地球物理学进展  2016, Vol. 31 Issue (5): 1959-1964   PDF    
引用本文
卢颖忠 . 2016. 测井评价碳酸盐岩储层有效厚度的新方法. 地球物理学进展, 2016, 31(5): 1959-1964, doi: 10.6038/pg20160510  
LU Ying-zhong . 2016. New method for evaluating the effective thickness of carbonate reservoir on well logging data. Progress in Geophysics (in Chinese), 31(5): 1959-1964, doi: 10.6038/pg20160510   
测井评价碳酸盐岩储层有效厚度的新方法
卢颖忠     
中国石化石油勘探开发研究院, 北京 100083
收稿日期: 2016-02-13; 修回日期: 2016-07-18.
作者简介: 卢颖忠, 男, 1962年生, 宁夏人, 博士, 现在中国石化石油勘探开发研究院工作, 高级工程师, 主要从事海外油气田勘探开发的测井研究工作.(E-mail:lyz.syky@sinopec.com)
摘要: 盐下碳酸盐岩产层有效厚度标准对于估算勘探区块的储量和资产价值有重大意义.工程实践中，常存在缺乏相对渗透率等特殊岩心分析和单层测试资料的情况，常规方法确定碳酸盐岩产层的物性和饱和度下限的难度较大.本文基于MDT、NMR新技术，结合常规岩心分析（孔隙度、渗透率）以及测井资料开发了一种确定碳酸盐岩物性下限和饱和度下限的方法和技术流程.工程应用效果表明，应用该方法确定的下限与实验室分析结果和试油结果吻合的很好.
关键词： 碳酸盐岩     盐下     有效厚度标准     测井资料    
New method for evaluating the effective thickness of carbonate reservoir on well logging data
LU Ying-zhong     
Exploration & Production Research Institute, SINOPEC, Beijing 100083, China
Abstract: The study on determining the effective thickness standard of pre-salt carbonate hydrocarbon reservoirs is very great significant to estimate reserves and assets value of the exploration blocks. In engineering practice, when there is often a lack of relative permeability and other special core analysis and the test data from single layer, it is very difficult to determine the lower limit of physical properties and saturation of carbonate reservoir by conventional methods. Based on the new technology of NMR and MDT, this paper has developed a new method and technical process to determine the lower limit of the physical properties and the lower limit of saturation in carbonate rocks with the conventional core analysis (porosity, permeability) and well logging data. The engineering application results show that the lower limit of the method is in good agreement with the laboratory analysis results and the test results.
Key words: carbonate     pre-salt     effective thickness standard     logging data    
0 引言

盐下碳酸盐岩是近期研究的热点.众所周知，有效厚度对计算储量或油气资产价值是非常重要的，而有效厚度标准(或CUTOFF)对确定有效厚度却是首要关键的.研究有效厚度标准通常需要实验室分析的孔隙度、渗透率、相对渗透率、毛管压力等资料以及油气测试资料等.在海上油田勘探初期，往往缺少实验室分析的资料，同时也缺少(单层)油气测试资料，如何根据测井资料来确定碳酸盐岩油气储层的有效厚度标准，也就是确定油气层的物性下限以及饱和度下限是当前面临的技术难题.

目前，关于砂岩和碳酸盐岩油气藏的储层物性下限，比较常用的方法有测试法(耿龙祥等，1999；侯雨庭等，2003；郭睿，2004；杨琼英和汤小燕，2012)、钻井液侵入法、最小有效孔喉法、含油产状法、孔隙度-渗透率交会法、经验统计法、泥质含量法和其他方法(王成等，2007；邵长新等，2008；任江丽等，2012；张海涛等，2014)等.其中：测试法是根据单层试油资料可做出每米采油指数与渗透率的关系图，外推每米采油指数降为零时的临界点作为渗透率下限.钻井液侵入法是绘制储层渗透率与原始含油饱和度的交会图，利用水基钻井液取心测定的含水饱和度确定物性下限.此时，含水饱和度与空气渗透率关系曲线上的拐点所对应的渗透率可能就是渗透率下限，但存在较大的误差.最小有效孔喉法将储层中的孔隙分为有效孔隙和无效孔隙，根据压汞资料来确定最小有效孔喉半径，然后来确定物性下限.含油产状法用取心井试油结果与岩心含油级别、物性建立关系，确定含油产状的出油下限.经验统计法是以岩心分析孔隙度、渗透率资料为基础, 以低孔渗段累计储渗能力丢失占总累计的5%为界限得出的一种累计频率统计法.对于含水饱和度界限，可以综合相对渗透率曲线、毛细管压力资料以及测试资料等来定(郑金安，1994；郑金安等，1999；宋子齐等，2006；崔永斌，2007；向冬等，2008；张春等，2010；李喜莲等，2010).

