隐蔽油气藏气测录井三相流体解释新技术——以新疆塔河油田石炭系卡拉沙依组为例

摘要：塔北隐蔽式碎屑岩油气藏埋深、砂体厚度大，侧向迁变快、岩性变化复杂，均质性差、优质储层薄，纵向上水层、油层、气层无规律错落叠置，横向薄储层圈闭小，无统一的油水界面，常规技术方法及图版仅解释单相流体（油或气），无法识别含水性。针对工区薄层状油、气、水错落叠置的评价难题，创新基于气测录井多参数集成算法的油气水三相流体分离模型评价新技术，实现三相流体集成模型评价的技术革新以及含水性识别的技术突破，流体解释符合率达84.8%，提高录井随钻与老井挖潜储层流体识别准确率24.8个百分点，为复杂、隐蔽性碎屑岩油气藏勘探开发流体精准解释增添新型低成本实用性技术。

关键词：卡拉沙依组；隐蔽油气藏；气测录井；多参数集成 

Abstract: The Tahe North concealed clastic rock oil and gas reservoirs are buried deep, with thick sand bodies, rapid lateral migration, complex in rock properties, poor homogeneity, thin high-quality reservoirs, irregular superposition of water, oil and gas layers in the vertical direction, small enclosures of thin reservoirs the horizontal direction, no unified oil-water interface, and conventional technology methods and charts only interpret single-phase fluid (oil or gas), which cannot identify water content. In of the difficulty in evaluating the thin-layered oil, gas and water superposition in the working area, a new technology for evaluating the separation model of three-phase fluid (oil gas and water) based on the multi-parameter integration algorithm of gas logging was innovated to achieve the technical innovation of the integration model evaluation of three-phase fluid and the breakthrough of water content identification, with a fluid interpretation coincidence rate of 84.8%, and the accuracy of fluid identification in reservoirs during well logging and in old wells increased by 24.8 percentage points, adding a new type of low-cost practical technology for precise explanation of fluid in complex and concealed clastic rock oil and gas reservoir.

 Keywords: Kara-Say Formation; Concealed oil and gas reservoir; Gas logging; Multi-parameter integration

[作者简介]陈世松  高级工程师， 1983年生， 2010年毕业于成都理工大学矿产普查与勘探专业，现在中石化经纬有限公司西南测控公司从事录井评价及储层研究工作。通信地址：610000四川省成都市吉泰路688号中国石化大厦 。联系电话：18981155439。E‐mail：383462758@qq.com

0 引言

卡拉沙依组是塔北区块碎屑岩地层主力产油层系，在塔河油田1区、3区、6区、9区均获得工业性气流，储层具有单层砂体厚度小、横向变化大、非均性强等特点；油气藏隐蔽性较强，纵向多个单砂体圈闭的水层、油水同层、油层、气层无规律错落叠置，横向薄储层圈闭小，无统一的油水界面。常规录井解释评价以弱含气、含气、荧光、油迹、油斑定性评价为主，储层流体的识别仍然沿用60年代国外油气田引进的三角形图版、皮克斯勒法图版、对数图版、3H图版等单一参数解释图版，现有的解释评价技术仅识别单相流体，不能识别水层，严重阻碍了隐蔽式油气藏评价的开发减产。基于典型油、气、水层气测数据变化的主变量、分变量的异质同化性，创新气测录井三相流体多参数集成指标评价技术，为隐蔽式油气藏精准评价提供了新的技术支撑。

1 工区卡拉沙依组油气水层隐蔽性及精准评价技术难题

1.1工区卡拉沙依组隐蔽油气藏油气水赋存特征

卡垃沙依组辫状河道碎屑岩油藏埋深大(4800-5400m)、储层薄(3~6m)，均质性差、侧向迁变快、圈闭小(0.5-2km2)，横向没有统一的油水界面（图1）。纵向多个单砂体圈闭的水层、油水同层、油层、气层无规律错落叠置，单砂体内多个致密隔夹层切割成油层、油水同层、水层间隔间互，给勘探滚动精准评价与产建带来了新的技术难题与挑战。

图1 塔河油田3区石炭系卡拉沙依组东西向油藏剖面图

1.2 隐蔽油气藏精准评价面临的技术挑战

1.2.1弱显示油层（气测值1-3%）难以识别

卡垃沙依组油气藏部分井录井气测显示弱，如TK322井、TK303井及TK305井气测值仅1-3%，早期气测图版该层未解释，测试两口井均获工业油气高产（表1），早期气测图版对弱显示流体难以识别。

1.2.2储层含水性无法识别

卡垃沙依组油气藏测试见油、气、水三相流体藏，而现有的气测图版仅解释油或气单相流体，更无法识别含水性。DK25-3井气测录井80%的高显示层，早期流体图版解释油层，测试结果产油4.7 t/d，含水率80%（表1），早期流体解释图版仅识别单相流体，无法识别含水性。

