分享｜试井与多学科结合在油藏评价中的应用浅析

刘萝卜锅

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这是阿什卡微信公众号的第505篇原创文章

首发于2018年4月23日

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作者 谭志亮｜中国石油长城钻探工程公司

摘要：通过实例探讨在勘探阶段试井资料解释过程中，参考岩心、测井、地震等现有资料，利用解析试井分析中的双重孔隙介质油藏模型和数值试井分析模拟的边界模型，深化对储层储集空间类型和断层的封堵性等方面的认识，研究结果更加符合油藏的实际情况，加深了对静态资料的认识，也提高了试井评价结果的可靠性。
关键词：双孔模型 裂缝 数值试井 断层封堵性 低序级断层


1．前言

一般情况下，岩心、岩屑录井、测井资料和三维地震所提供的信息占油气藏整体信息量的比例，仅能达到十万分之一数量级 [1]。

作为解读储层特征的三大现场探测技术之一[2]，试井可从动态信息角度一定程度上弥补这一缺点。

试井压力曲线包含丰富的地层信息，是对探测区域内地层信息的一种客观的真实的反映。

通过目前的技术手段，由于理论的解析模型是有限的，而真实的地层却千姿百态。所以得到的解释参数是有限的，试井解释有其多解性。

但通过发挥人的主观能动性，注重多学科资料相结合，最大限度地提高资料利用率，会较大程度上提高试井解释结果的可靠性，提高对油藏评价的准确性。

下面以中东A油田和非洲B油田为例，应用试井、测井、岩心和地球物理等资料，分别对储集空间类型和断层的封堵性进行评价。


2．岩心、测井与试井资料的综合运用准确认识储集空间类型

中东A油田，为碳酸盐岩储层。有效储层孔隙度15-25%，有效渗透率1-50mD。纵向上分为3个储层，从上到下依次为H2、N1和U3层。各井各层压力系数均在1.133-1.142左右，平均1.137。

A油田是一个长轴背斜构造，构造比较完整，在构造主体部位未发现断层。该油田目前处于勘探阶段，对储层的储集空间类型认识还有较大的不确定性，给油藏评价带来了挑战。

A-2 DST2对应的是A油田进行试井解释的第一口井第一个层位（H2层）。

从图1可见，该层压力导数曲线分为三个阶段。开始为井筒储集和表皮效应阶段。导数曲线中期下凹（图1红线），可能是双重孔隙介质（双孔）、双重渗透介质（双层、双渗）或复合油藏的压力响应。

后期是水平径向流阶段，测试期间压力波及范围内无任何边界信息。

测试井段的常规测井资料表明，储层纵向物性均匀，可排除双重渗透介质模型的可能。

由于A油田为碳酸盐岩储层，处于勘探阶段，资料认识不清，不排除溶蚀裂缝（隙）发育的可能，且压力导数曲线中期下凹，具有双重孔隙介质油藏模型的特征，故初步选取双重孔隙介质模型进行解释。

A-2DST2试井解释若选取双孔模型，表明本地区可能裂缝非常发育。但试井资料解释有其多解性，要充分利用已有资料降低其多解性。




图1  A-2 DST 2试井双对数曲线图

岩心分析中孔渗关系(图2)表明，A油田孔隙度和渗透率在对数图版中，基本成线性关系，表明A油田孔隙类型单一，应为孔隙型为主的碳酸盐岩储层，裂缝不发育。A-2井H2层的XRMI(哈里伯顿电成像测井)资料(图3)表明，该井段储集空间为孔隙型，井筒附近未见裂缝发育。因此，A-2 DST2选取双孔油藏模型不合适，且常规测井资料可排除双重渗透率油藏模型，应解释为复合油藏模型，导数曲线中期下凹应该是由物性变化等因素引起的。采用井储和表皮井模型+复合油藏模型+无限大边界模型进行解释，拟合结果较好（图1）。实践证明，该油田H2层在A-2DST2之后的一年内又进行了2层DST测试，从后续两层试井压力双对数曲线（图4、5）看，在压力波及范围内（距井筒293-364米，见表1）均没有呈现出双孔油藏模型的特征，进一步说明H2层的裂缝并不发育，同时验证了之前岩心分析与成像测井分析的成果。A油田为孔隙型碳酸盐岩储层。储集空间类型的准确认识，为油田下步开发提供了可靠依据。

