孔洞型、孔洞-裂缝型、裂缝型4种类型[3]。目前南堡凹陷碳酸盐岩高产井储层以裂缝-孔洞型为主,溶蚀孔洞主要沿裂缝发育,FM I测井资料显示,暗色斑点状溶蚀孔洞形似串珠状(见图1)。储集类型的定性识别有助于客观评价储层储集性能。

以微电阻率扫描图像为主要识别基础,不同储集类型储层的裂缝孔隙度-总孔隙度交会图见图2。不同储集类型的分布区域和优势储集空间相对清晰、明确。因此,基于孔洞和裂缝发育情况,利用裂缝孔隙度-总孔隙度交会图可以有效识别储层的储集类型。

图1 裂缝-孔洞型储层FM I图像特征

图2 碳酸盐岩储集类型识别图版

2 储层有效性分析

以微电阻率扫描成像和三孔隙度测井资料为基础的储集类型识别存在一定局限性。南堡凹陷资料表明,部分井段微电阻率扫描图像反映高角度裂缝非常发育,并可见串珠状溶蚀孔洞,但经大型酸压后仍为低产液层。因此,进一步评价储层有效性十分必要。

2.1 利用横波测井资料指示储层的有效性

横波在各向异性地层传播时产生分裂现象,偶极横波成像测井提供的快慢横波最大最小正交能量差指示了地层各向异性的强弱[4-5],能量差越大则地层各向异性越强,各向异性强一般和储集空间有效性成正相关。图3显示高产液量储层横波各向异性特征,快慢横波最大最小正交能量之间填充红色,红色面积越大,则地层各向异性越强。图4显示快慢横波最大最小正交能量差较小,测试证实为干层。

2.2 利用斯通利波测井资料指示储层的有效性

斯通利波沿井壁传播,当其穿过渗透性地层时,储集空间的流体会引起声波能量的衰减,同时还会发生频散,这种衰减和频散与地层的基质孔隙、孔洞及天然裂缝发育程度密切相关。因此,利用斯通利波波形、能量衰减和反射特性,能够对裂缝性储层储集空间有效性进行评价。在地层基质孔隙、孔洞及裂缝非常发育情况下,斯通利波出现明显的“Ⅴ”字型干涉条纹(见图3);在地层基质孔隙、孔洞及裂缝不发育时,斯通利波反射信息微弱(见图4)。

图3 高产储层横波各向异性及斯通利波特征

综合分析高、低产液储层横波各向异性及斯通利波特征可见,横波及斯通利波反应储集空间有效性具有很好的一致性,即快慢横波最大最小正交能量差较大时,斯通利波出现“Ⅴ”字型干涉条纹,反射特征明显。

图4 低产储层横波各向异性及斯通利波特征

3 储层自然产能预测

3.1 单层米产液量的确定

目前,南堡凹陷碳酸盐岩储层测试均为裸眼大井段,因此,本文基于储层物性参数评价结果,采用体积加权法将大段测试产能匹配到不同的储层段,获取相对客观的不同储集性能储层的自然产能样本,并得到单个储层的米日产液量

式中,Q为单井日产液量,t;Ji为米日产液量,t;Hi测试层段不同品质储层有效厚度,m;X为产量系数;Ai为测试层段不同品质储层的产能贡献系数;φi为测试层段不同品质储层总孔隙度,%。

3.2 自然产能预测模型

通过对工区碳酸盐储层测试、测井资料研究,认为地层的自然产能与地层总孔隙度、裂缝孔隙度、流体移动指数、地层各向异性指示参数呈正相关。根据各参数对产能的敏感性,合理选择权系数,构建了测井综合参数 Z,各基础参数均采用无量纲标准化数值,在0～1之间变化,Z参数构建函数为

式中,Z为测井综合参数;A、B、C、D为权系数;φ＊为地层总孔隙度,来自于对三孔隙度测井资料的处理,标准化数据;Q FM＊为流体移动指数,来自于对偶极横波成像测井资料的处理,标准化数据;E＊为地层快慢横波最大最小正交能量差,来自于对偶极横波成像测井资料的处理,标准化数据;φ＊f为地层裂缝孔隙度,来自于对微电阻率扫描成像测井资料的处理,标准化数据。

图5为南堡凹陷碳酸盐岩储层5 mm油嘴自然条件下米日产液量与测井综合参数 Z值的交会图。由图5可见,储层米日产液量与 Z值有较好的正相关关系,即

式中,J为储层米日产液量,t;Z为测井综合参数。

通过该模型,可以实现基于测井资料的储层自然产能预测。

图5 米日产液量与Z值交会图版

4 储层储集性能评价

由于裂缝性油气藏储集层裂缝、孔洞空间的非均质性以及油气聚集和渗滤的特殊条件,需结合地区特点研究储集性能的评价方法和标准。根据南堡凹陷碳酸盐岩储层产能特征和生产需求,并参照裂缝性油气藏储量规范,将南堡凹陷碳酸盐岩储层划分为3个等级(见表1)。

