[科普中国]-开发地质原始资料

简介

油藏描述的第一步, 就是收集好各种反映油藏开发地质特征的原始资料信息。油藏描述就是通过对这些基础资料信息的去粗取精, 去伪存真, 由表及里的综合分析, 逐步上升提高, 最后得出对油藏开发地质特征的全面整体的认识, 完成油藏描述的任务。油藏描述的成败, 首先决定于基础资料是否齐全、准确。

油藏描述的基础资料主要有四大类: 地震、岩心、测井和开发动态资料。它们从各个侧面反映油藏特征, 各有优势和不足, 通过取长补短, 互相补充, 互相印证, 最后融合成一体, 实现油藏描述的目的。一般来说, 这些资料缺一不可, 只是各开发阶段, 根据油藏描述的不同任务, 目的、有所侧重而已。1

岩心资料岩心是认识油藏最直接的地质信息, 它是评价储层岩性、物性、含油性的第一性资料, 也是进行沉积史、成岩史、孔隙(包括裂隙, 洞隙)演化史研究必具的物质基础, 是刻度测井进而刻度地震处理解释的客观依据。因此岩心是油藏描述必不可少的最基础资料。

从岩心中录取的油藏地质信息可分两大部分。一是从岩心中直接观察描述得到的各种地质现象( 即岩心观察描述) ; 二是从岩心中采取岩样在实验室内进行各种分析鉴定录取的各种地质数据信息( 即岩心分析鉴定)。

由于钻取岩心所需费用较高, 任何油藏取心总是有限的。因此在油藏描述前, 根据油藏地质特点、所处开发阶段、油藏描述的重点, 部署设计好取心井位, 取心层段, 是保证取得齐全、准确的岩心资料的先决条件。这也是开发地质人员的一项重要任务。

同样由于实验室岩心分析鉴定费用较高, 特别是一些应用高精尖仪器的项目, 开发地质人员应设计好岩心分析鉴定项目及数量, 做到必要和经济合理, 达到齐全、准确和充分发挥作用的目的, 切忌“ 愈多愈好” 的懒汉作法。

(1) 岩心观察描述: 油藏描述前, 井场地质人员已做过岩心观察描述、常规取样、编制1∶50 或1∶100 比例尺的岩心录井综合柱状图、岩心描述纪录和连续照片, 还做过岩心􊄮测井曲线归位。油藏描述人员的岩心观察描述内容包括以下几个大方面: ①沉积现象; ②对比标准层; ③油气水产状及流体性质; ④四性关系的感性描述; ⑤裂缝、断层、地层产状等构造现象。

(2) 岩心分析鉴定: 在井场录井取样基础上, 视油藏描述需要, 一般要进行补充取样, 增加取样密度及分析鉴定内容。现行分析鉴定项目如下, 具体内容及样品密度应视需要而定。

①岩石物性分析, 孔隙度( 包括常规有效孔隙度、不同岩压下孔隙度变化、岩石压缩系数)、渗透率(常规水平渗透率、水平和垂直渗透率比值、水平渗透率各向异性)、流体饱和度;

②岩矿鉴定( 矿物鉴定: 薄片、电子探针、阴极发光, 粘土矿物鉴定: X 射线衍射、扫描电镜、粘度分析) ;

③ 孔隙、喉道测定: 压汞毛细管压力曲线、铸体薄片、扫描电镜􊄮图像分析;

④流体性质( 原油、天然气、地层水物性和组成分析) ;

⑤渗流特征分析( 相渗透率曲线、润湿性) ;

⑥其他特殊分析: CT 或核磁共振成像、X 射线透射、古地磁、全直径岩心分析等。

(3) 岩心资料整理: 深度校正是指校正钻井取心深度使其与测井深度一致。

常用的方法有:

①自然伽马归位, 对岩心测量自然伽马曲线并将其与测井自然伽马曲线对比, 得到深度归位;

②特殊岩层归位, 测井显示上特殊的岩层如砂、泥岩剖面中钙质层等与岩心深度归位;

③物性归位, 以孔隙度, 渗透率值连续剖面相对变化与测井曲线对比归位。1

测井资料(1) 测井资料是高含水期油藏描述最基本的数据, 通过岩心刻度建立解释模型, 可以在很高的精度范围内取得所需的油藏地质参数。虽然测井探测范围小, 只能获得井筒周围的地层信息, 但是开发井数量多, 可以获得大量数据。

(2) 要分层次选择好测井系列, 一般采用由繁到简的原则。油田开发早期, 油藏地质认识较粗时, 测井内容宁多勿少, 尽可能多采用较先进的测井手段, 随着油田开发过程的深入, 油藏主要地质特征认识比较清楚, 各种测井手段的有效性日益明确, 则应当固定测井系列。对于关键取心井和一般开发井也应区别对待, 前者要尽可能多采集测井信息, 以指导后者常规测井的处理解释。

油田常用的测井系列一般分两部分: 全井段测井系列和储层段测井系列。

(1) 全井段测井系列是指从井口到完钻井深进行的测井。用于大层段判别岩性组合和地层层序, 进行地层划分和对比, 油田通称标准测井。目前国内通用的标准测井包括:

①自然电位及自然伽马测井;

②梯度电极电阻率测井( 1 m 或2 . 5 m 电极距) ;

③0 . 5 m 电位电极电阻率测井;

④声波时差测井。标准测井曲线图一般采用1∶500 深度比例尺。

(2) 储层段组合测井, 用于储层地质参数定性定量解释的测井系列。

常规组合测井包括: ①自然电位和/ 或自然伽马测井; ② 微电阻( 微球形聚焦或微侧向或微电极) 测井;③浅、深探测电阻率测井( 双侧向、或双感应) ; ④三孔隙度测井(声波、中子、密度测井) ; ⑤井温, 泥浆电阻率测井; ⑥井径, 井斜等工程测井。

