松遼盆地北部深層火山巖儲(chǔ)層氣水層

1、松遼盆地北部深層火山巖儲(chǔ)層氣水層識(shí)別與評(píng)價(jià)曹鳳俊作者簡(jiǎn)介：曹鳳?。?962-），男，黑龍江同江人， 工程師，大慶油田有限責(zé)任公司地質(zhì)錄井分公司，黑龍江大慶油田地質(zhì)錄井分公司資料解釋評(píng)價(jià)中心，郵編163411，電話（0459）5684352，郵箱 caofengjun 王 力 （大慶油田有限責(zé)任公司地質(zhì)錄井分公司，黑龍江大慶，163411）摘要 由于深層火山巖儲(chǔ)層巖性空間分布形態(tài)多變，巖性橫向變化具有突變性，儲(chǔ)層物性變化異常復(fù)雜，儲(chǔ)層類型多樣化，儲(chǔ)層厚度大，鉆井取心少，以往主要根據(jù)鉆時(shí)，巖心實(shí)物觀察孔洞裂縫是否發(fā)育、致密堅(jiān)硬程度、巖心孔滲分析及測(cè)井巖性密度等資料來判斷儲(chǔ)層物性，儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)難。儲(chǔ)

2、層的含氣性評(píng)價(jià)主要依賴于氣測(cè)全烴含量的大小，因此它們也都有其影響因素和局限性，給錄井對(duì)深層天然氣井儲(chǔ)層識(shí)別評(píng)價(jià)帶來難度。造成對(duì)氣水層的識(shí)別解釋精度較低，為了解決以往在深層儲(chǔ)層識(shí)別評(píng)價(jià)上的局限性，提高錄井解釋評(píng)價(jià)精度，為試氣及壓裂選層提供可靠依據(jù)，本文提出了應(yīng)用綜合錄井dcs指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性及應(yīng)用氣測(cè)資料計(jì)算地層含氣飽和度指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含氣性的新方法，建立了應(yīng)用dcs指數(shù)評(píng)價(jià)火山巖儲(chǔ)層物性的標(biāo)準(zhǔn)及深層氣水層識(shí)別評(píng)價(jià)圖版，應(yīng)用于松遼盆地北部深層火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中，在生產(chǎn)應(yīng)用中取得了較理想的效果，提高了深層天然氣井的錄井解釋評(píng)價(jià)精度。主題詞 火山巖 物性評(píng)價(jià) 含氣性評(píng)價(jià) 地層含氣飽和度指數(shù) 解釋方法 氣

3、水層解釋評(píng)價(jià)一、引言松遼盆地北部深層火山巖氣藏是深層天然氣勘探的重要領(lǐng)域。主要目的層段為白堊系營(yíng)城組火山巖儲(chǔ)層，由于深層火山巖儲(chǔ)層巖性空間分布形態(tài)多變，巖性橫向變化具有突變性，物性變化異常復(fù)雜，儲(chǔ)層類型多樣性，氣水關(guān)系復(fù)雜，增加了深層天然氣井儲(chǔ)層識(shí)別評(píng)價(jià)難度。為了解決以往在儲(chǔ)層識(shí)別評(píng)價(jià)上的局限性，通過對(duì)徐家圍子深層火山巖儲(chǔ)層的錄井資料的研究分析，優(yōu)選出應(yīng)用綜合錄井dcs指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性及應(yīng)用氣測(cè)全烴計(jì)算地層含氣飽和度指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含氣性的新方法，建立了應(yīng)用錄井參數(shù)評(píng)價(jià)火山巖儲(chǔ)層物性的標(biāo)準(zhǔn)及氣水層解釋識(shí)別評(píng)價(jià)方法。提高了錄井解釋精度，使得錄井解釋判準(zhǔn)率達(dá)到了較高水平，為試氣井段的確定、壓裂選層及下

