薩曼杰佩氣田老測(cè)井資料處理解釋與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

摘 要

摘要：針對(duì)土庫(kù)曼斯坦阿姆河右岸薩曼杰佩氣田測(cè)井資料存在系列老、項(xiàng)目少、早期探井和后期開(kāi)發(fā)井測(cè)井項(xiàng)目不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，通過(guò)不同測(cè)井資料間的相關(guān)分析，合理選用已有測(cè)井系列的測(cè)
摘要：針對(duì)土庫(kù)曼斯坦阿姆河右岸薩曼杰佩氣田測(cè)井資料存在系列老、項(xiàng)目少、早期探井和后期開(kāi)發(fā)井測(cè)井項(xiàng)目不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，通過(guò)不同測(cè)井資料間的相關(guān)分析，合理選用已有測(cè)井系列的測(cè)井資料，建立人工擬合聲波曲線的統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型；通過(guò)對(duì)中子伽馬資料進(jìn)行非線性校正，保證了測(cè)井解釋評(píng)價(jià)資料的相對(duì)合理和統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上，按照統(tǒng)一的測(cè)井解釋模型和參數(shù)完成了氣田內(nèi)50余口老測(cè)井資料的精細(xì)處理解釋?zhuān)M(jìn)而完成了儲(chǔ)層的縱向分布特征和橫向展布特征分析。研究表明：該區(qū)硬石膏灰?guī)r互層中儲(chǔ)層發(fā)育少而薄，橫向分布不穩(wěn)定；層狀灰?guī)r上部?jī)?chǔ)層發(fā)育好且橫向分布穩(wěn)定，下部?jī)?chǔ)層發(fā)育差且橫向分布不穩(wěn)定；塊狀灰?guī)r儲(chǔ)層發(fā)育好，厚度大且橫向分布穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：土庫(kù)曼斯坦；阿姆河右岸；儲(chǔ)集層；石灰?guī)r；測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；處理；解釋?zhuān)粦?yīng)用；評(píng)價(jià)
    薩曼杰佩氣田是土庫(kù)曼斯坦阿姆河右岸最大的整裝氣田，也是唯一投入開(kāi)發(fā)過(guò)的氣田。該氣田1970年上報(bào)容積法儲(chǔ)量數(shù)百億立方米，1986年12月底正式投入開(kāi)發(fā)，10～14mm油嘴，生產(chǎn)壓差2～3MPa，平均單井產(chǎn)量(40～50)×104m3/d，高峰期開(kāi)井28口，年產(chǎn)氣33×108m3。前蘇聯(lián)解體后，土庫(kù)曼斯坦天然氣出口受阻，薩曼杰佩氣田也于1993年4月全面停產(chǎn)封存。為了實(shí)現(xiàn)阿姆河天然氣公司在2009年底實(shí)現(xiàn)年供氣50×108m3的工作目標(biāo)，需要盡快重新對(duì)薩曼杰佩氣田進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量復(fù)算，并在此基礎(chǔ)上編制開(kāi)發(fā)調(diào)整方案。由于薩曼杰佩氣田幾乎無(wú)可以有效利用的巖心資料，因此所有工作的基礎(chǔ)只能依靠對(duì)氣田老測(cè)井資料的處理解釋。
1 氣田老測(cè)井資料的合理應(yīng)用
1.1 測(cè)井曲線相關(guān)分析和人工擬合聲波曲線
    通過(guò)不同測(cè)井資料間的相關(guān)性分析，確定選用自然伽馬、中子伽馬和電阻率資料建立人工擬合聲波曲線的統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型[1]：
 AC=83.0590327+0.4878012GR-0.0029265RT-13.7667525NEUT
      R=0.89
式中：AC為聲波曲線預(yù)報(bào)值，μs/ft；GR為自然伽馬曲線值，mkr/h；RT為側(cè)向電阻率值，Ω·m；NEUT為中子伽馬曲線值，nAPI；R為復(fù)相關(guān)系數(shù)。
統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)達(dá)0.89，統(tǒng)計(jì)量F=7834，表明所建立的人工擬合方程是“高度顯著”的；再將人工擬合的聲波曲線與實(shí)際測(cè)量的聲波曲線進(jìn)行對(duì)比(圖1)，二者形態(tài)一致性良好，曲線大部分近于重合，表明選用人工擬合聲波曲線大體上可以滿(mǎn)足計(jì)算地層孔隙度的基本需要。
 
