吐哈油田探井測井技術研討會 2006-4
岩石物理研究與測井解釋油氣層進展
歐陽健（中國石油勘探開發研究院專家室）
2023年4月
吐哈油田探井測井技術研討會 2006-4
岩石物理研究與測井解釋油氣層進展
歐陽健（中國石油勘探開發研究院專家室）
油公司面臨的勘探目標與技術對策
20世紀90年代以來，我國石油勘探目標發生了很大變化。隨著低幅度的構造-岩性油藏甚至岩性油藏的廣泛勘探，「中國石油」平均每年低孔低滲油層（孔隙度小於15%、滲透率小於50md）約佔當年新增石油儲量50-60%以上，它主要分布在松遼盆地白堊系、西北地區侏羅系及渤海灣深層下第三系等地層。由於其含油飽和度相對較低，加之孔隙結構複雜以及泥漿侵入對不同電測井的影響各異，測井識別與評價油層、油水同層、水層、低產層與幹層比較困難。
可能漏失了油藏，也增大了無效的試油工作量。1999-至今「中國石油」組織了主要油田進行生產性攻關，提高了技術人員的岩石物理研究能力與素質，已見明顯成效與潛力[1]，但是，其難度較大，仍存在較多問題。
目前，渤海灣盆地已進入高成熟精細勘探階段，近五年，「中國石油」仍持續平均每年獲得探明石油地質儲量1億噸左右，油藏規模日益減小、個數明顯增加。實踐令我們認識到，渤海灣盆地存在為數眾多的低電阻油層（定義低電阻油層也可稱為低對比度油層的測井電阻率與相鄰水層的比值小於2，甚至與水層相同），這類油層以往大多被遺漏。2023年開始，組織的渤海灣四個油田低電阻油層研究與攻關，對七個目標區塊的統計，它們約佔油層總數的30-50%。
1997-2023年勘探部門不完全統計（未請採油廠統計），40個小區塊老井複查取得了5000餘萬噸低電阻油層儲量規模[2] [3] 。2023年以來，新疆準噶爾與吐哈盆地的淺層白堊系也陸續發現低電阻油層，特別前者陸9井區總的規模較大。可見，低電阻油層潛力巨大，已成為中淺層隱蔽油藏的重要勘探領域，它也是老井複查的主要目標。
上述勘探目標的油層與水層、低產層的岩石物理引數和響應（包括電測井與孔隙度測井）的對比度明顯比十餘年前勘探的中-較大型油藏明顯減小，目前常規測井技術的精度與訊雜比識別與評價這種低對比度油層比較困難。
東部前第三系古潛山、西部古生代碳酸鹽岩及山前的複雜岩性與複雜孔隙結構油層也是近些年勘探的重點，它們呈嚴重非均質分布，其儲層與流體性質識別與評價的困難程度超過前二者。近年來，主要靠引進的成象測井結合常規測井對儲層進行定性與半定量評價[2] [28] 。測井研究發現，山前的儲層發育程度與測井分析的構造擠壓應力相關[25]。
該領域的油氣層岩石物理研究評價技術尚任重道遠。由於前些年西部山發現的氣藏規模較大，含氣飽和度較高，故掩蓋了孔隙結構複雜與儲層非均質分布影響識別與評價氣層的矛盾。當勘探的氣藏變小、儲層物性變差，其評價的矛盾將會增大。
在上述勘探實踐與攻關中，「中國石油」提出採用「先進和適用」技術路線與在甲方推進「多學科結合」的測井油氣層解釋工作方法（以岩石物理研究為基礎的精細測井解釋與多井測井評價），積累了較豐富的岩石物理研究經驗，並形成如下技術認識：
對具體勘探目標進行岩石物理研究-即用一體化多學科結合對油藏（岩石、孔隙（包括孔隙結構）、流體的統一系統）的岩石物理響應，包括各岩心實驗方法與各測井方法尤其是系統的電性質與各種電測井方法響應的研究，該項岩石物理基礎研究技術是油公司提高油氣層能力的核心技術。在此基礎上，開發各種解釋方法，並用它指導研究與評價常規測井技術、新測井技術、以及關注那些有針對性尚不成熟的超前技術。評價內容包括岩心地面實驗與測井方法的原理、採集實施方法包括硬、軟體實現原理、儀器採集精度以及針對勘探目標的精度、適應性與目的性的定量評價性研究。
油公司應該以勘探目標的岩石物理研究及對測井技術評價性研究為主要核心內容，油公司的技術進步動力在於提高勘探開發效益的需求，其它服務單位的直接動力應該是合同與甲方的技術要求與檢驗。顯然，關鍵在油公司的岩石物理研究技術水平是否高近五年，股份公司組織的攻關工作基本按此方針進行，取得較好效果。
一、以渤海灣地區中淺層低電阻（低對比度）油層在岩石物理研究（成因機理）與解釋技術方面已取得較大的初步成果：（從略，見李國欣、歐陽健等（2006）中國石油低電阻油層岩石物理研究與測井識別評價進展）
） 表1 中國i類砂岩油層按油水密度差-油藏高度-含油飽和度純砂岩油層電阻率）分類[12]
低電阻油層大多在第二-1類、三-1類範圍（其它類屬少數），其驅替力一般小於0.1mpa