4、部的井位部署提供了可靠依據(jù)。并逐步形成了一套適合大慶深層的解釋評(píng)價(jià)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確評(píng)價(jià)了衛(wèi)深5、徐深1、徐深6、徐深21 等高產(chǎn)天然氣井，為“十五”期間千億立方米探明儲(chǔ)量的落實(shí)提供了有力的技術(shù)保障。二、儲(chǔ)層識(shí)別評(píng)價(jià)方法1儲(chǔ)層物性識(shí)別評(píng)價(jià)方法由于深層火山巖儲(chǔ)層類型較復(fù)雜，儲(chǔ)層類型多樣化，儲(chǔ)層主要為孔隙、裂縫、溶孔、晶孔等多重介質(zhì)類型，以往我們?cè)阢@井取心井段僅僅依靠實(shí)物觀察及巖心的孔滲分析來評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的物性，對(duì)于未取心井段主要依據(jù)鉆時(shí)及測(cè)井孔隙度及巖性密度評(píng)價(jià)火成巖這種多重介質(zhì)的儲(chǔ)層物性，由于其受儲(chǔ)集類型影響很大，有其局限性，特別是在裂縫發(fā)育井段，井眼垮塌嚴(yán)重，巖性密度資料失真，對(duì)儲(chǔ)層的物性評(píng)價(jià)

5、缺少有效的評(píng)價(jià)參數(shù)，這樣就會(huì)直接影響深層氣水層的準(zhǔn)確識(shí)別與評(píng)價(jià)。錄井鉆時(shí)參數(shù)能直觀反映巖石可鉆性，但其與鉆井施工狀態(tài)密切相關(guān)，受鉆頭類型、鉆頭的新舊程度、轉(zhuǎn)速、鉆壓、排量及鉆井液密度影響較大。dcs指數(shù)是對(duì)鉆時(shí)影響因素校正后，可反映巖石“可鉆性”一項(xiàng)參數(shù)，正常地層壓實(shí)情況下，它隨井深增加而逐漸增加。dcs指數(shù)是通過對(duì)鉆時(shí)參數(shù)進(jìn)行鉆頭直徑、鉆壓、鉆盤轉(zhuǎn)速、鉆井液密度校正處理后計(jì)算得來。其計(jì)算公式為：式中：Zt:鉆時(shí)，min/m；N: 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，rpm；W:鉆壓，kN；D: 鉆頭直徑，mm；:地層水密度，g/cm3 ；: 鉆井液密度，g/cm3；B：鉆頭磨損系數(shù)在資料采集過程中，通過綜合錄井儀采集

6、的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算而獲得dcs指數(shù)，它是一種反映地下巖石“可鉆性”的綜合評(píng)價(jià)參數(shù)。它除與鉆井參數(shù)有關(guān)外，還與地層本身特性有直接關(guān)系：是否欠壓實(shí)，巖石堅(jiān)硬致密程度，是否發(fā)育孔洞裂縫等等。生產(chǎn)實(shí)踐也表明：通常情況下，鉆遇不同巖性及物性的儲(chǔ)層，其dcs指數(shù)是不同的。dcs指數(shù)越小，反映巖石的可鉆性越好，地下巖層越疏松，巖石裂縫、孔隙越發(fā)育，即巖石物性越好；相反dcs指數(shù)越大，反映巖石的可鉆性越差，地下巖層越致密堅(jiān)硬，巖石裂縫、孔隙越不發(fā)育，即巖石物性越差。通過對(duì)松遼盆地北部30多口井的深層火山巖dcs指數(shù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，編制了繪圖解釋軟件，可對(duì)整口井的目的層段進(jìn)行自動(dòng)定性解釋儲(chǔ)層物性，分、類及非滲透層