1.2 中子伽馬資料的非線性校正
    理論上中子伽馬資料可用于計(jì)算儲(chǔ)層孔隙度，但由于研究區(qū)目的層存在天然氣和高礦化度地層水的影響，使得中子伽馬測(cè)量的計(jì)數(shù)率變化幅度很小，無(wú)法反映儲(chǔ)層真實(shí)的孔隙度變化特征，因此需要對(duì)其進(jìn)行非線性校正，具體非線性校正公式為：
    NEUT=NEUTn
式中：n為非線性校正系數(shù)，取0～2。
    非線性校正后，中子伽馬曲線幅度變化的靈敏性有很大提高，可以滿(mǎn)足孔隙度計(jì)算的要求(圖2)。
 
    通過(guò)上述技術(shù)處理后，基本保證了在現(xiàn)有條件下測(cè)井解釋評(píng)價(jià)資料的相對(duì)合理和統(tǒng)一。
2 儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算
2.1 泥質(zhì)含量的計(jì)算
    薩曼杰佩氣田卡洛夫牛津階碳酸鹽巖中自然放射性的增高基本都對(duì)應(yīng)著電阻率、中子伽馬值的降低和聲波時(shí)差的增高，說(shuō)明高放射性是由泥質(zhì)所致，因此可用自然伽馬值計(jì)算泥質(zhì)含量。
    先用下式計(jì)算相對(duì)自然伽馬增量(AGR)：
    △GR=(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)
式中：GRmax=14mkr/h；GRmin=1.5～3.5mkr/h。
    然后用土庫(kù)曼斯坦方面使用的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算泥質(zhì)含量：
    Vsh=0.65△GR1.9
2.2 孔隙度的計(jì)算
2.2.1利用聲波資料計(jì)算孔隙度
利用聲波資料采用威里時(shí)間平均公式計(jì)算孔隙度[2～3]：
 
式中：△tma為巖石骨架時(shí)差，由于現(xiàn)有測(cè)井資料不能求取實(shí)際礦物成分，故本次解釋時(shí)選擇卡洛夫-牛津階的主要礦物方解石的理論時(shí)差值(47.5μ/ft)作為巖石骨架時(shí)差；△tf取地層水時(shí)差值，即189μs/ft；△tsh為泥質(zhì)時(shí)差，取平均值75μs/ft。
2.2.2利用中子伽馬值計(jì)算孔隙度
利用中子伽馬值計(jì)算孔隙度主要采用相關(guān)比較法，即將目的層的測(cè)量值與另外兩個(gè)已知孔隙度的區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)量值進(jìn)行比較來(lái)計(jì)算其孔隙度：
 
式中：N為目的層的中子伽馬測(cè)量值，nAPI；N1為致密巖石中子伽馬值，即最大值，nAPI；N2為純泥巖中子伽馬值，即最小值，nAPI；φ1為致密巖石孔隙度，取1%；φ2為純泥巖孔隙度，取22%。
2.3 含水飽和度的計(jì)算
薩曼杰佩氣田主要目的層X(jué)Vp、XVm的主要儲(chǔ)集類(lèi)型為孔洞型，裂縫發(fā)育，有一定的泥質(zhì)含量，且目前難于確定飽和度參數(shù)，為此選用分散泥質(zhì)的西門(mén)度方程求取含水飽和度：
 
