南堡凹陷5号构造东部深层火山岩储层流体性质识别方法

庄东志，谢伟彪 （中石油冀东油田分公司勘探开发研究院，河北唐山 063004）

南堡凹陷5号构造东部深层火山岩储层流体性质识别方法

庄东志，谢伟彪 （中石油冀东油田分公司勘探开发研究院，河北唐山 063004）

火山岩岩性、储集类型及孔隙结构复杂，特别是深层火山岩储层更是如此，因此火山岩储层流体性质识别是测井解释的难题之一。针对南堡凹陷5号构造东部深层火山岩储层勘探过程中的流体性质识别问题，利用气测录井资料，补偿密度、声波时差与电阻率的关系图版，结合阵列声波测井资料及补偿中子时间推移测井等方法进行流体性质识别，取得了较好的应用效果。经试油资料验证，能够满足深层火山岩油气藏勘探流体性质识别的需要。

流体识别；气测录井；阵列声波测井；补偿中子时间推移测井；火山岩；南堡凹陷

南堡凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷北部，是一个小型陆相断陷盆地，南堡凹陷5号构造位于南堡凹陷西部，其古近系沙河街组火山岩广泛发育［1，2］。目前，已在火山岩中获得了高产油气流，火山岩油气藏成为南堡凹陷下一步深层勘探的重要领域。南堡凹陷5号构造东部深层火山岩油藏尚处于勘探阶段，研究区的探井基本采集了常规测井和特殊测井资料，充分应用上述测井资料对火山岩储层流体性质进行综合评价显得极为重要。为此，笔者针对南堡凹陷5号构造东部火山岩储层特点进行了流体识别方法的研究，综合利用气测录井、常规解释图板、阵列声波资料和补偿中子时间推移测井等多种方法达到了火山岩流体识别的目的，为火山岩储层解释评价研究提供了一定的思路和手段。

1 火山岩储层岩性识别

南堡凹陷5号构造东部火山岩的纵向分布反映了火山喷发具有多期次、多旋回，沉积韵律复杂的特点，因而造成了该区火山岩储层具有岩性多变，气孔为主要储集空间，流体性质以气为主，油、气、水关系复杂等特点，给测井解释评价带来了极大的困难。

为了更好地针对火山岩储层的流体性质进行识别研究，其岩性识别是基础和前提。研究区的火山岩以玄武岩为主。玄武岩是基性火山岩，矿物成份以浅色斜长石和暗色辉石等矿物为主，且斜长石含量高于辉石。相较于砂泥岩，火山岩测井响应具有自然伽马低、声波时差小、密度高、电阻率一般较高等特点。结合上述火山岩岩石学特征，通过测井交会图等技术可以把研究区的火山岩从砂泥岩中有效地识别出来。

表1 岩性识别

2 火山岩储层流体识别

2.1 气测录井识别方法

气测录井是直接测定钻井液中可燃气体含量的一种录井方法［3］。气测录井是在钻井过程中进行的，利用气测资料能及时发现油、气显示，在探井中广泛采用，火山岩勘探也不例外。随钻气测是在钻井过程中测定由于岩屑破碎进入钻井液中的气体含量和组分。含气性较好的储层机械钻速较高，气测全烃绝对值高，曲线形态呈箱状、峰状，气显示结束后曲线值下降速度慢，甲烷含量高；水层气测全烃绝对值低，曲线形态呈指状、尖峰状，气显示结束后曲线值降低速度快。

图1（a）是一口井识别储层含气性的实例，机械钻速较高，气测全烃最高达100%以上，甲烷峰值达到98%。参考其他资料解释为气层和差气层。通过试气证实，日产气上万立方米。图1（b）是另一口井识别火山岩储层含气性的实例，机械钻速较低，虽气测全烃绝对值较高，但全烃和甲烷曲线形态都呈指形尖峰状，气显示结束后曲线值降低速度快，经试气验证为含气水层。

图1 利用气测录井识别气层

2.2 常规测井交会图版识别方法

交会图法是确定岩性、孔隙度和含油气性广泛采用的一种方法，能将大量的数据用图示的方法反映出来。根据研究区的测试资料，进行多种测井曲线的交会图分析，可以判断不同流体性质储层的测井响应分布范围，为识别火山岩气层提供方向。

通过选取南堡凹陷5号构造东部火山岩储层测试的5口井中5个层，由于岩性相同，所以测井响应特征的变化主要取决于储层物性和流体性质的变化。如图2所示，通过声波时差－深侧向电阻率及密度－深侧向电阻率交会图，可以将干层、水层与油气层分开。干层具有高电阻率、高密度、低声波时差、低补偿中子的特征；水层相对于油气层而言，电阻率更低，中子稍高、声波时差稍小。研究区油层与气层很难区分，因为油与气的电阻率相近，声波时差、中子、密度受物性的影响较大，而研究区油层的物性比气层好，所以仅仅根据测试资料很难区分油层与气层，流体识别时需要结合测试资料、气检测结果及录井资料等综合识别。在物性相同的情况下，气层相对于油层而言，声波时差更大、密度更小、中子更低。综合分析可知，研究区火山岩储层中，油、气、水层以及干层的测井响应特征如表2所示。