7、四個(gè)類別對(duì)儲(chǔ)層物性條件進(jìn)行定性劃分，從而建立應(yīng)用dcs指數(shù)評(píng)價(jià)松遼盆地北部深層火山巖儲(chǔ)層物性的標(biāo)準(zhǔn)（表1）表1 松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)層可鉆性（dcs指數(shù)）儲(chǔ)層物性儲(chǔ)層類別流體產(chǎn)出能力1.80好類強(qiáng)1.802.00中等類中2.002.20差類弱2.20致密非滲透層無2儲(chǔ)層的含氣性識(shí)別評(píng)價(jià)方法氣測(cè)錄井資料是通過對(duì)鉆井液中含氣量的連續(xù)檢測(cè), 在以往常規(guī)的解釋評(píng)價(jià)中，我們主要應(yīng)用氣測(cè)全烴最大值及比值法來評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的含氣性，由于氣測(cè)資料受多種因素影響,導(dǎo)致氣測(cè)顯示偏高或偏低,給資料應(yīng)用及解釋評(píng)價(jià)帶來困難。這些影響因素主要包括:鉆時(shí)、鉆井液流量及鉆頭直徑等因素的影響，為了消除這些環(huán)境

8、因素的影響，使得氣測(cè)資料能夠真實(shí)地反映地層的含氣性，我們提出了應(yīng)用氣測(cè)資料計(jì)算地層含氣飽和度指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含氣性方法，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用見到了較好的效果。（1）地層含氣飽和度指數(shù)的計(jì)算所謂地層含氣飽和度指數(shù)是指在井底的壓力和溫度條件下,每鉆進(jìn)單位體積的巖石所得到的鉆井氣體積,它是將地面條件下的氣體體積換算成井底壓力溫度條件下，求得地層中的氣體濃度Q×t C= ×GT×B（/ 4）× D2 GT×Q×t0.2921B × D2其中：C地層含氣飽和度指數(shù)；%GT 氣測(cè)實(shí)測(cè)全烴含量；% Q 鉆井液排量；m3/mint 鉆時(shí)；min/m

9、D鉆頭直徑；mB 氣體體積系數(shù)Tf PSB= · ·ZTs Pf式中:Tf地層熱力學(xué)溫度，K；Ts地面熱力學(xué)溫度,K;Pf地層壓力，MPa；Ps地面壓力，MPa；Z氣體壓縮系數(shù)（或偏差因子）；對(duì)于天然氣Z取0.95通過計(jì)算地層含氣飽和度指數(shù)來評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的含氣性的好壞，地層含氣飽和度指數(shù)越高反映儲(chǔ)層的含氣性越好；地層含氣飽和度指數(shù)越低，則反映其含氣性越差。三、火山巖儲(chǔ)層氣水層解釋與評(píng)價(jià)通過我們統(tǒng)計(jì)該地區(qū)的火山巖儲(chǔ)層錄井資料及試氣結(jié)果，應(yīng)用dcs指數(shù)與氣測(cè)全烴參數(shù)、地層含氣飽和度指數(shù)與儲(chǔ)層孔隙度參數(shù)，分別建立了相應(yīng)的氣水層解釋評(píng)價(jià)方法。1dcs指數(shù)與氣測(cè)全烴解釋圖板因?yàn)榛鹕綆r儲(chǔ)層

10、厚度大，儲(chǔ)層內(nèi)物性及含氣性分布差異也很大，所以應(yīng)用dcs指數(shù)及儲(chǔ)層含氣性評(píng)價(jià)參數(shù)全烴，以儲(chǔ)層內(nèi)每米為一點(diǎn)，在圖板上進(jìn)行連續(xù)投點(diǎn)，建立更為科學(xué)、合理的深層火山巖氣水層解釋圖版，形成相應(yīng)的深層氣水層解釋評(píng)價(jià)方法，建立的dcs指數(shù)與全烴解釋判別圖版（圖2），可反映儲(chǔ)層中每米的物性、含氣性及儲(chǔ)層厚度，從圖版上可以對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)及產(chǎn)能進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，圖版解釋精度大幅度提高，該圖版無論應(yīng)用于新井還是對(duì)于老井資料的處理解釋，均顯示出它的優(yōu)越性。2地層含氣飽和度指數(shù)與儲(chǔ)層孔隙度解釋圖板通過氣測(cè)參數(shù)校正后，計(jì)算求得在地層環(huán)境下地層含氣飽和度指數(shù)，利用地層含氣飽和度指數(shù)與巖心實(shí)測(cè)孔隙度（或測(cè)井解釋孔隙度）建立解釋圖