表1 南堡凹陷碳酸盐岩储层级别综合评价标准

依据储层储集空间识别、测井特征认识和产能预测成果,进行南堡凹陷碳酸盐岩储层储集性能的综合评价,3级储层综合评价指标和标准见表1。

5 应用实例分析

××井为南堡凹陷碳酸盐岩潜山1口新钻井。该井钻遇碳酸盐岩地层86 m,全井段电阻率在20～1 000Ω·m分布。处理结果显示(见图6),总孔隙度分布在1%～6.4%,裂缝发育,储集空间以裂缝-孔洞型、孔洞-裂缝型为主,快慢横波最大最小正交能量差较大,斯通利波“Ⅴ”字型干涉条纹明显。根据储集性能综合评价标准,该井评价Ⅰ类储层4层44 m;Ⅱ类储层2层13.8 m;Ⅲ类储层1层6.6 m (见表2)。按厚度累计,预测该井5 mm油嘴日产液68.6 t。该井实际裸眼自喷生产,5 mm油嘴,日产油33.7 t,日产气44 123 m3,折日产液量为77.8 t。生产结果与自然产能预测和储集性能评价成果基本吻合。

图6 ××井南堡凹陷碳酸盐岩储层储集性能评价成果图

表2 南堡凹陷××井碳酸盐岩储层储集性能评价成果表

6 结 论

(1)利用储层总孔隙度和裂缝孔隙度参数,实现了碳酸盐岩优势储集空间和储层储集类型的识别。

(2)提出了一套基于自然产能预测的碳酸盐岩储层评价方法,建立了南堡凹陷碳酸盐岩储层储集性能评价体系和标准,在实际应用中效果显著。

[1] 谭承军,吕景英,李国荣.塔河油田碳酸盐岩油藏产能特征与储集类型的相关性[J].油气地质与采收率, 2001,8(3):43-45.

[2] 赵军,祁兴中,夏宏泉,等.测井资料在碳酸盐岩洞-裂缝型储层产能评价中的应用[J].现代地质,2003,17 (2):99-104.

[3] 赵良孝,补勇.碳酸盐岩储层测井评价技术[M].北京:石油工业出版社,1994.

[4] 张守谦,顾纯学,曹广华.成像测井技术及应用[M].北京:石油工业出版社,1997.

[5] 赵军,蒲万丽,张永忠,等.横波各向异性在碳酸盐裂缝性储层评价中的应用[J].测井技术,2005,29(2) 118-120.

On Log Data Evaluation of Carbonate Reservoir Property in Nanpu Sag

ZHOU Fengming,L IN Faw u,SIZhaowei,L IU Defang,CHEN Jingying,TIAN Chaoguo
(Exp loration&Development Research Institute,Petrochina Jidong Oilfield Company,Tangshan,Hebei 063004,China)

In view of the exp loratory development needsof carbonate reservoir in Nanpu sag,put forward is reservoir type identification based on matrix porosity and fracture development degree. Analyzed is the reservoir effectiveness by use of transverse wave and Stoneley wave log data.It is believed that transverse wave and Stoneley wave show good consistency in indicating reservoir effectiveness.That is to say,Stoneley w ave show s distinct reflection features w ith“Ⅴ”shape interference fringe,w hen maxim um and m inim um o rthogonal energy difference betw een fast and slow S-wave components is comparatively larger.Built are the comp rehensive discrimination indices for reservoir p roperty according to total porosity,fracture porosity,fluid movement index, etc.Thereby,Quantitative evaluation of reservoir p roperty is realized after calibration of natural p roductivity,and consequently,formed is a p reliminary log evaluation method and criterion for the reservoir p roperty.Carbonate reservoir in Nanpu sag is divided into 3 grades,and the reservoir w ith liquid yield over 1 t/d per meter is higher quality reservoir.Practical app lication indicates that capacity p rediction and reservoir p roperty evaluation result is coincidence w ith the yield.

log evaluation,carbonate,reservoir type,reservoir p roperty,Nanpu sag

P631.84 文献标识码:A

国家科技重大专项渤海湾盆地南堡凹陷勘探开发示范工程(编号2008ZX05050)技术支撑项目

周凤鸣,男,1966年生,高级工程师,博士,从事测井综合评价研究工作。

2010-12-17 本文编辑 王小宁)