惠州凹陷X构造潜山复杂岩性识别与流体评价方法.pdf
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1、录 井 工 程第34卷第3期惠州凹陷X构造潜山复杂岩性识别与流体评价方法杨 毅熊 亭毛 敏袁胜斌曹英权(中法渤海地质服务有限公司;中海石油(中国)有限公司深圳分公司)杨毅工程师,1979年生,2002年毕业于中国石油大学(北京)地质工程专业,现在中法渤海地质服务有限公司从事资料解释与研究方面的工作。通信地址:300457 天津市经济技术开发区信环西路 19号天河科技园 1号楼 3层中法渤海地质服务有限公司。电话:(022)65310725。Email:摘要为了解决惠州凹陷X构造潜山岩性复杂、流体类型多样、含油气丰度评价标准不一等问题,基于已钻潜山井的岩石薄片鉴定及元素录井资料,对研究区潜山储层
2、复杂岩性的镜下微观成分、结构及构造特征进行梳理,优选特征元素Si、Fe、Mg含量建立复杂岩性识别图板,形成了适用于研究区潜山复杂岩性的快速识别方法;基于FLAIR流体录井资料,优选出表征轻质油和凝析气烃组分差异的参数C1相对含量和Q 值对轻质油层和凝析气层进行区分,结合校正值单位岩石甲烷气体体积与C1异常倍数建立解释图板识别油气层和干层。经后续的分析化验及取样、测试等资料验证,该方法在潜山复杂岩性识别中准确率可达93.8%,流体解释评价符合率为89.5%,在随钻过程中可以为复杂岩性的判断与流体评价提供理论依据,对下步地质作业方案制定及勘探作业降本增效起到指导作用,具有较强的推广应用价值。关键词
3、岩性识别流体评价岩石薄片鉴定元素录井FLAIR流体录井惠州凹陷中图分类号:TE 132.1文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.16729803.2023.03.014Complex lithology identification and fluid evaluation methods of buried hills of Xstructure in Huizhou depressionYANG Yi,XIONG Ting,MAO Min,YUAN Shengbin,CAO YingquanChina France Bohai Geoservices Co.,Ltd.,Tia
4、njin 300457,China;Shenzhen Branch of CNOOC(China)Co.,Ltd.,Shenzhen,Guangdong 518000,ChinaAbstract:In order to solve the problems of complex lithology,diverse fluid types,and inconsistent evaluation standards forhydrocarbonbearing abundance in the X structure buried hills of Huizhou depression,based
5、on the petrographic thin sectionanalysis and element logging data of the drilled buried hill wells,the microscopic composition,framework and structuralcharacteristics of the complex lithology under the microscope for the buried hill reservoirs in the study area were sorted out.Select the content of
6、Si,Fe and Mg feature elements to establish the complex lithological discrimination charts,forming thefast identification methods suitable for the complex lithology of buried hills in the study area.On the basis of FLAIR fluidlogging data,C1relative content and Q characterizing the differences in hyd
7、rocarbon components between light oil andcondensate gas were optimized to distinguish the light oil layers and condensate gas layers.Combined with the correction valuefor methane gas volume per unit rock and C1anomaly multiple,the interpretation charts were set up to identify light oil layers,conden