可见，确定有效厚度标准客观上需要岩心分析以及试油特别是单层试油资料等.实际工作中，往往仅具有简单的常规分析资料(孔隙度、渗透率等)，缺少压汞资料、相对渗透率曲线等特殊岩心分析资料以及单层试油资料，如何在常规岩心分析资料的约束下基于测井资料来确定有效厚度标准则是问题的关键，相关研究较少，有必要做深入研究.本文在常规岩心分析资料的约束下，综合压力测试(MDT)资料、核磁测井(NMR)资料和常规测井资料提出了确定有效厚度标准的方法和技术流程.

1 方法原理和应用

通过利用核磁测井、压力测试和常规测井等各种测井资料，并对测井资料进行处理解释，探索和总结提出了三种基于测井资料研究有效厚度标准的方法，即常规方法、核磁测井法和敏感性分析方法.

南美某区盐下储层岩性为碳酸盐岩，储层类型为孔洞型的，流体性质为气、油和水.其中油的重度为18°API左右.下面以南美某区(Jupiter区块)为例，介绍这三种方法.

1.1 常规方法

它是基于常规测井资料来确定有效厚度标准.其指导思路为：先由岩心分析资料确定孔隙度下限和渗透率下限；然后先由压力测试资料确定出流体界面，根据该界面分别提取油层数据，油水同层数据和水层数据，并制作含水饱和度(SW)与有效孔隙度(POR)关系图，由此确定出饱和度下限；最后制作有效孔隙度(POR)与泥质含量(VSH)关系图，由此确定出泥质含量上限.

技术步骤如下：

第一步，基于岩心试验分析资料确定出孔渗相关关系(见图 1)，根据地区经验确定出孔隙度的下限.该区油层上渗透率(K)一般大于0.1 mD (稠油层上会更高)，对应岩心孔隙度下限一般取6%.气层上渗透率一般大于0.01 mD，对应岩心孔隙度下限一般取4%.

图 1 A井岩心孔隙度与岩心渗透率关系图 Figure 1 Relation of core porosity versus core permeability in well A

第二步，基于压力测试资料确定出流体界面(见图 2).该井油水界面为海拔-5445 m，对应测量深度为5463 m (KB=18 m).

图 2 A井基于压力测试资料确定流体界面 Figure 2 Determination of fluid interface based on pressure testing data in well A

第三步，基于油水界面，提取测井处理的油层、油水同层和水层数据点(见图 3).

图 3 A井测井资料处理解释成果图 注：图 3中储层结论道，红色代表气层，绿色代表油层，蓝色代表水层，其他代表干层和致密层. Figure 3 The result figure of logging data processing and interpretation in well A

第四步，作出有效孔隙度(POR)与含水饱和度(SW)的关系图(图 4).其中，有效孔隙度是利用测井软件处理，由中子密度交会图得到或由密度孔隙度方法得到，含水饱和度是应用阿尔奇模型得到.

图 4 A井油层、水层、油水同层数据点的POR与SW关系 Figure 4 Relation of effective porosity (POR) versus SW of oil, water, and oil-water data point in well A

由图 4可见，油层SW的上限可以取40%.

第五步，作出油水层段基于POR与测井处理解释的泥质含量(VSH)的关系图(图 5)，由图可知当取油层上POR>6%时，就有VSH≤12%.

图 5 A井测井有效孔隙度(POR)与泥质含量(VSH)关系 Figure 5 Relation of effective porosity (POR) versus clay content (VSH) in well A

这样就得到油层有效厚度标准：POR≥6%，SW≤40%，VSH≤12%.

1.2 核磁测井法

基于核磁测井和常规测井资料来综合确定有效厚度标准的方法，即：首先基于核磁测井资料确定出可动孔隙度的下限，然后综合常规测井资料处理结果，采用类似于常规方法的方法确定出SW的上限和VSH的上限，进而得到其有效厚度标准.

