縱觀長慶油田公司低滲透油氣藏測井識(shí)別技術(shù)
歷史的前進(jìn)從來都不是勻速的。
從1905年清代官辦油田誕生到80年代末長慶油田的原油產(chǎn)量接近150萬噸,時(shí)間長達(dá)80年之久。2003年,長慶的油氣當(dāng)量突破1000萬噸,2005年,這一數(shù)字改寫為1542萬噸,只用了兩年時(shí)間。進(jìn)入21世紀(jì),已經(jīng)有近百年勘探歷史的鄂爾多斯盆地,油氣勘探呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的態(tài)勢。石油勘探發(fā)現(xiàn)三級(jí)儲(chǔ)量5億噸級(jí)的西峰油田和三級(jí)儲(chǔ)量超3億噸姬塬油田;天然氣勘探,發(fā)現(xiàn)了蘇里格和子洲-清澗兩個(gè)超千億立方米的大氣田。油氣生產(chǎn)方面,安塞、靖安、榆林、靖邊等低滲、低壓、低產(chǎn)油氣田實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)。
是創(chuàng)新使長慶油田實(shí)現(xiàn)了大發(fā)展,而這其中,被油氣勘探界稱為"臨門一腳"的測井技術(shù)創(chuàng)新功不可沒。
五只攔路虎
在遙遠(yuǎn)的中生界和上古生界,鄂爾多斯是一個(gè)巨大的河流和三角洲地區(qū),沙鷗翔集,錦鱗游泳,一派生機(jī)勃勃的景象。在漫長的地質(zhì)變遷中,這種景象被凝固成一種永恒,形成了典型的低孔、低滲砂巖巖性油氣藏。
對(duì)長慶的勘探工作者來說,要想捉拿油氣藏,就必須突破低滲透油氣藏的測井識(shí)別與評(píng)價(jià)這道難關(guān)。而要突破這一難關(guān),擋在他們面前的是五只性情乖戾的"攔路虎"。
長慶低滲透儲(chǔ)層以"磨刀石"著稱,是世界級(jí)的低孔、低滲油氣藏。加之儲(chǔ)層不動(dòng)水飽和度高,而油層原始含油飽和度低,常規(guī)測井技術(shù)和裝備對(duì)有效儲(chǔ)層的分辨能力不足,給油氣層識(shí)別帶來困難。因此,第一只攔路虎叫做"小",即油水層差別小,難以識(shí)別。
油氣層識(shí)別的第二只攔路虎名曰"散"。一般的構(gòu)造性油氣藏像一只倒扣的鍋,油氣向頂部聚集。而長慶低滲透油氣藏是典型的巖性地層油氣藏,就像一床攤開在西傾低緩單斜斜坡上的棉被,傾角只有不到1度,油氣聚集缺乏長期持續(xù)的動(dòng)力指向,分散性強(qiáng),油水同層現(xiàn)象普遍。
油氣層識(shí)別的第三只攔路虎應(yīng)該叫"非均質(zhì)"。鄂爾多斯盆地儲(chǔ)層沉積巖非均質(zhì)性強(qiáng),孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)難度大。如果說儲(chǔ)層是一床棉被的話,那么這床棉被里的棉花有的地方蓬松,有的地方卻"瓷實(shí)"。再加上巖層中黏土礦物含量高、顆粒膠結(jié)方式和填隙物類型多樣等原因,傳統(tǒng)方法建立的測井解釋模型無法適用。
第四只攔路虎應(yīng)該叫"低阻"。在鄂爾多斯,低滲透、低阻、低飽和度油藏相伴生,低阻油氣層在鄂爾多斯盆地不同地區(qū)、不同層系均有分布。尤其是中生界中淺層低阻油層、油水層分布普遍,給測井流體識(shí)別帶來很大困難。如盆地西部地區(qū)部分油藏,沒有明顯的油水界面,流體識(shí)別難度很大。
最后一只攔路虎稱作"擾"。由于低滲透油氣藏普遍為低壓異常,單井一般無自然產(chǎn)能,儲(chǔ)層極易受污染、改造等非地質(zhì)因素干擾,測井評(píng)價(jià)難度進(jìn)一步加大。
在這五只攔路虎面前,常規(guī)測井技術(shù)一籌莫展。創(chuàng)新,只有創(chuàng)新,才是取得突破的惟一選擇。
一把創(chuàng)新劍
在長期的探索中,長慶油田從測井資料采集、巖石物理研究和解釋評(píng)價(jià)三方面入手,形成了以"高精度數(shù)控采集、多參數(shù)精細(xì)解釋、分類型綜合評(píng)價(jià)"為主要特征的低滲透油氣藏測井識(shí)別技術(shù)。
在采集方面,積極推廣使用高精度數(shù)控測井和核磁共振測井,同時(shí)使用常規(guī)測井系列測全了孔隙度,補(bǔ)全了巖性密度測井。集成創(chuàng)新的測井采集技術(shù)提供的豐富信息在重點(diǎn)探區(qū)起到了以點(diǎn)帶面的效果,在低阻、特低滲透、復(fù)雜填隙物類型等特殊油氣藏評(píng)價(jià)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