除常规组合测井外, 一个油田一般选择少量重点井或根据特殊地质解释需要, 加测一些特殊内容, 这些测井项目一般花费较大, 不可能在每口井中推广。

例如: 倾角测井; 自然伽马能谱测井; 地层重复测试; 长源距声波测井; 光电吸附指数测井; 电磁波传播测井; 电阻率扫描测井等。组合测井一般采用1∶200 深度比例尺, 个别项目为配合岩心归位, 放大为1∶100 或1∶50。1

开发地震资料随着高分辨率三维地震、多波地震和地震层析成像技术的发展, 以及对地震资料进行各种特殊处理, 通过钻井和测井资料的约束反演或标定, 使地震技术在油气田开发领域得到了愈来愈多的应用, 成为高含水期油藏描述的一项重要手段。

地震资料在精细油藏描述中的研究内容: ①描述微构造形态、断层、裂缝分布; ②描述储层厚度、岩性、物性的空间变化; ③描述储层内油、气分布和饱和度; ④进行开采动态监测, 预测注水运动前缘。

(1) 目前常用的开发地震资料: ①三维地震是研究复杂断块构造必不可少的手段, 也是储层描述效果最好的地震方法; ②提高薄层分辨率的高分辨率地震; ③垂直地震剖面,是油藏描述中标定层位、研究速度剖面的重要手段。

(2) 正在发展的开发地震方法: ① 多波地震, 同时采集纵横波, 利用纵横波的速度、频率、振幅等差异, 提高储层参数解释精度, 判断裂缝等; ②井间地震, 通过提高频率,进行井间层析成像, 以达到开发储层描述所需的分辨率。1

油藏动态监测资料动态监测资料是油田产能高低、剩余油分布和采收率评价的基础, 也是精细油藏描述的基础资料。其中油藏压力、产液与吸水剖面和高含水期储层流体性质的变化最为重要。

(1) 油藏压力资料: 首先需要了解油藏原始状态下具有的压力, 通常是指第一口井或第一批井的实测地层压力( 原始地层压力)。同时要通过高压物性取样测量油层饱和压力,即油层中放出第一个( 第一批) 气泡时所测得的地层压力。

油田投入开发以后, 油层压力会不断下降, 注水初期压力可能上升, 但是以后压力还会有下降的趋势。油田生产过程中一般会定期测量注水井、生产井的压力变化, 这是分析油藏流体运动重要指标, 所以需要取全各井的油层静止压力( 关闭油井、待压力恢复到稳定状态时测得压力, 也称为目前地层压力)。这种压力一般通过稳定试井或压力恢复试井法测得, 其中压力恢复曲线是求取该压力以及判别油藏内一些流动状态的基本资料。

(2) 压力恢复曲线的应用: 实测压力恢复曲线在半对数坐标上并非一条理想曲线, 一般由4 段组成（如图）。

图中1 为压力恢复原波曲线; 2 为一个直线不渗透边界; 3 为相交120°的两个不渗透边界; 4 为两个垂直的不渗透边界; 5 为三面包围的不渗透边界; 6 为一个直线渗透边界;7 为三面包围的渗透边界。

第Ⅰ线段———续流线段: 假设油井在井底关井(实际上是地面关井) , 在关井后液体仍继续流入井眼。因为井筒中存在大量可压缩的气体和液体, 所以只有经过一段时间, 当井眼内充满液体后, 续流才趋近于零。由于气体上升到井筒上部、油沉到井筒下部, 在很短时间内( 2～3 h) 油井压力猛然上升(可升高至几个MPa ) , 因而出现驼峰。

第Ⅱ线段———斜率线段: 此段真实反映了地层压力的恢复情况。在多层压力恢复情况下, 油井压力出现蛇曲形。蛇曲形出现的原因是高渗低压层先恢复平衡, 然后低渗透高压层恢复而叠加。

第Ⅲ线段———边界线段: 通常解释推导公式都用无限大地层弹性方程式考虑, 但实际用到有限地层上是受到一定时间限制的, 如果恢复时间太长, 供给边界将开始影响曲线形状。若边界为小面积封闭, 如多井生产, 泄油面积有限, 则曲线趋于平缓, 在Ⅱ线段延长线的下方。若边界受不渗透边界( 岩性)、断层及注水强度的影响, 则曲线位于第Ⅱ线段延长线上。

第Ⅳ线段———干扰线段: 若油藏水压驱动, 且注采比大于1 , 则曲线上升(图中2 , 3 , 4 , 5)。若油藏消耗(溶解气) , 注采比小于1 , 则曲线下降(图中6 , 7) 。

在实际测得的曲线中, 由于种种原因, 或只出现Ⅰ ( 低渗) 或只出现Ⅰ、Ⅱ ; 或Ⅱ、Ⅲ , 甚至有的井受注水干扰影响不明显直接出现Ⅰ、Ⅳ段, 在使用时要善于分析、判别。应用压力恢复曲线可以确定的油层参数包括: 油层流动系数; 流度( 油层厚度已知时) ; 油层有效渗透率; 油井折算半径等。还可以判断井底的完善程度( 井筒是否污染等)。

(3) 吸水剖面资料: 注水进吸水剖面是测量在一定注水压力条件下, 注水井每个层段或单层的吸水量。常用的方法是微差井温法及放射性同位素载体法。微差井温法是应用电缆式微差井温测量仪连续测量水井温度随深度的变化。一个油田的地温梯度是已知的, 当注冷水时间较长时, 大量吸水的层段温度将明显降低, 根据温度降低程度, 可定性地分析判断吸水层和各井的吸水能力。1