先作出A井可动孔隙度(CMFF)与核磁渗透率/可动孔隙度(KSDR/CMFF)的关系图(图 6)，可见，CMFF的下限可取6%(相当于有效孔隙度POR取8%)；然后通过POR与SW的关系图(图 4)来确定SW的上限；最后由图 7确定出VSH的上限为10%.这样就得到油层有效厚度标准：CMFF≥6%, SW≤40%, VSH≤10%.

图 6 A井可动流体孔隙度(CMFF)与KSDR/CMFF的关系 Figure 6 Relation of movable fluid porosity (CMFF) versus (KSDR/CMFF) in well A

图 7 A井可动流体孔隙度(CMFF)与泥质含量(VSH)关系 Figure 7 Relation of movable fluid porosity (CMFF) versus clay content (VSH) in well A
1.3 敏感性分析方法

基于测井资料的处理解释结果，通过采用Geolog软件来分析各参数(孔隙度、饱和度、泥质含量)的敏感性来确定出有效厚度标准的方法.采用Geolog软件，以SO_PHI_H (为含油饱和度、有效孔隙度和有效厚度三者的乘积，其意义为有效烃度或净油厚度)为纵轴，分别制作其与油水层上有效孔隙度(POR)、含水饱和度(SW)和泥质含量(SH)的关系图，就可以得到其有效孔隙度、含水饱和度和泥质含量的敏感性分析结果(见图 8、图 9、图 10).

图 8 A井有效孔隙度(POR)与SO_PHI_H的关系图 Figure 8 Relation of effective porosity (POR) versus (SO_PHI_H) in well A

图 9 A井含水饱和度(SW)与SO_PHI_H的关系图 Figure 9 Relation of water saturation (SW) versus (SO_PHI_H) in well A

图 10 A井泥质含量(VSH)与SO_PHI_H的关系图 Figure 10 Relation of clay content (VSH) versus (SO_PHI_H) in well A

这样就得到油层有效厚度标准：POR≥8%, SW≤40%, VSH≤10%.

将以上三种方法的含水饱和度上限与A井的邻井相渗曲线(图 11)对比可知，所确定的饱和度上限是可靠的.

图 11 A井邻井的油水相渗曲线 Figure 11 Oil/water relative permeability curves in adjacent well of well A

再有，对A井邻井5409~5470 m段(见图 12)进行DST测试，日产油163.8 m3(油嘴：20/64”)，API:190, 无水.可见，以上有效厚度标准与A井邻井的测试结果是吻合的.

图 12 A井邻井测试井段的测井资料处理解释成果图 Figure 12 The result figure of logging data processing and interpretation in test section of a well adjacent to well A
2 结语 2.1

以上研究表明：在缺乏实验室分析的相渗资料等特殊岩心分析资料，同时又缺少单层油气测试资料的条件下，在常规岩心分析资料的约束下，通过综合压力测试(MDT)资料、核磁测井(NMR)资料和常规测井资料来确定有效厚度标准还是可行的.

2.2

通过对比常规方法、核磁测井法和敏感性分析方法这三种方法可知:

(1) 把这三种方法有机结合，相互验证，就能提供更加可靠的有效厚度标准.如，在常规方法的使用上融入核磁法，采用核磁的可动孔隙度下限.又如，在敏感性分析时，使用核磁的可动孔隙度代替常规有效孔隙度作为其输入参数，则三种方法确定的有效厚度标准将会是一致的.

(2) 这三种方法都可确定孔隙度下限，但用常规方法确定的孔隙度下限依赖于地区经验.

(3) 当常规方法引入核磁的可动孔隙度下限时，则三种方法确定的孔隙度下限和饱和度上限是一致的.

(4) 在确定泥质含量上限时，敏感性分析法和核磁法确定的标准更严格.

(5) 用核磁测井法如何准确确定孔隙度的下限还存在着不确定性.

2.3

建议在实际确定有效厚度标准的应用中，根据实际测井资料的拥有情况，综合采用常规方法，核磁测井法和敏感性分析法来确定有效厚度标准.

致谢 感谢匿名审稿专家的支持和帮助.
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