復(fù)雜碳酸鹽巖儲層測井流體識別方法研究

目前，國內(nèi)外許多方法都用于碳酸鹽巖儲層的水流識別，但這些傳統(tǒng)方法僅用于四川盆地龍眼市的氣藏，效果較差（固合率僅為78%）。主要原因是儲層巖石性質(zhì)強(qiáng)，主要表現(xiàn)為：1。儲層巖石較多，不僅包括白云巖和石灰?guī)r儲層，還包括云石灰?guī)r和灰云巖等過渡巖性儲層。洞、洞和裂縫發(fā)育不均勻，儲層類型不同。咸關(guān)海灘儲層儲層有兩種類型：孔型和裂縫型。長興生物儲層具有許多中間特征，儲層類型主要為裂縫穿孔型。儲層的物理差異很大，從3%到11%。（2）間隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜。咸關(guān)群1主要為各種穿孔，連通性好，1主要為骨內(nèi)溶孔，連通性差。針對礁灘氣藏這種復(fù)雜的儲層特征,通過對電阻率法、孔隙度重疊法、縱橫波速度比法和泊松比法、φ—Rt交會法、P1/2法以及中子長短源距計數(shù)率法等11種方法的深入研究,優(yōu)選出3種適合龍崗復(fù)雜礁灘氣藏流體識別的方法,即電阻率法、中子和聲波信息組合法、縱橫波信息法。在此基礎(chǔ)上,巖性分白云巖和石灰?guī)r、地層分長興組和飛仙關(guān)組分別開展巖電試驗以及在不同飽和度下的縱橫波速度比試驗,對以上3種方法進(jìn)行改進(jìn),建立了消除巖性和孔隙度影響的流體性質(zhì)判別技術(shù),解決了高阻灰?guī)r、云灰過渡巖儲層的流體識別問題。1流量分類方法1.1使用兩種方法的誤差利用電阻率識別流體性質(zhì)的方法有兩種:①直接利用深側(cè)向電阻率值直接劃分氣水層;②利用阿爾奇公式建立孔隙度—電阻率交會圖版來識別氣水層。過去在使用這兩種方法時,忽略了巖性、裂縫等儲層特征對電阻率值的影響,造成流體性質(zhì)的誤判。本次深入研究發(fā)現(xiàn):云灰過渡巖性儲層其白云石和方解石含量的不同,電阻率差異較大;石灰?guī)r儲層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造成膠結(jié)指數(shù)的差異,將影響交會圖版的準(zhǔn)確性;井壁附近裂縫的產(chǎn)狀、分布和發(fā)育程度不同,也會影響電阻率值。因此電阻率法只適用于孔隙型、裂縫—孔隙型白云巖儲層的流體判別,不適用于過渡巖性儲層、高阻灰?guī)r儲層以及裂縫發(fā)育的儲層。1.1.1白云巖儲層氣水層引領(lǐng)水氣層運行模式根據(jù)龍崗地區(qū)已試油和有MDT測量結(jié)果的部分井的深測向值,對于白云巖儲層,產(chǎn)氣層的電阻率基本在100Ω·m以上,產(chǎn)水層電阻率在100Ω·m以下,因此氣水層的大致判別標(biāo)準(zhǔn)為:氣層,Rt>100Ω·m;水層,Rt<100Ω·m。1.1.2儲層流體類型根據(jù)阿爾奇公式,在對數(shù)坐標(biāo)中,Rt和φ之間的關(guān)系為:lgRt=?mlgφ+lgabRwSnw(1)lgRt=-mlgφ+lgabRwSwn(1)式中Rt為電阻率值,Ω·m;m為膠結(jié)指數(shù);φ為孔隙度,%;a為與巖性有關(guān)的巖性系數(shù);b為與巖性有關(guān)的常數(shù);Rw為地層水電阻率,Ω·m;Sw為含水飽和度,%;n為飽和度指數(shù)。這是一組截距僅隨Sw而變的直線,輸入龍崗地區(qū)白云巖儲層的巖性骨架參數(shù)和Rw值,建立該區(qū)孔隙度—電阻率交會圖版(圖1、2),根據(jù)交會點子分布范圍判別儲層流體類型。氣層:交會點子多數(shù)落在含水飽和度10%～40%之間,少數(shù)點子分布在40%～60%之間。氣水層:交會點子多數(shù)落在含水飽和度40%～60%之間。水層:交會點子多數(shù)分布在含水飽和度大于60%的區(qū)域。1.2中日儲層—中子和聲波信息組合法過去通常直接使用中子和聲波時差重疊的方法判別流體性質(zhì):AC>CNL,判別為氣層;AC≤CNL,判別為水或氣水同層。在龍崗礁灘氣藏應(yīng)用該方法識別流體性質(zhì)時發(fā)現(xiàn),對于單一巖性儲層的流體識別準(zhǔn)確率高,用于云、灰過渡巖性儲層卻常出現(xiàn)誤判。通過研究發(fā)現(xiàn),對于云、灰過渡巖性的儲層,由于巖性對聲波時差和中子孔隙度的影響較大,因而不能直接使用中子和聲波時差重疊的方法來判別流體類型,需要進(jìn)行巖性校正,轉(zhuǎn)換成孔隙度后進(jìn)行重疊來判別流體類型。