喇嘛甸油田剩余油测井评价方法研究

2014-03-03王滨涛高艳芳

石油天然气学报 2014年7期

王滨涛，高艳芳

樊玉秀，王黎明（中石油大庆钻探工程公司测井公司，黑龙江大庆 163412）

喇嘛甸油田位于黑龙江省大庆市西北部，是松辽盆地中央凹陷区大庆长垣的一个三级构造，是一不对称的短轴背斜构造，属于背斜型砂岩油藏。储油层包括萨尔图、葡萄花和高台子3套油层，岩性以细砂岩、细粉砂岩和泥质粉砂岩为主，层内、层间非均质性严重。萨尔图、葡萄花油层以河流相沉积为主，层段较多、厚度较大、沉积模式复杂、非均质性严重；高台子油层以三角洲内、外前缘相沉积为主，层数多，单层厚度小，砂体厚度一般在2m以下。依据喇嘛甸油田高含水期油层分类标准和原则，结合喇嘛甸油田油层性质、发育及沉积特点，将全部储层划分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储层，其原始地质储量分别为14873×104、48710×104、17889×104t，剩余油储量分别为7219×104、30301×104、11965×104t。经过长期的注水开发，剩余油分布主要集中在相带突变、物性较差的非均质层及注水波及程度差的地层。从纵向上看，水淹层交错分布，剩余油主要分布在厚油层内各韵律段上部、结构单元注采不完善的部位，目前Ⅱ类油层成为喇嘛甸油田的主力开发层位［1～3］。笔者针对喇嘛甸油田的地层特点，应用宽能域测井、氯能谱测井、碳氧比测井等3种套后测井评价技术对喇嘛甸油田Ⅱ类储层进行剩余油评价。

1 宽能域测井

宽能域测井属于放射性测井方法，测井仪器向地层发射快中子，经过非弹性散射放出非弹性散射伽马、弹性散射慢化成热中子后，被地层元素俘获，放出俘获伽马，在宽能域范围内（0.1～8MeV）对俘获伽马进行能谱分析，实现地层特征元素的获取、分析及套后地层密度的计算功能，从而达到最终确定储层岩性及泥岩的矿物成分的目的。根据喇嘛甸油田的岩石特性，其岩石物理计算模型为：

式中：yj为通过完井曲线得到的测量计算值；Ai，j为已知各种变量计算系数；φe为有效孔隙度，%；φfix为黏土束缚水孔隙度，%；φ（lim）为石灰岩体积分数，%；φ（qua）为石英砂岩体积分数，%；φ（sh）为泥岩体积分数，%；φ（fel）为长石砂岩体积分数，%；下标i、j为不同矩阵计算数值的行列坐标。

喇嘛甸油田的泥岩组分计算模型为：

式中：Zj（j＝1，2，3，4）分别表示铀、钍、钾的计数率及泥质体积分数；Bi，j为泥岩组分计算模型的已知各种变量计算系数；φ（mon）为蒙脱石体积分数，%；φ（chl）为绿泥石体积分数，%；φ（ill）为伊利石体积分数，%；φ（kao）为高岭石体积分数，%。

对喇8－A井进行解谱处理。图1中第8道为宽能域测井资料计算出的岩石物理模型剖面，第9道为泥岩剖面。整个岩石可以看成由骨架和孔隙组成，而骨架又细分为黏土、砂岩、钙质胶结物，砂岩进一步可以细分为石英砂岩和长石砂岩；泥岩剖面细分为4种黏土矿物，包括蒙脱石、绿泥石、伊利石、高岭石。图1第7道为高能区计算含油饱和度，第10道为全能区计算的含油饱和度含油性，从解谱结果中可以看出，在厚储层的底部，含油性曲线值有所降低，显示底部地层水淹。

除此之外，宽能域测井还能通过计算得到储层密度，与裸眼井密度相比，对于层厚小于0.8m的地层，计算密度的平均绝对误差0.113g/cm3；层厚在0.8～1.5m地层的平均绝对误差0.091g/cm3；层厚在1.5m以上地层的平均绝对误差0.067g/cm3。解释结果说明，宽能域测井在厚层中的套后密度结果更接近裸眼井的密度。