在巖石物理和儲(chǔ)層地質(zhì)方面,首先破解了低滲透、復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)中電、聲、磁響應(yīng)參數(shù)的影響。繼而明確了孔隙度解釋中提高解釋精度的思路。接著提出了滲透率解釋中起控制作用的組分模型。最后,創(chuàng)造出適合鄂爾多斯地質(zhì)特征的巖性地層油藏定量解釋公式。
在這些思路、模型和公式的基礎(chǔ)上,長慶形成了以巖性識(shí)別為主導(dǎo),以孔隙結(jié)構(gòu)和有效滲透率解釋為核心,以流動(dòng)性和滲透率為分類依據(jù),以油氣層產(chǎn)能估測為目標(biāo)的測井精細(xì)解釋模式。摒棄了原有單井解釋按區(qū)塊、分層段建立解釋模型的方法,根據(jù)油氣藏成藏控制因素和測井響應(yīng)機(jī)理,分析解釋和評(píng)價(jià)儲(chǔ)層。
至此,長慶油田創(chuàng)新性地消除了低孔低滲油藏測井評(píng)價(jià)的攔路虎,形成了創(chuàng)新適用的低孔低滲油藏測井評(píng)價(jià)技術(shù)體系,解決了鄂爾多斯盆地特有的地質(zhì)難題。
兩片新天地
其實(shí),技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)滲透到長慶油氣勘探的每一個(gè)環(huán)節(jié)。低孔低滲油氣藏測井評(píng)價(jià)技術(shù)也是如此。比如解決低阻油藏的識(shí)別問題,長慶的科技人員就創(chuàng)造了可以稱之為"蛙眼"的獨(dú)特技術(shù)。我們知道,如果一只昆蟲在青蛙面前一直保持不動(dòng),就永遠(yuǎn)不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。而它一旦移動(dòng),就會(huì)在劫難逃。由于石油的導(dǎo)電性遠(yuǎn)低于水,所以一般情況下,通過測定電阻率就可以判斷和識(shí)別油層與水層,但對(duì)于巖性低阻油層,其電阻率與水層相差無幾,如何判識(shí)成了難題。長慶油田在研究中發(fā)現(xiàn),水層電阻率的變化與孔隙度的變化成反比,而油層電阻率變化與孔隙度變化成正比,這樣,以孔隙度為參照系,電阻率就像一只昆蟲,不得不動(dòng)起來,最終油層被識(shí)別出來。依靠這項(xiàng)技術(shù),發(fā)現(xiàn)了姬塬、油房莊、吳旗和靖安等侏羅系延9、延10及三疊系長2、長6等低阻油藏。
長慶油田公司技術(shù)發(fā)展處一位領(lǐng)導(dǎo)說:"技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)長期艱苦而曲折的過程,不可能一帆風(fēng)順,而且隨時(shí)面臨新問題的挑戰(zhàn)。"近年來,隨著勘探主戰(zhàn)場的轉(zhuǎn)移,油氣層測井識(shí)別難、定量評(píng)價(jià)難的問題更為突出。通過持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新,長慶油田公司在儲(chǔ)層巖石物理、精細(xì)解釋評(píng)價(jià)、老井復(fù)查等方面取得一系列重要成果,勘探生產(chǎn)中見到明顯效果,顯著提高了測井對(duì)復(fù)雜油氣層的發(fā)現(xiàn)能力和評(píng)價(jià)水平,近三年長慶油氣探井測井解釋符合率一直保持在70%~75%,重點(diǎn)探區(qū)的測井解釋符合率達(dá)到了85%,利用測井資料在多層系復(fù)合勘探中發(fā)現(xiàn)了一批中淺層至侏羅系小而肥油藏。
一項(xiàng)創(chuàng)新成果,往往很快打開一片新天地。山2是鄂爾多斯盆地一個(gè)含氣層系的名稱,在陜152-陜151井區(qū)對(duì)該層系進(jìn)行測井時(shí),認(rèn)為不是氣層,運(yùn)用新技術(shù)對(duì)該井區(qū)山2進(jìn)行重新認(rèn)識(shí),獲得突破。2003年對(duì)陜152井重新試氣獲12.92萬立方米的工業(yè)氣流,打開了子洲地區(qū)山2氣層勘探的新局面。在石油勘探方面,通過對(duì)上個(gè)世紀(jì)70年代初完鉆的里6井中深層某油層的重新認(rèn)識(shí),將原來認(rèn)為是致密油層的層系解釋為油層,通過試油獲得日產(chǎn)24.65噸的工業(yè)油流。
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