含钙储层流体识别方法研究

杨小磊

(中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

含钙储层流体识别方法研究

杨小磊

(中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

A油田P油层含钙现象比较普遍，导致孔隙结构复杂、非均质性强，使得电阻率的测井响应特征难以完全反映储层流体性质的变化，导致流体识别精度低。以岩电试验数据为基础，详细分析了钙质成份对储层电阻率的影响；以试油资料为基础，分流体性质开展了钙质含量与储层电阻率的关系研究，并求取了钙质含量与电阻率关系函数的导数，以此量化钙质含量对电阻率的影响。采用上述方法对电阻率进行钙质含量校正后，建立了电阻率与自然电位的交会图版。应用该图版对新完钻的15口井进行解释，经试油验证，解释精度达到了88.5%，效果较好。

流体识别；深侧向电阻率；导数；钙质；校正

一个油藏在岩性、孔隙结构及地层水性质基本一致的情况下，胶结物的类别和含量会对储层的电性特征产生重要影响，从而进一步影响储层的流体识别[1]。A油田P油层位于A鼻状构造和D向斜过渡的斜坡区，是松辽盆地中浅层的主要储量区。该区储层非均质性强，含钙现象比较普遍。选取对储层流体性质敏感的深侧向电阻率(ρlld)和自然电位(Usp)建立油水层识别标准。由于早期试油资料少，油水层识别标准精度高，应用效果较好。随着资料的增加，该标准的油水层识别精度仅为78.7%(图1)。具体表现为有些储层的电阻率相当，但流体性质却不同，即所谓的高阻水层或油水同层。选取研究区试油层段的取心资料分析表明，在61块岩样中，含钙超过5.5%的样品占到了样品总数的69.5%。研究区的压汞资料也表明，当储层含钙后，平均喉道半径减小，孔隙结构复杂，非均质性强，在电阻率测井响应上具有相对高的特征，是造成油水层识别精度低的主要因素。

图1 A油田P油层早期油水层识别图版

针对低阻油层的电阻率校正方法较多，但针对高钙质储层的电阻率校正目前研究较少。为此，笔者开展了相关研究，以岩电试验数据为基础，详细分析了钙质成份对电阻率的影响特征；以研究区试油和测井资料为基础，建立了不同流体性质条件下的钙质含量与储层电阻率关系，并求取了钙质含量与电阻率的关系函数的导数，以此量化钙质含量对电阻率的影响。采用上述方法对电阻率进行钙质含量校正后，建立了电阻率与自然电位的交会图版。该图版经15口井23层的试油验证，解释精度达到了88.5%，效果较好。

1 钙质成分对电阻率的影响分析

1.1 钙质成分对电阻率的宏观影响

图2 A油田P油层φ(Ca)与ρlld关系图

研究区P油层储层含钙较为普遍，应用岩电试验资料，采用2种方法分析钙质对电阻率的宏观影响。

1)钙质含量与电阻率的关系特征。根据25口取心井61块岩样的碳酸盐岩分析资料统计，钙质体积分数(φ(Ca))大于5.5%的储层占到了69.5%。选取了其中41块岩样做了岩电试验，利用100%饱和水的岩心样品试验数据，绘制了φ(Ca)与ρlld的关系图(图2)，可以看出，当φ(Ca)低于5.5%时，钙质对ρlld的影响并不显著；当φ(Ca)高于5.5%时，ρlld随着φ(Ca)的增加而增大，表明在该区间，φ(Ca)对ρlld的影响逐渐增大。

