油氣水的綜合判斷

PAGE7/NUMPAGES73油氣水的綜合判斷第三章油氣水的綜合判斷

主要內(nèi)容

一、利用錄井資料判別油、氣、水層

二、利用測(cè)井資料解釋油、氣、水層

在油田地質(zhì)研究工作中，從地質(zhì)剖面上判斷油氣水層是一項(xiàng)十分重要的工作。只有正確認(rèn)識(shí)油氣水層，才能保證不漏掉油氣層，不誤射水層，多快好省地勘探開發(fā)油氣田。油氣水層判斷的正確與否，直接關(guān)系到油氣田的勘探速度和開發(fā)效果。

綜合判斷：根據(jù)鉆井地質(zhì)錄井、地球物理測(cè)井以及地層測(cè)試資料來綜合分析對(duì)地層進(jìn)行的判斷。包括兩方面的內(nèi)容：

A、從地層剖面中劃分出滲透層（儲(chǔ)層）。

B、確定滲透層的產(chǎn)液性質(zhì)并估計(jì)其生產(chǎn)能力。

作為地下地質(zhì)研究核心問題之一，對(duì)于不同剖面類型、不同巖性及不同的儲(chǔ)集類型的儲(chǔ)層，其油氣水層特征不完全一致。因此在進(jìn)行判斷時(shí)，要充分利用以上三方面的資料，來綜合分析。

第一節(jié)利用錄井資料判斷油氣水層

錄井資料是定性識(shí)別油氣層最直觀、最重要的第一性資料，也是測(cè)井解釋的基礎(chǔ)。

一、滲透層的錄井證據(jù)

鉆時(shí)曲線——低鉆時(shí)為滲透層的顯示

巖屑資料——直接的巖性識(shí)別，油氣的熒光顯示

巖心資料——具有一定的含油級(jí)別，滴水實(shí)驗(yàn)證據(jù)

氣測(cè)資料——烴氣顯示證據(jù)

泥漿資料——泥漿性能的異常變化、池體積、槽面變化都可以指示油氣水層。

二、油、氣、水層的判斷

（一）根據(jù)油砂的含油級(jí)別判斷

飽含油、含油：油層

油浸、油斑：差油層、油水同層；

油跡、熒光：干層、水層。

但在實(shí)際工作中也有些例外，如：

稠油：色深、含油顯示較強(qiáng)，定級(jí)別時(shí)往往偏高；

氣層、輕質(zhì)油：色淺、含油顯示弱，定級(jí)別時(shí)往往偏低。

因此，具體情況進(jìn)行具體分析，還要結(jié)合其它一些資料。

（二）根據(jù)氣測(cè)顯示判斷

半自動(dòng)氣測(cè)：主要是根據(jù)全烴和重?zé)N兩條曲線的幅度來判斷。

油層：全烴、重?zé)N兩條曲線同時(shí)升高，曲線幅度差小；

氣層：全烴高、重?zé)N曲線很低，曲線幅度差大，（主要含較輕的烴類）；

水層：全、重?zé)N同時(shí)增高或全烴增高，重?zé)N無異常，難以判斷。

色譜氣測(cè)：利用色譜氣測(cè)解釋圖版或烴類氣體比值圖版來判斷。

（三）根據(jù)泥漿錄井資料判斷

油層或油氣層：槽面可見氣泡或油花，巖屑、熒光均有明顯顯示。

氣層：鉆井液密度下降、粘度增加，槽內(nèi)鉆井液面上升，有氣泡。

水層：無油花和氣泡，鉆井液性能發(fā)生變化。

（四）根據(jù)綜合錄井儀資料判斷

油層：鉆井液密度下降、粘度增加、溫度升高、電阻率增加、流量增加、體積增加。

氣層：鉆井液密度下降、粘度增加、溫度下降、電阻率增加、流量增加、體積增加。

水層：鉆井液密度下降、粘度下降、溫度升高、流量增加、體積增加。

第二節(jié)利用測(cè)井資料解釋油氣水層

用測(cè)井資料解釋油氣水層，針對(duì)不同的剖面類型，方法不同。

兩種主要剖面類型：砂、泥巖剖面和碳酸鹽巖剖面。

一、評(píng)價(jià)油氣層的地質(zhì)依據(jù)

