RISExpress V 2.0软件在井场随钻地质跟踪中的应用

苏朝博 胡 云 苑仁国 郭明宇 张建斌 符 强

(①中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司；②中海石油(中国)有限公司天津分公司)

0 引 言

随着渤海海域深层油气勘探力度加大[1]，以及浅层优快勘探推广，潜山卡取及钻井取心等识别关键地质界面的频次显著升高。潜山卡取不及时极易发生井漏、井涌、井喷等工程风险；钻井取心层位不准确会造成取心收获率和作业时效降低；油气解释评价不落实会造成盲目勘探，增加作业成本。国内外地质类软件众多，其主要应用方向大不相同，如：主要用于地震处理和反演的常用软件Landmark、Discovery、Jason等；主要用于储层三维建模的软件Petrel、GOCAD、RMS等；主要用于地质绘图的软件BendLinkEx、GeoMap、Resform等，但以上软件在录井综合解释评价中鲜有涉及，RISExpress V 2.0软件弥补了此项空白，可辅助地质人员进行随钻地质跟踪，有效降低工程风险。智能化油气解释评价是其核心功能，可有效提高油气发现率和解释准确率，有助于推动录井新技术发展[2]。

1 软件简介

RISExpress V 2.0井场油气水快速识别与评价系统是一款具有综合性、易用性和便捷性的录井解释工具软件，以现场钻井、录井、测井等数据为依据，气测、地化、三维等单项解释方法为核心[3-5]，结合区域地质资料和评价标准，可快速进行随钻地质界面识别和油气信息发现。

该软件于2014年发布，经历5期版本修订，2019-2020年向现场作业人员培训推广，随着应用要求的不断提高，软件更加稳定、规范和全面。其单井显示、地层对比、图板绘制等基础功能架构辅助地质人员利用一手资料进行综合分析，便于快速完成随钻对比和解释评价。

2 功能架构

软件平台包括基础应用模块和解释评价模块两大部分。其中，基础应用模块主要包括数据管理、单井显示、地层对比、平面分析和图板绘制等子模块，为解释评价提供数据、分析方法和可视化。解释评价模块主要包括数据预处理、岩性识别、油气水解释等子模块，对原始数据进行处理、提供解释算法和知识库模板，完成录井解释工作，如图1所示。

图1 井场油气水快速识别与评价系统架构

软件操作模式设计为“IPEEO”(图2)，其中：

I(Input):建立工区，录入钻井、录井、测井及测试等数据。

P(Preprocessing):对录入的钻井、录井、测井、测试等原始数据进行预处理。

E(Established):基于钻录井数据建立单井、多井分析图及图板。

E(Explain):对岩性及油气水进行单项解释以及综合解释。

O(Output):将工区、成果图件等进行保存和输出。

图2 系统操作模式示意

3 随钻地质跟踪

随钻地质跟踪的主要内容是关键地质界面识别和流体实时解释评价。RISExpress V 2.0软件在现场应用中具备有效减少录井数据录入时间、随钻快速成图和快速解释评价油气信息等特点，可有效辅助下步勘探决策。

3.1 关键地质界面识别

关键地质界面识别主要包括卡潜山和钻井取心工作，其关键在于精细地层对比。以Z 1井卡潜山为例，通过研究渤中XX构造元素录井参数[6-9]，得出本构造中5种元素录井参数最为敏感，钻进至4 862 m时将采集钻录井数据表直接导入软件，应用已设置的剖面模板一键快速建立地层剖面(图3)。通过对比发现：敏1、敏2元素曲线反向交会明显，敏3、敏4、敏5元素含量断崖式降低，各项指征与邻井一致，综合判断已进山2 m；太古界潜山较设计加深102 m，及时中完停钻，保证了钻井施工安全。