1.2.3 储层富集多项流体早期图版解释结论迥异不一

HY1井5248-5254m早期气测图版解释为气层、无产能、干气、凝析油（图2），测试日产油24.5t，日产气5132方，产水5.2t，含水17.6%，储层富集油、气、水三相流体时，早期气测图版仅识别单相流体，且解释结论迥异不一，障碍了决策参谋价值的发挥，凸现出了早期气测图版的应用局限性，急待需要研发一种油、气、水三相流体集成分离实用新技术，支撑复杂油气水层的精准评价决策与高效建产。

表1 卡拉沙依组隐蔽油气层测试结果表

图2  HY1井早期气测图版解释成果图

2  基于气测录井多参数的三相流体解释新技术

2.1基于气测多参数的三相流体识别原理与理论模型提出

采用类比法异质同化、同质异化的原理，通过不同区块卡拉沙依组测试段气层、油层油水层以及水层的气测数据异质同化特点，寻找不同流体组分气测数据相似性，拟选异质同化气测数据指标，剖析类类相似度、类间差别性，创建气测数据同化异质识别函数基本模型（图3）。

其中不同的区块，同类物质组分具有相似性；若样品对应的判定函数落入a1类区间，则判断为油层，以此类推。

图3  卡拉沙依组气测数据异质同化识别函数理论模型图

不同物质（流体）类间指标参数存在其差别性，且差别性越大，可区别性越好。异化同质是前提和和基础，同质异化是创造发明，分析解决问题的关键依据。

2.2流体识别多参数集成指标引入

剖析不同区块卡拉沙依组典型气层、油层、油水层、水层气测数据变化的主变量、分变量的异质同化性（表2），不同流体均存在C1的主变量，而分异不同的是C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5的组分变量的有无与变量大小。通过主变量与分变量多参数集成类比算法，规避或降低不同区块泥浆密度使用值大小不一以及不同流体油气充满度高低不同所导致的气测显示强弱的影响。

多层次计算、拟合主变量与不同分变量的集合体指数的函数变化，反演油层、气层、水层、油水同层类比相似度、类间差别性，以类比相似度好的多参数集成系数斜率构建Koc、Kw流体分辨指标与特征空间（图4）。

指标计算公式：Koc=C1/［（C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5）/（C1+C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5)］       

Kw=C1/(C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5）

指标地质意义 Koc：油气指数，反映储层流体的油气充满度

Kw：代表干湿指数，反映储层流体的干湿性（油、气、水）三相流体分辨指标与特征空间

优选塔北重点区块卡拉沙依组测试产油、气、水段共58口井262层并计算识别指标系数，拟合Kco与kw相关性，数据分布呈现指数函数关系y = 0.0327X1.9421，相关系数（R2=0.8667），表明识别指标的可靠度与可行性。（图4）。

图4  塔北重点区块卡拉沙依组气测多参数集成流体分离特征空间

表2  典型油、气、水层气测数据主变量与分变量变化对比表

2.3油、气、水三相流体分离模型

以Koc为纵坐标、Kw为横坐标构建二维斜率空间模型，以典型油层、气层、水层、油水同层的Koc-Kw指标的空间分布规律，刻画三相流体油水同层区、油区、气区、水区空间分离模型（图5）。

在斜率特征①-②空间，为油气主空间、油水同层空间，Koc 0.01-1.8，为油水同层区，Koc1.8-200，为油层区，Koc＞200，为气区，由下向上烃类变轻，流体由湿性变干性；在斜率特征②-③空间，为水空间，斜率②是油气与水的临界分离空间线，判别阀值满足Kco = 0.0327Kw1.9421函数关系。

图5  卡拉沙依组气测录井油、气、水三相流体解释新方法

3、新模型应用验证

气测录井多参数的三相流体分离模型与解释方法，经塔河油田北部工区石炭系卡拉沙依组经5口新井与15口老井技术应用与挖潜试验，其中5口新井全部实现工业产能，15口挖潜井13口获得工业产能，挖潜成功率86.7%，挖潜增产15-102.5倍，为新井现场随钻储层解释、完钻测试精准选层方案、老区老井挖潜精准选层测试方案提供新的技术支撑，提高新井建产率与老井挖潜建产成功率，为复杂、隐蔽性油气藏勘探开发流体精准解释增添新型低成本实用性技术（表3）。

表3  塔北卡拉沙依组录井三相流体评价与测试成果对比表

4、结论

（1）通过剖析油、气、水层气测数据主变量、分变量的异质同化性，形成了卡拉沙依组隐蔽油气藏气测录井三相流体解释新技术，实现了录井常规初略解释（荧光、弱含气、油侵、油斑、油迹、气测异常）向油、气、水三相流体精细评价的技术突破，体现了三相流体集成识别的技术优势性，有效提升流体评价准确率24.8个百分点，达到84.8%的精度，为卡拉沙依组老井复查、新井解释评价与测试选层建议提供了新的技术支持。

（2）该技术实现了气测录井弱显示（1-3%）层段油、气、水层精准识别难题，为复杂、隐蔽性油气藏勘探开发增添了新型实用性技术。

 (3)该技术应用于5口新井测试选层及16口老井挖潜试验，工业建产率85.7%，挖潜增产15-102.5倍，展现了较好的新技术应用效果，该技术可移植到其他层位碎屑岩隐蔽油气藏油、气、水三相流体精细评价解释，具有全面推广的应用价值。

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