油層的飽和度綜合研究與計算方法，包括測井解釋法、毛管壓力方法（包括壓汞與半滲透隔板實驗與計算法）與油基泥漿取心、密閉取心分析法等。用上述各種方法可相互檢驗。用毛管壓力理論與測井研究的飽和度分析油藏中飽和度分布規律與研究油層評價的新方法[5] [12]。
西方油公司上世紀80年代末以來，推行測井精細解釋與毛管壓力結合方法，某些油公司有其獨特的方法與工具。美國岩心實驗室2023年，用半滲透隔板毛管壓力與巖電聯測淘汰了常規的氣吹法與油驅替法巖電實驗，我國目前仍未做到普遍應用隔板-巖電聯測；
用岩石物理研究為基礎的測井解釋法與毛管壓力法計算油氣藏飽和度方法，已是近幾年西方石油公司常規作法。四川（表2）與塔里木（表3）的大量實踐也證明了這一技術的成熟。
川東石炭系臥龍河氣田40口井採用混合液測井計算飽和度與岩心毛管壓力資料計算飽和度對比，結果基本一致
表2 川東石炭系臥龍河氣田測井計算與岩心毛管壓力資料
計算飽和度檢驗對比（據吳繼餘）
範尚炯、袁自學、楊通佑等（1994）對四川已投入開發的8個氣田9個裂縫－孔隙型氣藏，研究了容積法（其單井儲層引數由測井計算）與壓降法復算的儲量，二者僅差1.5%。單個氣藏其相對誤差皆在10%以內，高孔高滲氣藏兩種方法相近，中孔到低孔氣藏隨著開發程度增加，壓降法逐漸接近容積法的結果。
表3 塔里木盆地塔中4油田421井（油基泥漿取心）石炭系砂岩
c3油組測井計算與岩心分析飽和度檢驗對比（據毛志強）
1.6 天然水淹油層的測井解釋[5]
由於新構造運動，油氣藏受到部分破壞，造成天然水淹油層的現象，上世紀90年代以來，在西部塔里木盆地塔中、吐哈盆地丘林、東部渤海灣盆地冀東等油田陸續發現天然水淹油藏現象。
測井研究發現，部分油氣藏受到破壞的現象，具有以下特點：
1）大多出現在塊狀厚砂岩中；
2）電性特徵，不符合正常油藏中的油藏高度－飽和度(電阻率)分布規律；
3）自然電位曲線異常幅度較常規油、水層的幅度要大得多，分析認為可能大多為動電電位。
測井解釋tz4油田天然水淹油藏（圖13）
tz4構造第一口探井4井在石炭系海相石英砂巖地層取得含油岩心139.44m（收穫率99.67%），岩心為褐黃色含油、油侵細砂岩，剛出筒時冒油冒氣，底部20－30m岩心觀察油質變重。
該井的發現引起了轟動。可是測井（全套數控測井）後反映了很多異常，給測井解釋油層帶來較多難點。完井20天後，測試尚未結束，測井提出「天然水淹油藏解釋模式」，即3618－3724公尺為天然水淹油層。
當時，測井的解釋結論很難被人們接受。
在tz4構造更高部位鑽402井，進一步證實了測井解釋天然水淹油藏模式，從而，該結論開始被人們接受。402井測井反映的含油情況與4井基本相同，經補心高與海拔計算後，兩口井的油層底界完全一致(-2510公尺)。壓力梯度測井解釋了氣頂、油層與天然水淹油層段（圖14）。
由於該井位置較高，油層較4井厚近60公尺，水淹層段中的殘餘油也較多，測井解釋了兩層油層（3.7公尺、3公尺），經測試分獲日產**310和270立方公尺。這種薄層獲高產是始料未及的，但是測井計算的孔、滲、飽（13％、40md、80％）和含水率（0％）等引數反映了這一現象。
測井對薄油層的頂部都明顯解釋了1－2公尺的泥岩隔層。
在後鑽的421、422等井（包括402井）水淹層段中都發現自然電位出現動電電位（即不正常的正異常，且重複測井不一致），而油層則為正常的擴散電位（負異常）,說明水淹層段的水動力活動強。測井發現在該構造帶上水動力西強東弱，西部tz18井三次自然電位測井在海相砂岩層段明顯反映動電電位，而其上下層段皆重複一致。
在421、422井的天然水淹層段中，測井解釋了一層和三層薄油層，經井間對比和傾角測井解釋蓋層產狀 ，發現水淹油層段中留下的油層是受薄泥岩形成的區域性小圈閉控制，故形成一些朵狀、零星分布油層，如圖16所示。各井水淹油層段基本可分為三段：高孔高滲、細砂與泥質砂岩間互、中孔中滲與薄泥質夾層，殘留油層都分布在後兩層段。
計算平均剩餘油飽和度45％，可動油部分為其1/3左右。tz4油田投入開發後，402井附近的7－10井對水淹層段內的薄油層進行生產，已穩定日產**100噸以上已一年有餘（到2023年底）。
《吐哈油田鑽井井控管理實施細則》2019版
目錄第一章總則 8 第二章井控管理組織機構與職責 10 第三章井控設計 16 第二十四條井控設計包括的主要內容 16 第二十五條現場壓力監測與曲線繪製要求 19 第二十六條鑽井液密度的確定 19 第二十七條加重鑽井液及加重材料儲備情況 20 第二十八條套管的材質 強度 扣型 管串結構設計 20 第二...
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