[科普中国]-油气水层判别

简介

在勘探钻井过程中，油气水层的识别是极其重要的地质工作。现场地质人员限于条件，只能采取实用、有效和快速、直观的识别方法，主要有两大类：一是利用录井资料判识油气水层；二是利用测井资料判识油气水层。1

利用录井资料判断油气水层岩心、岩屑、钻井液性能变化及气测显示资料，是钻探过程中最早获得的油气层资料，它是判断可能油气层的存在和决定完井试油或中途测试的重要依据。

1.根据岩心、岩屑含油级别进行判断

岩心和岩屑录井发现油气显示以后，应当及时地对岩心或岩屑的含油性做出准确的描述鉴定。

岩心含油级别的判定主要依靠岩心断面(通常沿轴面劈开)中含油面积的大小以及含油的饱满程度来确定。

按岩心含油饱满程度一般分三级：含油饱满、含油较饱满、含油不饱满。

对于孔隙性含油岩心，现场通常按6级划分：

a.饱含油：观察面95%以上见油，含油均匀、饱满，原油外渗明显；

b.富含油：观察面75%以上见油，含油均匀；

c.油浸：观察面40%以上见油，含油示均匀，有较多示含油斑块或条带；

d.油斑：观察面5%~40%见油，含油部分呈斑块状或条带状；

e.油迹：观察面只能见到零星的含油斑点，含油面积在5%以下；

f.荧光：肉眼看示到原油，荧光检测有含油显示。

岩屑含油级别划分标准和岩心含油级别划分标准基本相同。由于岩屑受钻井液浸泡和冲刷，岩屑内所含的油多为残余油，所以，从岩屑中定含油级别，只能做定性的判断。描述油砂(即岩屑)时，应册开岩屑看断面，这样有利于观察含油产状。

在岩心和岩屑录井准确地定出含油级别之后，参考本地区本油田所确定的判别油、水层的等级界限，即可对储集层的含油性做出初步判断。

(1)油层判识

根据岩心资料可以比较准确地判识油层、水层和油水同层。

①油层岩心特征：含油饱满，颜色深，多为深棕色、棕色、棕褐色，油砂染手，油腻感强，滴水于岩心上，水呈珠滴状、不浸渗；单层试油结果产油不含水。

②水层岩心特征：砂粒干净、色浅、呈灰白色、灰黄色，滴水于岩心上立即渗入；试油产水或产水带油花。

③油水过渡段岩心特征：颜色为浅褐色、浅棕色、砂粒似被水冲洗过，较干净，无油腻感，滴水至岩心上，水呈透镜状或膜状，水‘漫，漫渗入岩心内；试油为油水同出或产油含水。

通常，含油级别高的砂岩往往是油层，含油级别低的砂岩往往是干层、水层。例如，饱含油和含油级可判断为油层，油浸、油斑级一般的情况下可判断为油层或油水同层，有时还可判断为水层；而且油迹往往是岩性致密的砂岩或灰质砂岩，则常判断为干层。

(2)特殊情况

实际工作中发现砂岩含油级别与试油结果不相符的情况也是有的。例如，稠油或氧化残余油的颜色一般较深，含油显示较强；而气层、轻质油层颜色浅，且易于挥发，含油显示就弱。于是，定级时稠油砂岩往往级别偏高，而气层、轻质油层、严重水淹的油层岩心往往含油级别很低，甚至看不出含油。由于各地区油气藏的成因，油层压力，油层岩性、物性以及原油性质不同，因而油气显示的特征也有差异，所以根据含油级别判断油、气、水层时，还应对具体情况做具体分析。

(3)判识气层和油气界面

依据岩心资料可以比较准确地判识气顶油藏的油气界面。

2.根据气测显示判断油气水层

气测显示是判断油气水层的重要依据。

使用色谱气测仪，测定随钻井液带出的烃类各组分C1、C2、C3、C4，的相对百分含量，根据油气层在本区的地球化学特征，视全烃组分的特征值的相互关系辅以泥浆录井槽面显示情况，即可解释油气水显示层。