在关键地质界面识别中，RISExpress V 2.0软件有助于提高现场人员工作效率，降低工程风险。

图3 渤中XX构造L 1井-Z 1井-L 2井地层对比

3.2 流体实时解释评价

随钻地质跟踪另一项重要工作流体实时解释评价，同时也是软件核心内容。实时、准确的流体解释评价能为管理者提供必备的井下油气信息，辅助制定合理决策计划，达到降本勘探、增效开发的目的。

3.2.1 流体解释方法

RISExpress V 2.0软件提供渤海区域细分二级构造带单项录井解释方法，主要包括：基于气测录井的解释方法、地化录井解释方法、三维定量荧光解释方法和录井参数组合图板解释方法等。这些方法利用的是油气水层表征参数的反演和正演原理，即通过不同井不同层位储层的岩屑录井参数与岩心及测井解释结论进行表征，确定各显示级别响应区间，将获取到的待解释储层录井参数进行匹配识别。除录井参数解释方法之外，软件还提供基于数学解释方法，主要包括动态聚类分析方法、Fisher判别分析法、基于数据降维的二维解释图板法以及数据挖掘技术分类模型解释方法，主要用于解决样品的分组与未知样品的预测问题，定量划分油气水层，改善判别效果。

软件方面需要把正钻井数据及时输入，系统根据正钻井所在的二级构造带匹配该井的各单项解释图板和方法，并在众多的方法中根据该构造带的方法优选系数将所有解释方法进行排序，最终完成综合解释评价工作。流体解释方法是RISExpress V 2.0软件的特色功能，行业内暂未发现能够提供根据正钻井所在构造特定的油气水解释评价方法地质软件；方法优选是根据大量样本分析得出的方法排序，是软件系统提高解释准确率的核心，同时可人为干预。

3.2.2 解释方法优选

在上述众多解释方法中，同一储层录井参数用不同方法解释，存在一定多解性，这就涉及方法优选。方法优选原则为：(1)同构造同区块录井参数优于其他构造；(2)方法参数选择简单方便，便于现场和解释人员使用；(3)方法符合率较好，具有普适性等。

渤海地区作业常用气测、三维、地化3种录井项目，根据以上条件选择方法包括：特征参数异常倍数法、3H比值法、皮克斯勒图板法、气体比率法、Pg-S1、Pg-OPI、S2-TPI、N-Oc、Em-C共9种进行优选分析(Pg为地化录井中产油气潜量，mg/g；S1为地化录井中液态烃量，mg/g；S2为地化录井中裂解烃量，mg/g；OPI为地化录井中油产率指数；TPI为地化录井中油气总产率指数；Oc为三维定量录井中荧光油性指数，指中质油峰荧光强度与轻质油峰荧光强度的比值；Em为三维定量录井中最佳发射波长，三维立体图谱的矩阵数据体中荧光强度最大值数据点对应的发射波长，nm；N为三维定量荧光录井中系列对比级，指单位样品中荧光物质所对应的荧光系列对比级别；C为三维定量荧光录井中含油浓度，指单位样品中被试剂萃取出烃类物质的含量，mg/L)。通过研究，得到油气水解释评价方法优选系数公式如下：

A=Fβ(K/T)f(t)

式中：A为优选系数；F为研究工区某一个解释方法的符合率，以电测解释结论为标准，为分析的样本和电测解释结论相符合的层占总层数的百分比；β为解释方法置信度，给出的区间是被测量参数测量值的可信程度，是总体参数所在的可能范围；K为图板建立过程中，所使用到的层数总和；T为研究工区储层总层数，指一个二级构造带内所有荧光显示和气测异常的层，且包含电测解释而录井没有解释的层；f(t)为样本层影响因子，当分析储层数小于80层时样本层影响因子为0.91，当分析储层数区间为[80，200]时样本层影响因子为0.95，当分析储层数大于200层时样本层影响因子为0.97。

