裂缝性储层产能综合测井评价新方法及应用_沈钦宇.pdf

测 井 技 术WELL LOGGING TECHNOLOGYVol.47 No.2 Apr 2023第47卷 第2期 2023年4月文章编号：1004-1338（2023）02-0152-09裂缝性储层产能综合测井评价新方法及应用沈钦宇1，李盛清1,2，崔云江3，苏远大1,2，王培春3，唐晓明1,2（1.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛 266580；2.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，山东 青岛 266071；3.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）摘要：渤海潜山油藏孔隙结构和裂缝网络复杂，储层非均质性强，井间试产差异大。常规测井评价技术往往不适用于裂缝性储层。因此，需要开发评估潜山裂缝储层产能的方法。采用多元统计方法因素分析法，综合声波、电阻率、井壁成像等多种方法测井的结果，得到储层流体运移特性的控制因素。通过在该方法中结合岩石物理建模和岩石力学流体传导率分析，建立表征储层流体渗流性能的综合模型并用于评价潜山裂缝性储层的产能。该模型已在渤海潜山裂缝性油藏区块的勘探井和生产井中进行测试，能够拟合井的生产率并预测新井的产量，为综合多学科测井技术数据评价裂缝储层产能提供了一种新方法。关键词：裂缝性储层；声波测井；多元统计分析；岩石物理建模；岩石力学分析；产能评价中图分类号：P631.84 文献标识码：ADoi：10.16489/j.issn.1004-1338.2023.02.005A New Comprehensive Well Logging Data Method for Evaluating Fracture Reservoir Productivity and Its ApplicationSHEN Qinyu1,LI Shengqing1,2,CUI Yunjiang3,SU Yuanda1,2,WANG Peichun3,TANG Xiaoming1,2(1.School of Geosciences,China University of petroleum(East China),Qingdao,Shandong 266580,China;2.Laboratory for Marine Mineral Resources,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao,Shandong 266071,China;3.Tianjin Branch,CNOOC China Limited,Tianjin 300459,China)Abstract:The buried hill reservoirs in Bohai oilfield consist of complex pore structures and fracture networks,resulting in strong reservoir heterogeneity and large differences in test productivity between wells.Conventional evaluation techniques are often inapplicable to the fracture reservoirs.There is a strong need for developing methods for evaluating the buried hill fracture reservoir productivity.By using a multivariate statistical method,the factor analysis,this paper integrates the results of various logging methods,including acoustic,resistivity,borehole wall imaging,and other logging data to obtain controlling factors for the reservoir fluid transport property.By incorporating rock physics modeling and rock mechanics fluid conductivity analysis in the method,a comprehensive reservoir fluid transport model is obtained and used to evaluate the productivity of buried-hill fracture reservoirs.This method has been tested using in both exploration wells and production wells for a buried hill fractured reservoir block in the Bohai sea.For both scenarios,the model is able to fit the productivity of the wells and predict the production of new wells.The results of this work provide a new method for evaluating productivity of fracture reservoirs by integrating data from multidisciplinary well logging