式中：Rt為深探測(cè)電阻率，Ω·m；Rxo為淺探測(cè)電阻率，Ω·m；Sw為地層含水飽和度，%；Sxo為鉆井液侵入帶含水飽和度，%；Rc1為泥質(zhì)電阻率，Ω·m；Vc1為泥質(zhì)體積含量，%；Rmf為鉆井液濾液電阻率，Ω·m；Rw為地層水電阻率，Ω·m；C為系數(shù)，C=1～2。
含水飽和度計(jì)算總體上獲得了滿(mǎn)意的結(jié)果，對(duì)于無(wú)電阻率資料的井(早期探井)，可利用氣層段的孔隙度與含水飽和度關(guān)系反算出氣水界面以上的含水飽和度值。
3 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)
3.1 有效儲(chǔ)層標(biāo)準(zhǔn)確定
    由于沒(méi)有增加新的資料，借用原土庫(kù)曼斯坦方面研究結(jié)論，將5%作為有效孔隙度下限值，再根據(jù)氣田內(nèi)多口單井純氣層段解釋的孔隙度和含水飽和度建立關(guān)系式，確定含水飽和度上限值為50%。
3.2 儲(chǔ)層縱向發(fā)育特征
    根據(jù)上述有效儲(chǔ)層標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)薩曼杰佩氣田卡洛夫-牛津階主要目的層硬石膏灰?guī)r互層(XVac)、層狀灰?guī)r(XVp)、塊狀灰?guī)r(XVm)進(jìn)行了測(cè)井資料精細(xì)處理，其參數(shù)處理結(jié)果如表1所示。
表1 薩曼杰佩氣田儲(chǔ)層段測(cè)井解釋物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表
層位
φ(%)
K(10-3μm2)
井?dāng)?shù)
范圍值
均值
井?dāng)?shù)
范圍值
均值
XVac
49
5.3～14.1
8.0
49
2.67～15.17
6.58
XVp
47
6.2～14.7
10.2
47
3.98～16.02
9.66
XVm
44
5.5～17.0
10.7
44
3.08～19.22
10.47
3.2.1硬石膏灰?guī)r互層(XVac)
    主要發(fā)育在厚層膏巖或灰質(zhì)膏巖所夾的較薄層狀灰?guī)r中，單層厚度較薄。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在139段有效儲(chǔ)層中，單層厚度小于1m的有80層，占57.6%；1～3m的有50層，3～5m的有8層，大于5m的僅1層。這些儲(chǔ)層孔隙度不高，無(wú)Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層，Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層占14.80%，而Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層占了85.20%。
3.2.2層狀灰?guī)r(XVp)
    儲(chǔ)層主要發(fā)育層狀灰?guī)r的在上部，單層厚度相對(duì)較大(最大單層厚度10m以上)，橫向分布穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在178段有效儲(chǔ)層中，單層厚度小于1m的有54層，占30.3%，大于5m的有20層。它們的單層厚度和物性都明顯優(yōu)于硬石膏灰?guī)r互層，但Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層仍極少，僅占1.77%，Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層占33.02%，Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層占65.21%。
3.2.3塊狀灰?guī)r(XVm)
    塊狀灰?guī)r中儲(chǔ)層厚度大(最大單有效儲(chǔ)層厚度40m以上)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在154段有效儲(chǔ)層中，單層厚度大于5m的有50層，占32.5%，明顯好于層狀灰?guī)r。它們物性也好，孔隙度最高可達(dá)20%以上，但從上向下有逐漸變差的趨勢(shì)。Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層占21.87%，Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層占37.87%，Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層占40.28%。
    總體上說(shuō)，通過(guò)儲(chǔ)層橫向?qū)Ρ瓤梢钥闯?，硬石膏灰?guī)r互層(XVac)儲(chǔ)層發(fā)育少而薄，橫向分布不穩(wěn)定；層狀灰?guī)r(XVp)上部?jī)?chǔ)層發(fā)育好且橫向分布穩(wěn)定，下部?jī)?chǔ)層發(fā)育差且橫向分布不穩(wěn)定；塊狀灰?guī)r(XVm)儲(chǔ)層發(fā)育好，厚度大且橫向分布穩(wěn)定。
3.3 儲(chǔ)層橫向展布特征
在儲(chǔ)層橫向?qū)Ρ鹊幕A(chǔ)上，編制了層狀灰?guī)r(XVp)、塊狀灰?guī)r(XVm)有效儲(chǔ)層等厚圖(圖3、4)，層狀灰?guī)r有效儲(chǔ)層厚度0～20m，不完全受構(gòu)造控制，在Sam-17、Sam-15、Sam-6井區(qū)還受巖性控制；總體上高值區(qū)位于構(gòu)造高部位，同時(shí)在構(gòu)造高部位又分為東、西兩個(gè)高值區(qū)(厚度大于15m)，而中部有一個(gè)較明顯的低值區(qū)。塊狀灰?guī)r有效儲(chǔ)層厚度0～90m，完全受構(gòu)造控制。高值區(qū)位于構(gòu)造高部位，最厚區(qū)在Sam-123～Sam-51～Sam-53井一線(厚度大于70m)。
 
4 結(jié)論
    通過(guò)對(duì)薩曼杰佩氣田現(xiàn)有測(cè)井資料的合理應(yīng)用研究，完成了氣田內(nèi)50余口老測(cè)井資料的精細(xì)處理解釋?zhuān)浣忉尳Y(jié)果與試油結(jié)論吻合程度高、效果好，達(dá)到了對(duì)氣田儲(chǔ)層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量復(fù)算和地質(zhì)建模的目的，為氣藏精細(xì)描述和開(kāi)發(fā)調(diào)整方案的編制奠定了良好的基礎(chǔ)。
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(本文作者：包強(qiáng) 陳虹 張曉東 尹平 代琤 楊銳 川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院)