(1)色谱气测仪判识油气水层

气层：一般为高甲烷异常，含少量乙烷和丙烷；乙烷含量大于丙烷，缺少或具有微量的正丁烷和异丁烷；钻井液录井显示泥浆密度下降、粘度增加，槽内液面上升，槽面有气泡。

油层或气层：烃色谱齐全，重组分中丙烷、异丁烷、正丁烷含量增高；槽面可见气泡及油花；岩屑、荧光均有明显显示。

水层：不含溶解气或残余油的水层，烃组分无显示；当出现氢气和二氧化碳时可考虑为水层；在油水边界由于油气运移和油水接触关系的影响，可有重烃组分出现。

(2)综合录井仪判断油气水层

综合录井仪的直观常规解释，是根据全烃组分百分比和钻井液密度、电阻率、温度、体积的变化解释油、气、水层。其中全烃组分分析特征与色谱气测仪相同。由于综合录井仪所获取的信息较气测仪多，因此在判别油、气、水层时增加了下列特征：

气层：出口钻井液密度下降、粘度增加、温度下降、电阻率增加、流量增加、体积增加。

油层：出口钻井液密度下降、粘度增加、温度升高、电阻率增加、流量增加、体积增加。

水层：出口钻井液密度下降、粘度下降、温度升高、流量增加、电阻率降低。1

利用测井资料判断油气水层1.测井系列的选择

(1)测井系列选择原则

一个地区或油田所选测井系列是否合理，主要取决于是否能够清楚地鉴别岩性，划分储集层，减少与克服测井环境的影响，准确地提供重要地质参数，以及能够可靠地评价油、气、水层。测井系列选择的基本原则是：

①能够确定岩性的成分、清楚地划分渗透层；

②至少能够比较完整地提供下列重要参数：孔隙度、含油饱和度、束缚水饱和度、可动油量和残余油气饱和度、泥质含量以及渗透率的近似值等；

③能够比较清楚地区别油层、气层和水层，确定有效厚度；

④能够尽量地减少和克服井眼、围岩和钻井液侵入的影响，至少在通常情况下，不使测井信息明显失真；

⑤在解决预期的地质目的的前提下，力求测井系列简化和经济；但切忌牺牲解决地质问题的能力去追求系列的过于简化。

应当指出的是，井壁取心和电缆式地层测试器是测井系列的一个重要组成部分，其重要性并不亚于任何一条测井曲线。因此，应作为选择系列中的一个重要方面，合理地加以考虑和使用。

(2)主要测井系列选择

①泥质指不测井系列。泥质测井系列主要用于划分泥质和非泥质地层，以及确定储集层的泥质含量。

一般来说，自然电位(CSP)主要用于Rw≠Rmf的砂泥岩剖面；而自然伽马(GR)测井在碳酸盐岩剖面、膏岩剖面以及Rw≈Rmf，的砂泥岩剖面是不可缺少的。SP ， GR都可以在进行其它测井时附带测量，不必另占井场测井时间，因此，两种曲线都应测量。

②微电阻率测井系列。微电阻率测井系列主要有：微电极测井(ML)、微侧向测井(MLL)、微球形聚焦测井(MSFL)和邻近侧向测井(PL)等。除ML可作为泥饼指T用于划分渗透层外，它们主要用于准确反映冲洗带电阻率Rxo。因此，这四种微电阻率测井一般选一种就可以了，不必兼用。

③电阻率测井系列。目前，测量地层电阻率主要采用两类基本的方法：感应测井((IL)和侧向测井(LL)。最常用的是感应测井。IL和LL采用了探测深度适当的纵向聚焦系统，使其测井值受井眼和围岩的影响较小，也就是说需要做的校正量较小，因此，可以在较宽的条件下求得准确的岩层真电阻率。

④孔隙度测井系列。中子、密度和声波测井值不仅与孔隙度有关，而且与岩性和孔隙流体性质有关。因此，对于单矿物岩性、孔隙完全含水的纯地层，用一种方法就可确定孔隙度；如果无次生孔隙，声波测井也可以求出孔隙度。在有利条件下，也可采用电阻率法确定孔隙度。