表2 火山岩储层流体性质识别标准

2.3 阵列声波测井识别方法

图2 交会图法识别火山岩储层流体性质

火山岩地层与沉积岩地层一样，孔隙流体中不传播横波，地层中横波传播路径主要为骨架，故横波对地层储集空间中的流体类型不敏感。不同流体的纵波速度差别较大，孔隙内介质的类型对纵波传播速度有较大影响，一般油气的纵波速度小于地层水的速度，天然气的纵波速度更小。如果孔隙内的介质为天然气，纵波的能量将出现较大的衰减，时差有显著地增大，出现 “周波跳跃”现象［4］。虽然常规测井资料在火山岩储层中识别流体性质能够发挥一定的作用，但毕竟有限。偶极声波成像测井可以获得高质量的纵横波资料，进而可以通过纵横波速比与纵波时差交会图 （见图3）识别气层。虽然该图版最早用于砂岩，但通过试验对于玄武岩这种以孔隙为主、含气性较好的储层同样适用，图3中试油验证三角形点为气层，圆形点为干层。

火山岩储层基质孔隙通常较低，在一定程度上造成了纵横波速度比法识别气层的不确定性。通过偶极声波成像测井资料的处理，可以计算出纵横波的能量衰减量［5］。在纵横波能量衰减一致的井段，认为无油气；能量衰减差异大的井段，则认为是油气的响应，而且，纵波能量的衰减要大于横波能量的衰减。利用纵横波能量衰减方法识别火山岩气层，能够最大限度地弥补常规测井在识别火山岩气层方面的不足。图4为NP5-A井应用偶极声波成像测井资料识别火山岩气层的实例，含气显示明显。通过压裂试气161号层，获得工业气流。实践证明该方法能够有效识别出研究区产能较低的火山岩气层。

图3 利用测井交会图识别气层

2.4 补偿中子时间推移测井法

理论上，反映含气饱和度的所有测井方法都可以进行时间推移测井，井壁周围含气层饱和度随时间的变化而变化，是获得时间推移测井信息找气的基本条件。在不同时间内使用同一种测井仪器探测含气储层冲洗带的含气饱和度变化，当测井曲线出现差异时，指示为气层；当测井曲线没有差异时，指示为非气层。在火山岩储层中，补偿中子对气层敏感，且仪器不用推靠在井壁，施工简单快捷。具体做法是：在完井下入套管后、制定具体的试油方案前，进行目的层段的补偿中子测井，然后与裸眼井的补偿中子测井曲线进行对比，如果存在差异说明储层含气，差异越大含气性越好，差异很小则说明含气性差或不含气。如图5所示，NP5-B井107号层2次补偿中子孔隙度基本无异常，可以判断该层含气性较差，试油证实为含油水层。

图4 NP5-A井偶极声波成像测井识别气层

南堡凹陷5号构造东部深层火山岩储层流体性质识别是一项较为困难的工作，仅靠单一的识别方法存在一定的局限性。为避免在测井解释中出现流体性质误判、漏判现象，应综合上述的所有流体识别方法。通过对研究区12口探井、评价井的火山岩储层处理解释，经试油验证符合率达80%，较好地满足了勘探开发生产的需要，应用效果明显。

图5 NP5-B井补偿中子时间推移测井图

3 结论与认识

1）气测曲线能够直观地识别油气层，与储层物性相结合效果会更好，但不能完全依赖气测录井资料。

2）利用试油资料制作的交会图，能有效地对流体性质进行识别。

3）对于不同孔隙类型的火山岩储层，不同的判别方法具有不同的判别效果。对于气孔相对发育的储层，纵横波能量衰减对气层具有较好的判别效果。

4）对于裸眼井测井资料流体性质较难判别的储层，通过套后补偿中子等时间推移测井能够取得较好的判别效果。

5）对于物性较好的火山岩储层，文中所述的流体识别技术均能取得较好的识别效果；对于物性较差的火山岩储层，各种方法应综合应用。

［1］周海民，马乾 .南堡凹陷北堡地区火成岩储层特征 ［J］.石油与天然气地质，2003，24（1）：36～38.

［2］董月霞，周海民，夏文臣 .南堡凹陷火山活动与裂陷旋回 ［J］.石油与天然气地质，2000，21（4）：304～307.

［3］王薇，李红娟，杨学峰 .徐深气田火山岩储层岩性与流体性质测井识别研究 ［J］.国外测井技术，2006，21（1）：6～9.

［4］中国石油勘探与生产分公司 .火山岩油气藏测井评价技术及应用 ［M］.北京：石油工业出版社，2009.

［5］杨雷，高秋涛，王国斌，等 .利用XMAC测井识别油气层段 ［J］.新疆石油地质，2002，23（5），402～403.

［编辑］ 龚丹

The Fluid Property Identification Method of Deep Volcanic Reservoir in the East of No.5 Structure in Nanpu Sag

ZHUANG Dongzhi，XIE Weibiao (First Author's Address:Research Institute of Exploration and Development，Jidong Oilfield Company，PetroChina，Tangshan 063004，Hebei，China)

In Nanpu Sag，complex lithology，reservoir types and pore structurewere the problems of fluid identification for volcanic rock reservoirs in logging interpretation，especially in deep volcanic reservoirs.In order to solve the problems of fluid identification of deep volcanic reservoirs in the east of No.5 Structure in Nanpu Sag，gasmeasuring borehole log data，compensated density，chart board of sonic and resistivity，array acoustic logging data，neutron time-lapse logging and othermethods are dep loyed to identify fluid characteristics，and good application effect is achieved.It is proven by oil test data that it can meet the needs of fluid identification method in deep volcanic reservoirs.

fluid identification;borehole gas logging;array acoustic logging;compensated neutron time-lapse logging;volcanic rock;Nanpu Sag

P631.84

A

1000-9752（2014）05-0073-04

2013-09-30

国家科技重大专项 （2011ZX05006-006）。

庄东志 （1977-），男，2001年江汉石油学院毕业，工程师，现主要从事特殊岩性测井资料解释工作。