基于FLAIR资料的渤海太古界潜山储层流体评价方法研究

张振波，郭明宇，袁胜斌，姬建飞，杨 毅，黄小刚

（1.中法渤海地质服务有限公司，天津 300457；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

近年来，随着渤海油田勘探思路的转变和地质认识的不断创新，中深层探井越来越多，并在渤中凹陷的深层太古界潜山储层取得了重大勘探成果［1］。随着深层勘探力度不断加强，所揭示的储层流体分布也日趋复杂，对现场录井技术手段也提出了更高的要求。FLAIR（Fluids Logging＆Analysis In Realtime）流体录井是在常规气测录井技术上发展起来的新技术，不仅可测量常规气测设备检测的C1-nC5等组分，还可以测量nC6、nC7、nC8、C6H6、C7H8、C7H14等其他非烃组分，新增加的气体组分和原来检测到的气体组分组合在一起，可以更加准确地反映出储层内流体特征［2-7］。随着渤海油田深层潜山勘探开发的深入，相应的FLAIR资料逐渐增多，利用FLAIR资料可获取更为丰富的储层烃类组分信息，进而对烃组分信息进行统计分析，确定储层流体性质解释的关键参数，从而建立一系列储层流体性质识别方法，并在实际应用过程中取得了较好的应用效果。

1 FLAIR资料的技术优势

FLAIR是由法国地质服务公司推出的最新一代的气测资料录取系统。有出口和入口两套流体萃取系统对泥浆进行加热并脱气，脱出的气体通过真空气管线负压输送到色谱分析仪，分离出不同的气体组分，最后输送到质谱分析仪进行分析，可在90 s的周期内同时检测C1-C8等多种烃类气体，并且自带一套质量控制体系，分别包括钻前的设备调校实验、泥浆背景气分析、脱气效率试验、气体完整试验、设备密闭性试验，以及钻进过程中的脱气效率试验等［8-9］，整套的质量控制试验保证了FLAIR流体录井数据的准确性，在不同区域、不同井段之间具备较强的可比性，为现场地质作业及后期资料研究提供了更具说服力的数据基础。FLAIR资料的技术优势主要是脱气过程中定量、恒温、恒压，从而保证脱气条件一致性；FLAIR技术测量精度高，所获得的烃类组分多，特有的质谱技术分析检测精度大大提高，并且测得组分不限于传统检测仪检测的C1-C5，还包括正己烷（nC6）、正庚烷（nC7）、正辛烷（nC8）、苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、甲基环己烷（C7H14）；同时还可以根据客户需求选测一些非烃类气体，如二氧化碳（CO2）和硫化氢（H2S）等［7-12］；FLAIR数据质量受到严格控制，FLAIR流体录井在作业前，对设备进行多种试验来确保数据的录取质量，如气体设备调校、气路漏失性试验、设备分析稳定性试验、出入口脱气平衡性对比试验、泥浆背景气分析试验等，并且在资料录取过程中由系统自带的数据质量控制软件对实时采集的数据进行质量监控。

2 潜山流体评价方法

渤海潜山储层受复杂的地质因素与钻井工程因素影响，时常会出现常规气测组分不能真实地反映地层流体特征，给录井综合解释评价带来挑战。而FLAIR录井技术正是在常规气测录井Reserval技术的基础上发展起来的，靠自身严格的数据质量控制，消除再循环气等因素影响，校正后的数据基本上接近地层的真实含气量，可直接反映储层流体真实性质。通过对渤中凹陷11口探井潜山地层以FLAIR系统为载体测量的烃类组分信息特征进行分析，确定了反映储层流体性质的关键参数，建立起的烃类组分比值图版法、FLAIR流体指数法、星型图-条状图组分快速分析法等潜山流体评价方法，在实际作业生产中，具有较强的适用性。