孔隙度测井的探测深度一般都较小，对于储集层，其探测范围大多只限于冲洗带内，因而泥浆滤液对测井值的影响一般可以忽略。

2.划分渗透层

在砂泥岩剖面划分渗透层，通常根据自然电位、自然伽马以及有贴井壁装置的微电阻率曲线，有时附加井径曲线。在淡水钻井液条件下，自然电位和微电阻率曲线是砂泥岩剖面的基本曲线。如果进一步附加孔隙度测井和自然伽马曲线，即使岩性变化很大，甚至在复杂岩性条件下，也能给人们提供比较明确的划分渗透层的依据。在盐水钻井液条件下，自然伽马曲线可以替代自然电位曲线。

碳酸盐岩渗透层的测井响应远不如砂泥岩剖面中渗透层明显。为此，需要配合更多的测井方法加以识别。其中三孔隙度和自然伽马测井是必不可少的。

在裂缝性碳酸盐岩或裂缝性火山岩、变质岩剖面中，渗透层的测井显示规律一般具有“三低二大一小”的特点：即低电阻、低自然伽马和低中子伽马值；声波时差和中子视石灰岩孔隙度数值比较大；密度值较小。在裂缝发育带，这些特点显得更为突出：井径可能扩大，声波可能产生周波跳跃，电阻率曲线可能有异常低值出现，井温有低温异常。这些都可以判为裂缝存在。

裂缝识别测井、声波变密度测井、井下电视更是识别裂缝的重要手段。在判断裂缝层段时，钻井过程中的钻具放空、钻时加快、井漏与井喷等，都是综合判断的重要依据。

3.判断油、气、水层

判断渗透层的产液性质和估计生产能力是综合解释工作中最重要的一个环节。岩心、岩屑、井壁取心及钻井过程中油气显示是油气层最直接的标志，也是解释油、气、水层的重要依据。在岩心、试油及测井资料对比研究的基础上，应建立岩性、物性、含油性与电性的一般规律。并参考电性解释的定性、定量成果，如各种地质参数(如孔隙度、含油饱和度等)，以及估计生产能力的各种快速直观显示(如可动烃含量、相对渗透率等)，进行综合分析，才能正确评价油气层。

应当指出：勘探、开发的不同阶段，由于获取资料的不同，人们认识程度的不同，导致解释的精度不同。一般而言，勘探阶段探井的解释符合率一般只在IJ%左右；而在开发阶段，油、气、水层的解释符合率应当达到90%。

在勘探阶段主要依靠解释人员的经验，利用定性的方法、快速直观的解释方法以及计算机解释方法。定性解释的方法包括：油层最小电阻率法、标准水层对比法、径向电阻率法、邻井曲线对比法、不同时间的测井曲线对比法(也称时间推移测井法)等。快速直观解释方法包括：曲线重R法、交会图法等。随着计算机的广泛应用，测井解释的定量化有了很大发展。针对纯砂岩、泥质砂岩(包括分散状泥质、层状泥质、结构泥质)，都形成了各自的解释模型，并建立了不少解释程序，这些研究成果与定量解释孔隙度、含水饱和度、渗透率、剩余油饱和度等，为准确判断油、气、水层奠定了良好基础。

在实际工作中，由于地下地质情况的复杂性，运用统一的公式所求的饱和度值仍可存在较大的误差，导致解释符合率不高。因此对测井解释成果都应定期进行测井解释资料的复查。在提交储量时都应对其进行二次解释，以确保储量计算的精度。

为保证测井解释成果的水平不断提高，任何一个油田，一个区块，都应有一定量的单、双层的试油、试水资料，它应包括不同层位、不同曲线类型、不同岩性的渗透层。同时都应具备一定数量的系统取心资料，最好是密闭取心资料。在此基础上分块、分层位、分岩性建立适合研究区内的各类测井解释模型(物性、岩性、含油性)。这是提高解释符合率的必需手段和方法。只有这样才能保证开发井解释符合率的提高和储量计算的精度。1