油層兩個(gè)重要特點(diǎn)：

①含油性

②不含可動(dòng)水

（一）含油性是評(píng)價(jià)油氣層的重要依據(jù)

將含油飽和度的大小作為油氣水層劃分的主要標(biāo)準(zhǔn)。（如某地區(qū)S0達(dá)到48%時(shí)就產(chǎn)油，則這時(shí)48%就作為該地區(qū)產(chǎn)層的產(chǎn)油界限）

油氣水層的含油飽和度界限并不是固定不變的，它經(jīng)常隨儲(chǔ)層束縛水含量的變化而變化，比如：某油層為60%～70%時(shí)，產(chǎn)水或油水同出，而對(duì)其它另外一高達(dá)80%卻依然產(chǎn)油而不產(chǎn)水，這主要與束縛水含量有關(guān)，所謂些油層有時(shí)S

W

“束縛水”就是指不能在孔隙中流動(dòng)的水。由于這一原因，所以在進(jìn)行油氣水層判斷時(shí)常出現(xiàn)兩種不同的錯(cuò)誤傾向。

Sw=Swi+Swm（總含水飽和度=束縛水+可動(dòng)水）

當(dāng)Sw=Swi時(shí)：Swm=0含油飽和度即使很低也能產(chǎn)純油。

1、對(duì)低滲透性砂巖油氣層的含油性解釋偏低

巖性：粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。

特點(diǎn)：顆粒粒徑小，比表面大，孔隙中粘土含量高，孔隙喉道窄小，微孔隙發(fā)育。

親水、低滲透性。

SW高，但以束縛水形式存在，S0低。

因此，我們根據(jù)S0來判斷時(shí)，就可能把油層定為水層或油水同層，出現(xiàn)對(duì)油氣層的含油性解釋偏低，導(dǎo)致錯(cuò)誤。

2、對(duì)高滲透性砂巖油氣層的含油性解釋偏高

巖性：細(xì)砂巖以上；

特點(diǎn)：粒徑大，比表面小，粘土含量少、孔隙分布均勻、孔徑大、K高、水以可動(dòng)水的形式存在。

如SW低，S0高，我們則判斷為油層，但由于水是以可動(dòng)水形式存在，此時(shí)仍然產(chǎn)水，可能為油水同層甚至水層，這樣把油水同層或水層就定為了油層，導(dǎo)致判斷油氣層時(shí)出現(xiàn)解釋偏高的現(xiàn)象。

所以說，油氣層并沒有固定不變的含油飽和度界限，S0界限往往隨著產(chǎn)層束縛水含量的變化而變化，特別是巖性和泥質(zhì)含量變化大的地層更是如此，因此，含油性只是判別油氣層的重要依據(jù)，并非充分條件。

（二）不含可動(dòng)水是評(píng)價(jià)油氣層的一個(gè)重要條件

“可動(dòng)水”：可以在地層孔隙中流動(dòng)的水，主要占據(jù)在較大的孔隙內(nèi)。

在“石油地質(zhì)學(xué)”中，一般將儲(chǔ)集層的孔隙按流體的微觀流動(dòng)特征分為三類：

1．超毛細(xì)管孔隙：半徑＞250μm，毛管力趨于零，流體可在其中自由流動(dòng)。

2．毛細(xì)管孔隙：半徑：250～0.1μm，外力＞毛管力時(shí)，流體流動(dòng)。

3．微毛細(xì)管孔隙：半徑＜0.1μm，流體在外力作用下也難以流動(dòng)。

“不動(dòng)水”：滯留于微毛細(xì)管孔隙內(nèi)或被親水巖石顆粒表面吸附，其相對(duì)滲透率極低，不能流動(dòng)的水，主要指“束縛水”。

由于油、氣、水對(duì)巖石潤濕性的差異以及發(fā)生在孔隙內(nèi)的毛細(xì)現(xiàn)象，決定了油、氣、水在孔隙空間獨(dú)特的分布形式和流動(dòng)特點(diǎn)：