2.1 烃类组分比值图版法

烃类组分比值图版法是根据FLAIR技术录取的数据资料特征，以渤中凹陷潜山已钻井的FLAIR资料为基础，所建立起的渤海潜山储层流体评价图版。为提高该评价图板的准确率和适用性，数据样点选取研究区内通过测试或者取样，已证实流体类型的储层，按照不同储层及流体性质对FLAIR气测数据的反映特征进行分类，确保评价图版样本数据的准确性和代表性［13-14］。以重烃组分比值10（nC6+nC7+nC8+C7H14）／（C1+C2）为横坐标，轻烃组分比值（C1+C2）／C3为纵坐标，纵横坐标采用对数格式，构成烃类组分比值图版。在随钻的解释评价过程中，可根据烃类组分比值数据的投点区域，快速识别储层流体性质（图1）。

图1 烃类组分比值图版

2.2 流体指数法

FLAIR流体指数的定义，是根据FLAIR流体录井对不同储层内流体反映的特征，选择对不同流体反映敏感的参数进行分类组合，重新定义这些参数，使这些参数对油气水特征有一个更为直观的反映。当组分重新组合后，以油指数、气指数、水指数三个衍生参数的形式用图形来分析，通过对比解释层与上部地层的变化趋势及其他录井显示特征来判断储层流体性质［15-16］。

油指数（Io）：常温状态下，C5以后的组分为液态，所以这些组分反映储层内的含油信息，C5+占气体组分的比重越大，储层内含油越丰富。选择测量组分中对指示含油信息比较敏感的参数（nC5，nC6，nC7，nC8，C7H14）与轻组分（C1，C2，C3）的比值作为反映储层含油情况的指数，见式（1）。

气指数（Ig）：一般情况下，天然气中气体组分以甲烷为主，乙烷和丙烷常见，丁烷之后的组分较少。因此选取C1占所有测量气体组分的百分比作为反映含气情况的指数，见式（2）。

水指数（Iw）：苯、甲苯、正己烷、正庚烷等这些特殊的气体组分在水中的溶解度不同，其比值可以作为反映储层内部含水情况的指数，见式（3）。

式中：a为区域经验校正系数，参考邻井测试数据资料，渤中凹陷太古界潜山储层a值为0.35。

根据气指数（Ig）、油指数（Io）和水指数（Iw）三个衍生参数在渤中凹陷潜山储层中的使用情况，结合测试结论及取样数据，建立渤中凹陷潜山储层流体指数的初步解释标准（表1）。在使用过程中，通过需要根据参数的形态和层间对比变化趋势，并结合其他录井特征进行储层流体性质的识别。

表1 太古界潜山储层流体指数解释标准

2.3 星型图-条状图组分快速分析法

星型图法，即基于不同流体相的组分特征差异明显原理，将各组分参数及派生参数利用星型图的形式来刻画储层的流体性质，如果储层内流体特征的星型图形状相同或相近，即反映流体组分特征相同或相近［17-18］。条状图法，即将FLAIR测量的所有气测组分按照相对百分比含量以条状图形式展现出来，可进行不同层位深度对比，方便不同井之间进行层间或者单井纵向上对比分析。将两种分析方法组合在一起对比使用，以不同形态刻画出流体组分特征的差异性，可以快速识别储层流体特征（图2）。