通過對交會(中子—聲波交會等)、PE和ECS巖性剖面的對比分析,選擇合理的巖性剖面,分別計算聲波孔隙度和中子孔隙度,從而消除巖性的影響。氣層:φAC>φCNL。水層:φAC≤φCNL。如龍崗a井過渡巖性儲層(圖3),使用經(jīng)過巖性校正后的中子孔隙度—聲波孔隙度重疊法判別結(jié)果為氣層,與試油結(jié)果吻合。在使用中子和聲波信息組合法應(yīng)注意的是,當(dāng)儲層泥漿濾液侵入深度大于中子的探測深度時,由于中子難以反映地層真實情況,不能用于判別儲層流體性質(zhì)。1.3巖性、孔隙度校正以前,該方法主要利用縱橫波速比或泊松比來判斷流體性質(zhì),沒有考慮巖性、孔隙度對縱橫波速度的影響。國內(nèi)外分析研究認(rèn)為:巖性、孔隙度對縱橫波速度的影響是較大的,因此有必要進(jìn)行巖性、孔隙度的校正。同時,提出了采用縱橫波能量比和縱橫波時差比重疊法,該方法同時針對縱橫波能量和時差的兩種方式的對比,故儲層巖性、孔隙度及巖石結(jié)構(gòu)對它的影響較小,能更直接、快速、準(zhǔn)確地判別流體性質(zhì)。1.3.1過渡巖性儲層當(dāng)?shù)貙涌紫吨泻刑烊粴鈺r,隨含氣飽和度增大,縱橫波速度比(vp/vs)與泊松比(μ)降低。對于單一巖性儲層,直接使用縱橫波速度比或泊松比的方法來判別流體類型。白云巖儲層:vp/vs<1.83或μ<0.28為氣層;vp/vs>1.83或μ>0.28為水層。石灰?guī)r儲層:vp/vs<1.9或μ<0.31為氣層;vp/vs>1.9或μ>0.31為水層。對于過渡巖性儲層,首先進(jìn)行巖性和孔隙度校正:利用白云巖和石灰?guī)r的縱橫波速度比與孔隙度的關(guān)系(圖4),計算一條消除孔隙度影響的白云巖和石灰?guī)r的縱橫波速度比曲線,然后再通過交會法、PE和ECS巖性剖面的對比分析,計算得到一條消除巖性和孔隙度影響的縱橫波速度比和泊松比曲線。其計算公式為:VPVS計算=VPVSPD×VDOL+VPVSPC×VCAL+VPVSH×VSH(2)式中VPVS計算為縱橫波速度比計算值;VPVSPD、VPVSPC分別為消除孔隙度影響的白云巖和石灰?guī)r的縱橫波速度比;VDOL為白云巖含量;VCAL為石灰?guī)r含量;VPVSH為泥質(zhì)的縱橫波速度比;VSH為泥質(zhì)含量;μ計算為泊松比的計算值。當(dāng)VPVS實測>VPVS計算或μ實測>μ計算時,為水層。當(dāng)VPVS實測<VPVS計算或μ實測<μ計算時,為氣層。如龍崗a井過渡巖性儲層,使用經(jīng)過巖性、孔隙度校正后的縱橫波速度比或泊松比法判別結(jié)果為氣層,這與試油結(jié)果相吻合。1.3.2流體性質(zhì)及各波比較研究發(fā)現(xiàn),水對縱波時差、橫波時差的影響很小,天然氣則會使縱波時差增大,橫波時差減小,導(dǎo)致橫波與縱波時差比值減小。在水層,縱波衰減低于或等于橫波衰減;在氣層,縱波衰減大于橫波衰減,從而導(dǎo)致橫波與縱波能量比增大。因此將橫波和縱波能量比與橫波和縱波時差比重疊,可判別流體性質(zhì)。水層:橫波和縱波能量比與橫波和縱波時差比曲線的變化趨勢一致。氣層:橫波和縱波能量比與橫波和縱波時差比曲線呈鏡像變化。如龍崗b井4#儲層,橫波和縱波能量比與橫波和縱波時差比曲線呈鏡像變化,表現(xiàn)為氣層特征,這與試油結(jié)果相吻合。2流體判別方法優(yōu)選以上研究表明,每種流體識別方法均有各自的特點和適用性,為便于現(xiàn)場生產(chǎn)中應(yīng)用,針對龍崗地區(qū)飛仙關(guān)組和長興組的不同巖性、不同儲集類型儲層確立了最優(yōu)的流體判別方法優(yōu)選(表1):飛仙關(guān)組儲層可選擇電阻率法、中子—聲波重疊法、縱橫波速度比或泊松比法、縱橫波能量比和時差比重疊法來判別流體類型;長興組儲層可選擇電阻率法、中子—聲波重疊法來判別流體類型,縱橫波速度比或泊松比法、縱橫波能量比和時差比重疊法可以作為參考。3氣藏飛仙關(guān)組和麻黃地層氣藏飛仙關(guān)組的解釋符合率將復(fù)雜礁灘氣藏儲層流體識別的上述技術(shù)應(yīng)用于龍崗地區(qū),取得了很好的效果。2008年以前,傳統(tǒng)方法判別符合率僅78%,2008年到2010年通過新方法的應(yīng)用,解釋符合率得到了極大的提高,根據(jù)該氣藏飛仙關(guān)組和長興組已試油證實產(chǎn)流體情況的210層來看,符合統(tǒng)計要求的共171層,符合159層,不符合12層,流體類型判別符合率平均達(dá)到92.9%(表2)。4種灘儲層的流體判別1)在龍崗地區(qū)最適合的流體判別