11、板（圖3），能較準(zhǔn)確的對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)及產(chǎn)能情況進(jìn)行定性判斷。當(dāng)儲(chǔ)層孔隙度越大，地層含氣飽和度指數(shù)越高，反映儲(chǔ)層的含氣性越好，為典型氣層特征；儲(chǔ)層孔隙度越大，地層含氣飽和度指數(shù)較低，反映儲(chǔ)層的含氣性差，為水層特征；儲(chǔ)層孔隙度小，地層含氣飽和度指數(shù)低，反映干層特征。四、應(yīng)用實(shí)例實(shí)例1：深層火山巖儲(chǔ)層氣水層解釋評(píng)價(jià)方法，確保了徐深902井237高產(chǎn)工業(yè)氣層的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。徐深902井237號(hào)層厚度為58.8m，主要巖性為灰色流紋巖（圖1）。從測(cè)井曲線上看，該層僅頂部2m巖石體積密度為2.40g/cm3，其余密度曲線讀值均在2.50 g/cm3以上，有效孔隙度最大為11.1%。巖石體積密度及有效

12、孔隙度參數(shù)反映儲(chǔ)層物性較差。應(yīng)用錄井dcs指數(shù)儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該層可鉆性較好，儲(chǔ)層類別以一、二類儲(chǔ)層為主。圖1 徐深902井237號(hào)層錄井綜合圖237I號(hào)層氣測(cè)顯示厚度為58.0m，頂部全烴含量最大達(dá)到19.88，中下部鉆進(jìn)過程中全烴值為23左右。應(yīng)用dcs-全烴深層火山巖氣水層圖版解釋（圖2），該層所有點(diǎn)均落在氣區(qū)、差氣區(qū)，其中有24點(diǎn)落在氣區(qū)，在地層含氣飽和度指數(shù)與儲(chǔ)層孔隙度解釋圖板該層也位于氣層區(qū)（圖3），綜合分析認(rèn)為：該壓后可獲工業(yè)氣流。錄井解釋為氣層，經(jīng)試氣驗(yàn)證，該層壓后日產(chǎn)天然氣211127m3。圖2 徐深902井237號(hào)層解釋圖版 圖3 徐深902井營(yíng)城組Ce解釋圖版 實(shí)例2：

13、對(duì)徐深301井營(yíng)城組150號(hào)層氣水同層的準(zhǔn)確識(shí)別評(píng)價(jià)徐深301井營(yíng)城組150、150號(hào)層厚度分別為12.8、63.2m，測(cè)井解釋均為氣水同層，錄井解釋為分別為差氣層、氣水同層（圖4）。圖4 徐深301井錄井綜合圖該層主要巖性為紫灰、灰色火山角礫巖、灰色安山巖及灰白色碎裂球粒流紋巖、流紋巖。兩層巖石體積密度分別為2.47、2.43g/cm3，有效孔隙度分別為9.2%、10.6%，應(yīng)用dcs指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性，150號(hào)層底部及150號(hào)層上部物性好，為“類”儲(chǔ)層，150號(hào)層下部物性變差，主要為“類”儲(chǔ)層。150、150號(hào)層氣測(cè)錄井見10層異常顯示，其中150號(hào)層底部及150號(hào)層上部含氣性好，全烴最大值