图2 星型图-条状图组分快速分析

3 应用实例

3.1 太古界凝析气层快速识别

X3井是渤中凹陷渤中X构造上的一口预探井，其目的层是太古界潜山，邻井X1井对太古界潜山地层4 382.37～4 702.00 m进行测试，12.70 mm PC油嘴求产，平均日产油314.88 m3，日产气148 672.00 m3，气油比472，地面油密度0.812 0 g／cm3（20℃），测试结论为油层；X2井对太古界潜山地层4 624.50～5 367.00 m进行测试，平均日产气折合10 986.00 m3，地面油密度0.805 9 g／cm3（20℃），测试结论为凝析气层。X3井太古界上部4 518.00～4 975.00 m井段，储层岩性为花岗片麻岩，岩屑普遍见荧光，荧光面积5%；FLAIR气体较为活跃且各组分异常幅度明显，气指数（Ig）计算值为76.12～83.56，整体较为稳定；油指数（Io）计算值为2.19～9.58，局部井段油指数（Io）较高；水指数（Iw）计算值为0.02～2.36，整体较为平稳（图3）。根据该区域的FLAIR流体指数评价标准，本井储层流体类型呈气层特征。选取X3井太古界两段具有代表性的气测异常明显井段，运用星型图-条状图组分快速分析图版与X1井、X2井太古界测试井段进行对比分析，结果显示X3井FLAIR组分特征与X2井较为接近，主要表现为C1组分占比均为80%～82%（图4）；运用烃类组分比值图版进行FLAIR参数投点，X3井太古界流体样点均落入凝析气区（图5）。通过烃类组分比值图版法、流体指数法、星型图-条状图组分快速分析法三种方法综合运用，判断X3井太古界储层流体类型为凝析气。

图3 X3井与邻井X1井、X2井FLAIR流体指数对比

图4 X3井与邻井X1井、X2井星型图-条状图组分快速分析对比

图5 X3井太古界烃类组分比值图版投点

钻后对X3井太古界地层4 624.00～5 367.00m进行测试，用9.53 mm AC油嘴求产，平均日产气100 725.00 m3，平均日产油111.12 m3，气油比929，地面油密度0.805 0 g／cm3（20℃），测试结论为凝析气层，测试结论与FLAIR资料分析所得结论一致，进一步证实基于FLAIR资料所建立的潜山储层流体评价方法，能够快速识别潜山储层的流体性质。

3.2 太古界潜山储层含水性识别

X4井钻遇太古界地层总厚度达672.00 m，潜山内幕井段4 920.00～4 951.00 m岩性为浅灰色花岗片麻岩，成分主要为石英及长石，少量暗色矿物，部分暗色矿物绿泥石化，岩石致密且坚硬；荧光直照呈亮黄色，面积5%，D 级，A／C 反应慢，乳白色。FLAIR测量值各组分比较齐全，流体指数参数油指数（Io）计算值为0.22～1.73，气指数（Ig）计算值为83.20～91.14，水指数（Iw）计算值为1.92～15.43。本井段从FLAIR资料特征反映储层含油气性较差，水指数（Iw）平均值为5.80，明显高于潜山上部气层井段的水指数（Iw）平均值1.24（图6），运用水指数曲线设置阈值充填颜色，更方便识别，水指数（Iw）绝对值和异常幅度较高，含水特征较为明显，储层出水风险高，随钻解释评价本段储层为含气水层。钻后对X4井潜山内幕段4 639.35～5 013.00 m进行测试，采用连续油管气举最深至2 200.00 m，折算平均日产气4 477.00 m3，产液中综合含水率为100%，Cl-为3 905.59 mg／L，测试累计产水24.35 m3，结论为含气水层，与FLAIR录井解释结论一致，证实了FLAIR资料在潜山储层含水性识别的准确性。

图6 X4井FLAIR录井解释成果图

4 结论

（1）FLAIR资料以其独特的技术优势，相对于常规气测录井，更能真实地反应地层流体状态，为渤海深层潜山储层复杂油气藏评价提供了更为高质量的基础资料，丰富了现场技术手段，为复杂储层流体快速解释评价提供了依据。

（2）通过对渤海潜山地层的应用总结，以FLAIR资料为基础建立的烃类组分比值图版法、流体指数法、星型图-条状图组分快速分析法三种方法，在潜山流体类型解释评价中应用，解释结论与测试结论一致，取得了良好效果。

（3）针对潜山复杂储层含水性识别在行业内尚无较好的录井评价方法的问题，运用FLAIR流体指数法在渤中凹陷太古界潜山随钻评价中应用，取得了较好的效果，为有效解决这一行业难题提供了一种新的思路和方法。