一般地，在油氣層中，水主要分布在流體不易在其中流動(dòng)的微小毛細(xì)管孔隙中或被巖石顆粒表面所吸附，而油氣則主要占據(jù)在較大的孔道或孔隙內(nèi)流體阻力較小的部分，這樣油氣流動(dòng)而水不能流動(dòng)。所以，在油氣層中，由于水的狀態(tài)主要是束縛水，即使其含水飽和度很高，由于不能流動(dòng)，產(chǎn)層仍然只產(chǎn)油氣而不產(chǎn)水。

這樣，也就可以解釋上面第一個(gè)問題“含油性”中所講的：為什么油氣層含油飽和度界限是可以變化的，以及含水飽和度很高時(shí)仍然只產(chǎn)油氣而不出水的原因。（“束縛水”的存在。）

所以，只含“不動(dòng)水”，不含“可動(dòng)水”是油氣層普遍具有的特點(diǎn)。

（三）儲(chǔ)集層產(chǎn)流體性質(zhì)主要取決于油、氣、水各相的相滲透率。

相滲透率：在多相共滲體系中，不同相的流體在地層內(nèi)部的流動(dòng)能力（實(shí)際上就是各相的有效滲透率）。

對(duì)于水平狀地層，多相流體（油、氣、水）并存時(shí)，根據(jù)多相流體滲流理論，可用多相共滲的分流量方程來確定地層產(chǎn)流體的性質(zhì)。

為了更好地描述各相流體流動(dòng)的過程，我們常常采用相對(duì)滲透率來表示相滲透率的大小。

相對(duì)滲透率：有效滲透率與絕對(duì)滲透率的比值，用“Kr”表示。

對(duì)于多相共滲體系，由分流方程，我們也可以求各相流體的相對(duì)產(chǎn)量（產(chǎn)率）：即各相的產(chǎn)量與總產(chǎn)液量之比。

比如，對(duì)于油水共滲體系：

根據(jù)上面的分流量和相對(duì)產(chǎn)量的計(jì)算公式，可以看出：儲(chǔ)層的產(chǎn)液性質(zhì)主要取決于各相的相滲透率，即油、氣、水各自在儲(chǔ)層內(nèi)部的流動(dòng)能力。

如，對(duì)于油、水共滲體系：Krw+Kro=1

A、Krw（Kw）→0，Kro→1：水不能流動(dòng)而油的流動(dòng)能力達(dá)到最大。由分流量公式和相對(duì)產(chǎn)量公式得：

Qw→0，F(xiàn)w（產(chǎn)水率）→0，F(xiàn)o（產(chǎn)油率）→1：油層。

B、Kro（Ko）→0，Krw→1：油不能流動(dòng)而水的流動(dòng)能力達(dá)到最大。由分流量公式和相對(duì)產(chǎn)量公式得：

Qo→0，F(xiàn)o（產(chǎn)水率）→0，F(xiàn)w（產(chǎn)油率）→1：水層。

C、若0＜Krw（Kw）＜1,0＜Kro（Ko）＜1:油、水在儲(chǔ)層內(nèi)部都具有一ooogggwwwKAPQLKAPQLKAPQLμμμ??=-???????=-???????=-????

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定的流動(dòng)能力，由分流量公式和相對(duì)產(chǎn)量公式得：

Qw＞0，Qo＞0，0＜Fw＜1,0＜Fo＜1:油水同層。

由此，我們可以看出：一個(gè)儲(chǔ)層是產(chǎn)油、產(chǎn)水還是油水同出，最終取決于油、水各相在儲(chǔ)層內(nèi)部的相對(duì)流動(dòng)能力，即各相的相滲透率。所以說，確定產(chǎn)層的相對(duì)滲透率是評(píng)價(jià)油氣層必要而充分的條件。

總的來說，含油性和不含可動(dòng)水是油氣層的兩個(gè)重要特點(diǎn)，其中含油性是評(píng)價(jià)油氣層的依據(jù)，分析產(chǎn)層的可動(dòng)水則能把握油氣層的變化和界限，而對(duì)于油氣層的最終評(píng)價(jià)還是取決于對(duì)地層油、氣、水相對(duì)滲透率的分析。

二、砂泥巖剖面中的油氣水層的判斷

砂泥巖剖面：是指由礫巖、砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等碎屑巖類和砂質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖等粘土巖類組成的地層剖面。一般，碎屑巖可作為儲(chǔ)層，而粘土巖可作為隔層和生油層。