表1 A油田测试解释成果表




图2  A油田岩心分析孔渗关系图



图3  A -2井XRMI图



图4  A-4DST 5 试井双对数曲线图



图5  A-8 DST 4 试井双对数曲线图



3．数值试井识别断层的封堵性

断层的封堵通常由多种因素共同作用，对油气运移和成藏影响很大[3,4]。断层封堵性的研究是储层评价方面的一个重要方向[5]。

非洲B油田为碎屑岩储层，断层发育。B-2井X-III 层顶实际构造图与图11非常接近（无断层F3）。解析试井中的断层是无限大的(即测试期间压力波探测范围内在某一个平面上断层是无限长的，并不是有限长度的小断层)，无法对断层的长度进行限定。B-2 DST4、DST7在解析试井中没有合适的边界模型来表征断层边界的复杂性，这两层的压力双对数导数曲线图（图6、图8）反映的断层不是无限大，特别是图6，是一个有限断层的压力响应。数值试井可以解决这个问题，依靠现有的构造图，应用Saphir软件数值试井技术建立油藏动态数值模型，对三层资料进行解释。表2说明，纵向上从上到下依次为X-III-①、X-III-②和X-III-④，三层物性差异较大，且距构造图中的F1断层（图11所示）的距离依次是11m、20m和52m，从上到下距离越来越远，反映的断层倾向与构造图所示此条断层的倾向一致。并且，此条断层从上到下在各个小层内的封闭长度依次是71m、131m和270m，说明此条断层的封堵性从上到下逐渐增强。在测试过程中，地层中的压力波传播遇到封闭的断层在压力导数曲线上（图6、图8和图10中的红线）会出现上翘的反映。数值试井里探测不到的断层，说明断层不封闭或者不存在。如果构造图上显示某条断层存在，而井到这条断层的距离小于探测半径，且在压力导数曲线上无断层的反映，那么这条断层是不封闭的，例如F2断层在X-III-②和X-III-④内没有探测到。

在X-III 层顶构造图上未见断层F3，但是数值试井模拟结果（表2，图11）显示，X-III-①层距B-2井13m处可能有一条47m长的封闭断层，方位如图11所示。在X-III-②和X-III-④层数值试井也未探测到此条断层，据此推断该断层可能是一条低序级断层，断距小，受地震资料的分辨率限制，用常规的地球物理方法难以识别。

表2 B-2井DST4/7/9三层测试解释成果表



注：数值模拟的结果图7、图9和图11，三层的比例尺各不相同，但同一层中，井距断层的距离和断层的长度采用的是同一比例尺。



图6 B-2 DST4试井双对数曲线图



图7 B-2 DST4数值试井断层模拟图



图8 B-2 DST7试井双对数曲线图



图9 B-2 DST7数值试井断层模拟图


图10 B-2 DST9试井双对数曲线图




图11 B-2 DST9数值试井断层模拟图


严格地讲，试井里所提到的断层仅仅是指不渗透边界，具体是断层还是岩性边界要结合地质认识。

B油田断层发育，不使用数值试井，多数试井压力曲线得不到好的拟合效果。而且，构造图上的断层走向对数值试井模拟的边界具有指导意义。

如果没有构造图等静态资料，单纯依靠数值试井拟合压力曲线，多解性很强。

数值试井模拟出的断层是封闭的，是从动态角度对断层的封闭性进行描述，还需要从静态角度去进一步验证断层的封闭性，实现彼此的互相验证和补充。



4．结论

(1) 岩心、测井和试井信息显示A油田裂缝不发育，是孔隙型碳酸盐岩储层。多学科资料相结合，准确地认识了储集空间类型，也实现了彼此的相互验证。

(2) 数值试井与地球物理资料相结合，证实了B油田F1断层在X-III层内距离B-2井从上到下越来越远，与构造图上实际断层倾向一致。F1断层的封闭距离在X-III层内从上到下越来越长。F2断层仅在X-III层顶部是封闭的。F3小序列断层在构造图上无显示。在断层的封堵性定量描述以及低序级断层的识别方面，数值试井发挥了其独有的优势。

(3) 试井、测井、地球物理和岩心等资料综合分析，从动、静态角度进行油藏评价，可为油田勘探与开发提供更为准确的的资料信息。


参考文献

[1]《中国油气井测试资料解释范例》编写组. 中国油气井测试资料解释范例[M].北京：石油工业出版社. 1994: 5-6

[2] 庄惠农. 气藏动态描述和试井[M].北京.石油工业出版社. 2004: 15-16

[3] 孙龙涛，陈长民，詹文欢，等. 断层封堵能力定量评价[J]. 石油勘探与开发, 2007,34（4）: 456-460

[4] 付广，曹成润，陈章明. 泥岩涂抹系数及其在断层侧向封堵性研究中的应用[J]. 石油勘探与开发. 1996, 23(6): 38-41

[5] 程军林，宁吉泽. 定量评价断层封堵性[J]. 断块油气田, 1996,6（4）: 13-17




作者简介

谭志亮,男，1982年生，2009年6月取得中国石油大学（北京）油气田开发工程专业硕士学位，高级工程师，主要从事试井与测井资料解释工作。

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