2)在孔隙度相当的情况下对比不同φ(Ca)的岩样电阻率。为了详细分析储层中钙质对岩石导电能力的影响，在孔隙度相当的情况下对比了不同φ(Ca)岩样的电阻率。表1是7块岩样的岩电试验测量成果统计表，可以看出：8号岩样的φ(孔隙度)为17.1%，φ(sh)(泥质体积分数)为7.0%，φ(Ca)为9.2%，31号岩样的φ为16.2%，φ(sh)为8.3%，φ(Ca)为1.7%，2块岩样的φ和φ(sh)相当，ρsw(饱和水岩样电阻率)分别为18.7Ω·m和12.6Ω·m，说明φ(Ca)越高，ρsw越高；17号岩样的φ为15.7%，φ(Ca)为11.8%，与31号相比，两者φ和φ(sh)相当，但17号岩样的φ(Ca)比31号高，ρsw分别为19.3Ω·m和12.6Ω·m，同样也说明φ(Ca)越高，ρsw也越高。

表1 含钙储层岩样高温、高压岩电测量成果表

注：K为渗透率。

1.2 钙质成分对电阻率的微观影响

应用研究区的压汞资料分析储层的微观孔隙结构特征发现，当储层含钙后，平均孔喉半径减小，孔隙结构复杂，非均质性强，在电阻率测井响应上具有相对高值的特征。在导电机理上，钙质成分增加导致岩石物性变差，束缚水饱和度减少，从而引起岩石导电性能下降，电阻率增加[2]。

B井3号层(图3)和C井4号层(图4)的储层电阻率相近，约为20.0Ω·m；自然伽马(qAPI)反映的φ(sh)相近，约为15.5%；岩心分析孔隙度(φc)相当，约为20.0%；初期测井解释均为油层，而试油结果表明，B井3号层日产油2.4t，与测井解释结论一致，C井4号层日产水1.2m3，与测井解释结果不符合。分析2个储层的φ(Ca)和压汞曲线表明，B井3号层φ(Ca)为3.8%，压汞曲线反映的平均孔喉半径为0.69μm，属于常规储层；而C井4号层φ(Ca)高达12.6%，压汞曲线反映的平均孔喉半径为 0.102μm，属于含钙高阻储层，这是造成该层误判的主要原因。因此，在对研究区的含钙储层进行流体性质识别时，必须先进行φ(Ca)校正，才能保证储层流体性质判别的准确性。

图3 B井3号层综合解释成果图

图4 C井4号层综合解释成果图

2 电阻率钙质校正方法

要将φ(Ca)对电阻率的影响进行量化，最基础的是求准储层φ(Ca)的多少。因此笔者先建立了φ(Ca)计算模型，再建立了φ(Ca)对电阻率影响的校正模型。

2.1 钙质含量计算

随着储层φ(Ca)的增加，多条测井曲线都有敏感反应，一般情况下电阻率、密度(ρ)变大，补偿中子孔隙度(φnc)、Δt和qAPI变小[3]。如何将上述变化与φ(Ca)之间建立定量计算关系，还需根据研究区的实际情况，选取合适的敏感参数。

研究区储层岩心分析φ(Ca)与测井曲线对比分析表明，Δt、ρmsfl与φ(Ca)最为敏感。应用15口取心井35层的碳酸盐岩分析资料，采用多元统计回归方法建立了φ(Ca)的计算模型：

φ(Ca)=28.5901-0.3676Δt+0.1751ρmsflR=0.91

(1)

经研究区8口井26块样品的岩心分析结果与测井计算φ(Ca)对比表明，测井计算φ(Ca)平均绝对误差为0.88%，精度较高，可作为该次研究的φ(Ca) 计算模型。

2.2 电阻率钙质校正

图5 不同流体条件下φ(Ca)与ρlld关系图

如何建立电阻率与φ(Ca)之间的定量关系，目前研究的人较少。笔者采用对电阻率与φ(Ca)的关系函数求导的方法，得到单位φ(Ca)的电阻率变化量后，采用钙质与储层串联的模型进行校正。图5是研究区ρlld与φ(Ca)关系图。

采用统计回归的方法得到不同流体条件下φ(Ca)与电阻率关系式[4]：

油层ρt=9.9852e0.0672φ(Ca)