（一）劃分滲透層

砂泥巖剖面中的滲透層一般是指砂質(zhì)巖類。

在劃分時(shí)，一般利用自然電位曲線（SP）確定滲透層的位置，以微電極曲線（ML）劃分滲透層界面，并參考其它曲線和錄井資料，如：視電阻率曲線、井徑曲線，油氣顯示、泥漿性能、鉆時(shí)曲線等。

1、自然電位曲線：滲透層相對(duì)于泥巖基線而言具有較大的幅度異常。

負(fù)異常：地層水礦化度＞泥漿濾液礦化度時(shí)；

正異常：地層水礦化度＜泥漿濾液礦化度時(shí)；

無異常：地層水礦化度＝泥漿濾液礦化度時(shí)。

一般，地層水礦化度＞泥漿濾液礦化度，所以常常顯示為負(fù)異常。

2、微電極曲線：

在自然電位判斷出的砂巖中，

滲透層：在微電極曲線上的視電阻率一般較低，而且常常出現(xiàn)正幅度差；

致密砂巖：微電極曲線上的視電阻率較高，曲線呈鋸齒狀，無幅度差或有較小的正負(fù)不定的幅度差。

3、井徑曲線：

滲透層：井徑縮?。?/p>

未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂層：井徑擴(kuò)大。

（二）、油氣水層的判斷

根據(jù)測(cè)井曲線上油、氣、水層的不同特征來進(jìn)行判斷的。

油層：侵入特征為“減阻浸入”；

微電極曲線（虛線：微電位，實(shí)線：微梯度）：微電位的視電阻率＞微梯度的視電阻率，表現(xiàn)為正幅度差，高-中值；

自然電位：偏離泥巖基線，顯示為負(fù)異常；

長、短電極視電阻率曲線（4M、0.45M）：高值；

聲波時(shí)差：中-高值，平臺(tái)狀。

氣層：侵入特征為“減阻侵入”；

微電極、SP、視電阻率：與油層相同；

AC：周波跳躍或臺(tái)階狀增大；

中子伽瑪：幅度高于油層。

水層：明顯的“增阻侵入”；

微電極：正幅度差，中-低值；

SP：負(fù)異常，幅度比油層大得多（對(duì)淡水層則顯示為正異常）；

長電極視電阻率（4M）：低阻；

短電極視電阻率（0.45M）：高阻；

AC：中-高值，平臺(tái)狀（與油層相似）。

增阻侵入：地層孔隙中原始流體的電阻率較低，泥漿濾液侵入后，侵入帶的電阻率比原來地層的電阻率高（Ri＞Rt），這種現(xiàn)象稱為“增阻侵入”或“高侵”。該情況多出現(xiàn)在含高礦化度水的水層處。

減阻侵入：地層孔隙中原始流體的電阻率較高，泥漿濾液侵入后，侵入帶的電阻率比原來地層的電阻率低（Ri＜Rt），這種現(xiàn)象稱為“減阻侵入”或“低侵”。該情況多出現(xiàn)在含油氣的地層中。

三、碳酸鹽巖剖面裂縫性油氣層的識(shí)別

碳酸鹽巖地層在世界油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量中，所占的比重越來越大。

儲(chǔ)層特點(diǎn)：

（1）巖性復(fù)雜，物性變化大，具有高的電阻率。

（2）儲(chǔ)集空間復(fù)雜，儲(chǔ)集類型多樣，非均質(zhì)性極強(qiáng)，具有雙重孔隙結(jié)構(gòu)：

基質(zhì)孔隙系統(tǒng)和裂縫系統(tǒng)。這兩類孔隙系統(tǒng)具有不同的特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面來看看兩者之間的區(qū)別。

（一）劃分滲透層

1、地質(zhì)錄井特征：

（1）鉆具放空，鉆時(shí)下降：鉆遇縫洞層時(shí)，鉆時(shí)下降，若縫洞較大時(shí)，還出現(xiàn)鉆具放空現(xiàn)象。

（2）鉆井過程中普遍發(fā)生的井漏、井噴：井漏、井噴、且先漏后噴是碳酸鹽巖裂縫性油氣層的顯著特點(diǎn)之一。

（3）取心資料：對(duì)巖心進(jìn)行觀察，判斷縫洞的存在，劃出滲透層。

（4）巖屑錄井資料：根據(jù)巖屑中次生礦物含量。

地層中的縫洞不能通過巖屑看到，但縫洞中有沖填物。

“縫洞開啟系數(shù)”表示地下有效縫洞發(fā)育的情況，系數(shù)越大，則地下有效縫洞越發(fā)育。

2、測(cè)井曲線上的反映：=100%?次生礦物含量縫洞發(fā)育系數(shù)巖屑總含量=100%?次生礦物中自形晶含量縫洞開啟系數(shù)次生礦物總含量