technologies.Keywords:fractured reservoir;acoustic logging;multivariate statistical analysis;rock physics modeling;rock mechanics analysis;production capacity evaluation基金项目：国家自然科学基金“井中低频声场诱发复杂压裂缝动态渗流响应规律及其导流能力测井评价方法”（42174145）；国家重点研发计划“声波远探测技术研究”（2019YFC0605504）；中国海洋石油集团有限公司科技项目“渤海复杂潜山油气藏精细油藏描述及高效开发技术研究”（CNOOC-KJ135ZDXM36TJ03TJ-GD2020-01）；中央高校基本科研业务费专项资金资助“井中多极声源的方位接收远探测波场模拟与实验研究”（20CX06077A）第一作者：沈钦宇，男，1997 年生，硕士研究生，从事声波测井处理解释研究。E-mail：通信作者：唐晓明，男，1955 年生，教授，博士，博士生导师，从事地球物理（特别是声波）测井、岩石物理学、地震波传播及测量研究。E-mail：沈钦宇，等：裂缝性储层产能综合测井评价新方法及应用第47卷 第2期153 0 引 言随着油气勘探不断向纵深发展，国内外勘探发现了大批大型潜山油气藏，潜山油气藏逐渐成为油气勘探的重要领域。潜山油气藏油气资源储量规模巨大，展现出广阔的勘探前景。渤海湾盆地在太古界变质岩潜山勘探中取得了重大成果和突破1，渤海海域辽西凸起发现了锦州25-1南变质岩潜山油气田2。济阳坳陷埕北地区太古界发育变质岩裂缝性储层，其中多口井获5090 t/d的高产工业油流3。渤中坳陷渤中19-6大气田储量超千亿立方米，为渤海湾盆地寻找大气田指明了新的方向4。产能预测一直是油气勘探开发领域的重要一环，随着渤海油田深层潜山的勘探突破，潜山储层的产能精确评价不仅能够节省勘探阶段的测试费用，还可以优化井位部署，为后续的高效开发提供指导意见。但潜山储层储集空间复杂多样，除了发育孔隙结构外，裂缝也十分发育，导致储层非均质性强，井与井之间的测试产能差异大。目前在产能预测方面，主要是基于渗流力学达西定律所建立的产能预测模型进行产能评价。前人通过将孔隙度转换为渗透率，建立有效渗透率与产能指数的函数关系进行产能预测5，用原状地层电阻率和冲洗带电阻率表征储层流体流动能力进而预测产能 6，基于岩石物理实验由岩石绝对渗透率求取油气层有效渗透率进行产能预测7，从节点分析角度建立新的油气产能预测模型，利用节点分析法预测油气井产能8，通过数学推导建立裂缝性油藏模型进行产能预测9，基于核磁共振测井数据采用新的岩石物理转换模型求取相对渗透率与饱和度计算含气量10，基于逾渗理论与离散裂缝模型建立裂缝性气藏产能计算公式11。除了基于渗流力学理论产能预测外，不少学者针对特定区块的地质情况，建立测井资料与产能的关系，采用人工神经网络技术通过测井资料预测油气储层产能1213，利用斯通利波渗透率与核磁共振渗透率剖面积分预测产能 14，基于多元回归分析预测油气产能15，建立岩石弹性模量与产出剖面测井关系，定量评价潜山储层产能16。可以看出，无论是基于达西定律的产能预测模型还是测井数据与产能的拟合经验公式，都能进行产能的预测评价，但由于太古界潜山内幕裂缝性储层横向变化快，非均质性强导致渗流规律复杂，同时也缺乏相应的分段产能测试资料，使得基于渗流理论建立的产能预测模型在渤海油田潜山裂缝性储层应用效果较差。本文针对渤海油田某区块潜山裂缝性储层的产能评价难题，采用多元统计分析方法综合多种测井资料，得到反映储层渗流能力的综合渗流因素，结合岩石物理实验规律与岩石力学流体疏导性分析，构建综合渗流函数，由综合渗流函数积分剖面与产能的拟合关系建立产能预测模型，从而准确预测潜山裂缝性储层的产能，有效指导油气田后续勘探、开发工作。1 现有产能评价方法研究地层渗透率是油气产能评价的关键参数，渗透率的提取是斯通利波的重要应用。斯通利波在井壁传播过程中会与渗透性地层中的流体发生相互作用，导致斯通利波的主频向低频偏移及到时滞后。利用斯通利波的时移与频移特性能够反演地层渗透率。针对潜山裂缝性储层的斯通利波，将理论模拟与实际测量斯通利波的主频和到时进行匹配，采用最小二乘法构建潜山裂缝性储层渗透率的计算公式1718。Ec,msdc,theosynsyn2c,msdc,theoK QffTT,-()=-()+-(1222)2（1）式中，K为总渗透率，mD*；Q 1为波的非弹性衰减；fc,theo和fc,msd分别为理论模拟与实测斯通利波的频移，kHz；Tc,theo和Tc,msd分别为理论模拟与实测斯通利波的到时滞后，ms；syn2为理论模拟斯通利波中心频率的方差。将斯通利波渗透率与核磁共振渗透率剖面进行积分，积分结果与PLT（生产测井仪）产液剖面测井具有很好的一致性14。中国学者也发现弹性模量与潜山储层产能具有很好的相关性，并建立了两者的经验性公式16。将以上2种方法应用到潜山裂缝性储层产能评价中（见图1）。斯通利波渗透率积分剖面与产能具有一定的相关性，但数据离散程度大，导致预测误差较大见图 1（a）。用压缩系数即弹性模量倒数的积分预测产能，其效果和斯通利波渗透率预测方法一样见图 1（b）。由于潜山裂缝性储层储集空间复杂，储层非均质性强，缺乏有效的储层产出能力评价技术手段。因此，考虑综合不同的方法，结合阵列声波测井、成像测井、常规测井等资料开展多信息技术裂缝性潜山产出能力评价研究，建立产能预测模型，降低预测误差。*非法定计量单位，1 mD=9.87104 m2，下同2023年测 井 技 术154 2 测井数据产能综合评价方法2.1 渗流综合因素分析针对渤海油田潜山裂缝性储层裂缝的发育程度，采用纵波走时层析成像19、正交偶极各向异性 20、斯通利波衰减与反射系数21、斯通利波渗透率22等声波测井方法进行处理，结合常规测井资料与成像测井资料形成多种声波测井方法的裂缝识别与综合评价图（见图2），红色解释为气层。由图2可以看出，X 930X 9