通过上述公式符合条件的9种方法在构造带内进行统计分析，得到优选系数，其值的大小分别反映各方法的优选顺序，系数值越大，优选性越好，可信度越高。

表1为辽中凹陷西斜坡带优选系数对应各方法的计算结果。对于辽中凹陷西斜坡带来讲，方法优选的顺序为：异常倍数法>Pg-S1>Pg-OPI>Em-C>S2-TPI>皮克斯勒图板法>气体比率法>N-Oc>3H比值法。如钻井现场无地化、三维录井手段，则要根据气测各项方法、岩屑识别等进行综合解释。

表1 辽中凹陷西斜坡带优选系数

通过RISExpress V 2.0软件进行方法排序的主要目的是完成信任度评比，在实际应用中需具体问题具体分析，一般选取优选系数较高的解释方法，但是地层流体性质复杂，单看优选系数最高的解释方法比较片面，应多种方法结合，进行综合解释评价。

3.2.3 应用实例

以旅大XX构造Z 2井为例，该井流体实时解释评价基于RISExpress V 2.0软件中辽中凹陷西斜坡带知识库，优选异常倍数、Pg-S1、Pg-OPI等单项解释方法，目的是快速直观反映油气性质纵向及横向的变化情况，结果如下：

Z 2井钻遇4套砂体，与L 3井储层发育情况基本一致。Tg异常倍数法解释Z 2井各个砂体，发现1号、2号砂体气测Tg异常倍数大于6.5倍，虽然落在油层区，但其荧光显示较差，所含重组分少，流体性质与油层有明显差异，解释为气层(图4、图5)；3号、4-1号上部砂体Tg异常倍数大于5.5倍，投点位于油层区，解释为油层；4-1号下部、4-2号砂体异常倍数小于3倍，投点位于含水区，解释为油水同层和含油水层。

根据地化Pg-S1解释图板，1号、2号砂体投点位于含水区，但根据Tg异常倍数判断为气层；3号、4-1号上部砂体投点位于油层区，解释为油层；4-1号下部、4-2号砂体投点位于含水区，解释为油水同层和含油水层(图6)。采用Pg-OPI、Em-C等方法进行解释，解释结果见表2。宏观来看，Z 2井处在构造相对高部位，油藏属于存在气顶的厚层优质油气藏，但油气供给不足含底水(图7)。旅大油田在今后实施生产井钻井过程中，如钻至该套水层可提前完钻或变更作业方案，辅助优快背景下勘探开发决策。

当邻井未钻遇某一流体类型，而正钻井钻遇时，要综合岩屑、气测等资料进行判断，例如Z 2井1号、2号砂体气层，无法根据邻井解释图板进行解释，要根据岩屑、气层组分以及本井油气纵向特征等多种手段综合分析，得到最优解释。因地层流体特殊性和优选方法差错率，当优选系数最高方法的解释结论与其他方法均不同时，可考虑选择其他方法综合考量该方法解释结果的准确性，得到最优解。

图4 Z 2井砂体气测异常倍数图板

图5 Z 2井1号砂体、2号砂体荧光显示图

图6 Z 2井砂体地化Pg-S1解释图板

表2 旅大XX构造Z 2井不同方法的解释结果

图7 旅大XX构造Z 2井录井综合解释对比

3.3 效果分析

RISExpress V 2.0软件现场试验效果：钻录采集成果数据表输入软件所需时间在20 s以内，且运行稳定性强；在关键地质界面识别工作中，卡潜山和钻井取心界面准确率有一定提升，平均循环次数逐渐减少至1.5次左右；以测试、测井解释结果为标准，流体实时解释评价符合率达85.5%。

4 结 论

(1)关键地质界面识别过程中，RISExpress V 2.0软件有助于提高现场人员工作效率，及时提出停钻或中完建议，降低工程风险。

(2)流体实时解释评价能根据井筒所在构造带信息获取知识库模板来设置运行参数，快速建立图板，通过优选方法进行精确解释，及时获取准确的解释结论能有效辅助下步勘探决策。

(3)较高的数字化处理能力和丰富的解释手段，有助于现场工作人员优质完成地质勘探任务，并推动录井新技术的发展。