(2)

油水同层ρt=10.2000e0.0733φ(Ca)

(3)

水层ρt=9.5770e0.0634φ(Ca)

(4)

干层ρt=6.1012e0.0466φ(Ca)

(5)

式中：ρt为拟合计算的电阻率，Ω·m。

当储层为干层时，钙质的变化对电阻率影响较小；当储层中含有流体时，钙质对电阻率的影响较大。对于油层、油水同层和水层，以电阻率为变量，φ(Ca)为自变量，对式(2)～(4)进行求导：

(6)

(7)

(8)

从求导函数看，流体性质不同时，φ(Ca)对ρt的影响有所不同但差别较小。当计算φ(Ca)对ρt影响的绝对值时，是不清楚储层的流体性质的。因此，采用对函数平均的方法，将式(6)～(8)近似统一为一个影响公式：

(9)

从式(9)可以看出，当φ(Ca)=0时，dρt/dφ(Ca) =0.675，表明极限条件下对电阻率的影响小于1，可以认为没有影响，说明该式满足极限条件，能较好地反映φ(Ca)对ρt的影响。当φ(Ca)增加时，采用积分方法，对钙质与储层串联的模型进行校正：

图6 A油田P油层油水层识别图版(校正后)

(10)

式中：ρc为钙质校正后的电阻率，Ω·m。

3 流体性质识别标准

由测井原理可知，储层电阻率在含油时表现为明显高值特征，含水时呈现低值特征。Usp反映储层离子交换能力的大小，相同物性条件下储层含油比含水时的Usp幅度差小[5]。因此，选用Usp和电阻率建立流体识别标准。利用63口井94层的试油层进行φ(Ca)计算以及电阻率校正后，采用ρc和Usp建立了研究区的油水层识别图版(见图6)，图版精度达到了94.6%。

4 应用效果

应用图6对区内15口新完钻井进行了解释，经23层试油资料验证，解释符合率达到了88.5%，较好地满足了开发生产的需要。图7为X井单井综合解释成果图，该井4号和8号层均含钙，经计算φ(Ca)分别为7.9%和5.6%，在图1中均解释为油层，而在图6中均解释为水层，试油资料显示两层分别产水3.6m3和2.4m3，图6解释结果与测井解释结果相符。

图7 X井单井综合解释成果图

5 结论

1)钙质增加储层电阻率增大是造成A油田P油层高阻水层和油水同层的主要因素，也是造成研究区油水层识别精度低的原因。

2)在考虑流体性质的条件下建立的钙质含量对电阻率影响的量化函数满足极限条件，能较好地反映钙质含量对电阻率的影响。

3)选取校正后的深侧向电阻率、自然电位为参数，建立流体识别标准，图版精度达到94.6%。经15口井23层的试油验证，解释精度达到88.5%，效果较好。

[1]李坪东，陈守民，南力亚. 油水层识别因素探讨及其在油田开发中的应用[J]. 石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2006，28(6)：138～139.

[2]严涣德，王天祥，赵为永，等. 涩北气田高阻水层成因及其对储层参数的影响[J]. 青海石油，2009，27(2)：55～57.

[3]中国石油勘探与生产分公司.低孔低渗油气藏测井评价技术与应用[M].北京：石油工业出版社，2009：39.

[4]王志强.DJ油田Q段复杂储层流体识别[J].断块油气田，2013，20(3)：330～331.

[5]德莱赛-阿特拉斯公司.测井与解释技术[M].北京：石油工业出版社，1991：38，113.

[编辑] 龚丹

2016-05-17

中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目(2011E-1217)。

杨小磊(1983-)，男，工程师，从事测井资料综合处理与解释工作，yangxiaolei@petrochina.com.cn。

P631.84

A

1673-1409(2017)7-0045-05

[引著格式]杨小磊.含钙储层流体识别方法研究[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(7):45～49.