图1 喇8－A井宽能域解释成果图

2 氯能谱测井

氯能谱测井与宽能域测井一样，也是在宽能域范围（0.1～8MeV）内实现俘获伽马的测量，它通过对低能域（0.5～2.5MeV）和高能域（2.5～8MeV）伽马能谱的处理分别获得低能氯函数fcl＿l、高能氯函数fcl＿h和中子孔隙度［4，5］。利用氯函数和中子孔隙度交会技术可以计算含油饱和度，进而实现对剩余油及油气水层的分析评价。图2是氯函数－孔隙度交会图，可以看出，在咸水和淡水地层条件下，纯油与水的氯函数存在的差别，高矿化度地层水条件下的氯函数对于油、水的分辨能力较强；低矿化度地层的氯函数动态变化范围小，相对误差较大。因此，在高矿化度地层水条件下可以利用氯能谱测井有效地区分油、水层。另外，氯能谱测井确定剩余油饱和度有一定的孔隙度条件，当储层孔隙度增加时，油、水氯函数差值增大，油、水分辨能力增强。

针对喇嘛甸地区水淹层开发主力的Ⅱ类油层，建立含油饱和度模型：

图2 氯函数－孔隙度交会图

式中：So＿cl为氯能谱含油饱和度，%；fcl＿w为饱和矿化水的氯函数；fcl＿o为纯油的氯函数；fcl＿p为当前的氯函数。

对喇8－B井进行解谱处理。图3中的第4道为氯能谱中子孔隙度与完井中子孔隙度一致性曲线对比图，可以看出，在全井段氯能谱中子孔隙度与完井中子孔隙度的符合度很高，说明氯能谱套后中子孔隙度能够反映原始储层信息。选取砂岩层段对比氯能谱中子孔隙度与完井中子孔隙度，从回归分析结果（图4）上可以看出，氯能谱中子孔隙度与完井中子孔隙度的相关性高，进一步说明氯能谱套后中子孔隙度能够很好地反映原始储层信息。

图3 喇8－B井氯能谱中子孔隙度与完井中子孔隙度一致性

3 碳氧比测井

碳氧比测井是目前应用较为广泛的成熟的套后剩余油评价测井方法，测井仪器向地层中发射能量为14.3MeV的中子束，并放出不同能量的伽马射线。油中含有大量的碳元素，水中富含氧元素，解谱得到碳氧元素（原子数目或原子密度）的比值，通过比值的高低来判断含油饱和度的大小。除此之外，碳氧比测井还能够进行岩性的划分、孔隙度的确定及储层流体性质的识别［6，7］。碳氧比的含油饱和度计算公式为：

式中：So＿rst为碳氧比测井的含油饱和度，%；φ（C/O）为碳氧比；φ（Si/Ca）为硅钙比；φ为孔隙度，%；k1、k2、k3、k4为刻度井实验得到的已知系数。图5为碳氧比及宽能域氯能谱孔隙度及饱和度的对比图。

为了验证氯能谱测井和碳氧比测井的正确性，将2种方法的计算结果与水淹层平台计算结果进行对比。从表1中可以看出，碳氧比测井结果与水淹层平台计算结果的平均绝对误差为5.2%，氯能谱测井结果与水淹层平台计算结果的平均绝对误差为9.3%。氯能谱测井得到的含水饱和度解谱结果要高于水淹层平台计算的含水饱和度及碳氧比测井计算的含水饱和度，这是由于喇嘛甸油田的地层水矿化度较低，解谱后的氯函数因受到低地层水矿化度的影响，其动态范围明显降低，其计算的含水饱和度随着孔隙度的增大而增加。

图4 氯能谱中子孔隙度与完井中子孔隙度关系图

图5 碳氧比解释成果对比图

4 结论

宽能域测井能够有效地进行岩性划分，并且能够计算出泥岩中各种组分的含量；氯能谱测井孔隙度能够很好地反映地层孔隙度，但其解谱后的氯函数因受到低地层水矿化度的影响，使其动态范围明显降低，导致其油层水淹级别分辨能力变差；碳氧比测井虽然在纵向分辨率上不如宽能域测井和氯能谱测井，得到的地层信息相对来说较少，但其计算的剩余油饱和度基本不受地层水矿化度的影响，能够有效地对喇嘛甸油田Ⅱ类储层的剩余油进行评价。