以華北古潛山裂縫-溶洞型儲(chǔ)層和四川的裂縫性儲(chǔ)層為例。

A、華北：裂縫-溶洞型儲(chǔ)層，采用潛山測(cè)井系列：

巖性-孔隙度測(cè)井：自然伽瑪、巖性-密度、中子、聲波

聚焦電阻率測(cè)井：雙側(cè)向-微球型聚焦

裂縫測(cè)井：裂縫識(shí)別、地層傾角、井壁超聲電視

其它測(cè)井：井徑、井溫、聲幅、聲波變密度

采用潛山測(cè)井系列，根據(jù)滲透層在這些測(cè)井曲線上的特征，就可以將它劃出來。

測(cè)井特征：

1）自然伽瑪：低值（含鈾層為高值）

2）電阻率：低值或中等值

3）中子測(cè)井：低中子伽瑪、高中子孔隙度

4）聲波時(shí)差：高于或近似于骨架時(shí)差。僅探測(cè)水平縫

縱波：出現(xiàn)“周波跳躍”

聲幅：明顯衰減

變密度：波列顯示突變，模糊帶、鋸齒帶

5）密度測(cè)井：低體積密度

6）井徑：平直時(shí)密度校正曲線不為零值

7）裂縫識(shí)別：重疊曲線有明顯差異

8）聲波電視：黑斑（帶）顯示

9）雙井徑：大于或近于鉆頭直徑

10）自然電位：泥漿漏失形成過濾電勢(shì)，可能在裂縫發(fā)育段產(chǎn)生異常

11）巖性密度：地層：Pe=1.81～5.08

重晶石:Pe=24.7

在含重晶石的泥漿侵入裂縫后，成為很好的指示器

12）雙側(cè)向：水平裂縫：深側(cè)向下降，淺側(cè)向影響小，相成負(fù)異常

垂直裂縫：深側(cè)影響小，淺側(cè)向下降，相成正異常

13）井徑：裂縫段垮塌，形成明顯擴(kuò)徑

14）井溫：泥漿漏失，出現(xiàn)低溫異常

15）傾角測(cè)井：極板接觸不好，出現(xiàn)低阻異常

B、四川二疊滲透層：

四川二疊系陽新統(tǒng)產(chǎn)氣層；厚層及塊狀灰?guī)r，儲(chǔ)集空間主要為裂縫和溶蝕洞穴。下面幾種巖層在測(cè)井曲線上的表現(xiàn)：

由以上這張表可以看出：滲透層在測(cè)井曲線上的顯示為“三低一高”，即自然伽瑪?shù)汀⒅凶淤が數(shù)汀㈦娮杪实?、聲波時(shí)差高。

反映了“一純”、二“多”、三“連通”的特點(diǎn)：

一純：低自然伽瑪反映含泥少，巖性純，說明縫洞發(fā)育。

二多：低中子伽瑪、高時(shí)差反映地層含H量多，說明縫洞發(fā)育，φ高。

三連通：低電阻率反映地層連通性好。

（二）識(shí)別油、氣、水層

1.縫洞油、水層的識(shí)別

①、雙孔隙度法：

——利用巖石總孔隙度與含水孔隙度之間的關(guān)系來劃分油、水層的一種方法。

總孔隙度（又稱中子孔隙度，φN）：由中子伽瑪求出；

含水孔隙度（φW）：由深側(cè)向電阻率曲線求出（阿爾奇公式）。

評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：a、φN≈φW時(shí)：水層；

b、φN＞φW時(shí)：孔隙油層；

c、φN＜φW時(shí)：縫洞層；此時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析，方可作出判斷。

②、深淺側(cè)向電阻率重疊比較法：

滿足條件：Rmf＞Rw（泥漿濾液電阻率＞地層水電