14、達(dá)5.42%，與上部相比，150號(hào)層中下部含氣性變差，全烴最大值為0.99%3.46%，全烴一般值為0.84%2.25%。應(yīng)用dcs-全烴深層火山巖氣水層圖版解釋，150號(hào)層只有頂部3個(gè)點(diǎn)落在干層區(qū)，其余均落在差氣層區(qū)；150號(hào)層上部有13米落入氣區(qū)，底部有9米落在氣水同層區(qū)（圖5）。應(yīng)用地層含氣飽和度指數(shù)與儲(chǔ)層孔隙度圖板解釋，150號(hào)層落在低產(chǎn)氣層區(qū)，150號(hào)層落在氣層與氣水同層的邊界處（圖6）。圖5 徐深301井150、150號(hào)層解釋圖版 圖6 徐深301井eC解釋圖版錄井綜合分析認(rèn)為，150號(hào)層底部至150號(hào)層頂部物性好，含氣性好，但厚度較小，150號(hào)層中下部物性及含氣性與上部相比雖變差

15、，但含氣厚度大，試氣應(yīng)以產(chǎn)氣為主，圖版解釋含水特征明顯。錄井解釋150號(hào)層為差氣層，150號(hào)層為氣水同層。該層壓后自噴日產(chǎn)氣79352m3，日產(chǎn)水53.8m3，試氣結(jié)論為工業(yè)氣層。在深層火山巖解釋評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)用dcs指數(shù)劃分儲(chǔ)層類別，評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性，同時(shí)結(jié)合孔隙度參數(shù)及氣測(cè)參數(shù)建立深層氣水層解釋圖版，從已試氣井試氣結(jié)果看，見到了良好的效果（表2）。表2 火山巖儲(chǔ)層錄井解釋評(píng)價(jià)效果表井號(hào)層號(hào)厚度 m全烴%C%厚度 mdcs儲(chǔ)層解釋厚度m儲(chǔ)層巖性錄井解釋試氣方法日產(chǎn)氣m3/d日產(chǎn)水m3/d試氣結(jié)論類類類徐深1149126.812.501.20126.81206.5凝灰?guī)r、角礫巖氣層壓后自噴1956

16、98工業(yè)氣層150126.810.221.11126.899.020.01.0凝灰?guī)r、角礫巖氣層壓后自噴530057工業(yè)氣層徐深514097.48.520.7297.456.035.06.0凝灰?guī)r氣層壓后自噴121982工業(yè)氣層徐深219420.22.230.1820.216.04.0 灰白色流紋巖差氣層壓后自噴15466低產(chǎn)氣層202293.230.2629 16.013.0灰白色流紋巖差氣層壓后自噴23000低產(chǎn)氣層徐深60119133.86.250.9833.810.022.0凝灰?guī)r、流紋巖氣層壓后自噴376679工業(yè)氣層1919.82.120.159.86.02.0灰白色流紋巖差氣層M

17、FE+TCP 24干層徐深617438.612.51.0638.625.012.0灰色熔結(jié)凝灰?guī)r氣水同層壓后自噴105689124.8工業(yè)氣層徐深6028863.21.230.1063.232.028.0凝灰?guī)r、角礫巖水層MFE微量3.45 水層徐深4018312.02.550.3212.04.03.02.0凝灰?guī)r、角礫巖氣水同層壓后自噴62861110.13低產(chǎn)氣層徐深87464.010.561.1364.034.017.011.0角礫熔巖、流紋巖氣層MFE+TCP+自噴226234工業(yè)氣層徐深710744.69.641.2144.67.026.011.0凝灰?guī)r氣層壓后自噴217426工業(yè)氣層徐深95929.417.371.8329.42.020.07.0灰白色流紋巖氣層壓后自噴209350工業(yè)氣層6058.227.992.1258.26.042.06.0流紋巖、角礫巖氣層五、結(jié)束語將dcs指數(shù)應(yīng)用于深層火山巖的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，為準(zhǔn)確合理地評(píng)價(jià)深層火山巖儲(chǔ)層的物性條件找到了一個(gè)突破點(diǎn)，應(yīng)用地層含氣飽和度指數(shù)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的含氣性，形成了更為科學(xué)、更為合理、更具