8、sate gas layers and dry layers.The methods have been applied in buried hills,with the accuracy of 93.8%in identifyingcomplex lithology and a fluid interpretation and evaluation coincidence rate of 89.5%after subsequent analysis,sampling,testing and other data verification.During the drilling process
9、,the methods can provide theoretical bases for thejudgment of complexlithologyandfluidevaluation,andguidethefurther makinggeologicaloperationplanandreducing costs and increasing benefits in exploration operation,with stronger application value.Key words:lithological discrimination,fluid evaluation,p
10、etrographic thin section analysis,element logging,FLAIR fluidlogging,Huizhou depression引用:杨毅,熊亭,毛敏,等.惠州凹陷X构造潜山复杂岩性识别与流体评价方法J.录井工程,2023,34(3):8996.YANG Yi,XIONG Ting,MAO Min,et al.Complex lithology identification and fluid evaluation methods of buried hills of Xstructure in Huizhou depressionJ.Mud Lo
11、gging Engineering,2023,34(3):8996.89录 井 工 程解 释 评 价2023年9月0引言珠江口盆地惠州凹陷X构造近期在潜山地层测试中获得高产,取得了油气勘探的重大突破12,证实了惠州凹陷潜山领域的巨大勘探潜力。但在该地区潜山钻探过程中,遇到了较多复杂的地质问题:(1)潜山及上覆地层岩性复杂,而区域横向、纵向上岩性变化又无明显规律,目前针对研究区潜山储层复杂岩性的系统性研究较少,缺乏理论依据支撑,现场识别多依赖于主观经验,导致岩性难以准确识别;(2)潜山储层纵向上流体类型分布规律复杂,存在多期油气充注23,由于轻质油与凝析气的物理性质相似,传统的测井手段区分方法存
12、在较大的不确定性,流体类型划分依赖于钻后的电缆取样作业,大幅增加了勘探作业成本;(3)潜山储层受钻井工程参数变化较大的影响,单位时间内破碎的岩屑量变化较大,检测出的气测值不能较好地反映真实的含气量,导致现有的含油气丰度评价标准不一。潜山储层含油气丰度评价对于储量的计算至关重要,直接影响到下步的作业计划和安排。因此,亟需建立一套适用于研究区复杂岩性识别与流体快速评价的方法,为该地区潜山高效勘探作业提供理论依据。针对潜山勘探过程中遇到的复杂问题,本文对研究区潜山储层复杂岩性的镜下微观成分、结构及构造特征进行梳理,并优选特征元素Si、Fe、Mg建立复杂岩性识别图板,形成了适用于研究区潜山复杂岩性的快
13、速识别方法;基于FLAIR流体录井资料,优选出表征轻质油和凝析气烃组分差异的参数 C1相对含量(C1%)和Q 值对轻质油和凝析气进行区分,结合校正值单位岩石甲烷气体体积(VOLC1)与C1异常倍数建立解释图板识别油气层和干层,以期对下步地质作业方案的制定及勘探作业降本增效起到指导作用。1潜山复杂岩性识别方法1.1岩屑及薄片鉴定惠州凹陷X构造潜山岩性以火成岩为主45,主要包括凝灰岩、玄武岩、闪长岩、花岗岩、辉绿岩等。不同类型火成岩的岩屑及其镜下成分、结构与构造均有差异,根据这些特点可以有效识别复杂火成岩岩性。以惠州凹陷X构造A井为例,5种复杂岩性的岩屑及薄片镜下特征如下。(1)凝灰岩:研究区凝灰
14、岩岩屑主要为灰白色、灰绿色(图1a),一半以上的火山碎屑物粒径小于2 mm,颗粒一般为棱角-次棱角状,常被火山灰及化学物质胶结,分选较差。薄片镜下可见凝灰岩主要由碎屑颗粒和火山灰胶结物组成(图1b、图1c),具有凝灰结构。碎屑为玻屑、晶屑,碎屑物粒径小于1 mm,胶结物为火山灰和少量泥质,另见不透明矿物呈他形零散分布。(2)玄武岩:研究区玄武岩岩屑颜色普遍较深,呈黑色、暗黑绿色、暗灰绿色、暗黑褐色(图2a)。主要矿物为长石、辉石,常见橄榄石;次要矿物为角闪石,少见黑云母,微含灰质,与稀盐酸反应弱。薄片镜下观察常见斑状结构(图2b、图2c),斑晶主要为斜长石及辉石,斜长石呈交织结构,黏土化严重。
15、基质主要由微晶斜长石和火山玻璃组成,充填于辉石和斜长石斑晶格架中间,发生强烈的绿泥石化,可见磁铁矿充填于晶间孔隙中。(3)闪长岩:研究区闪长岩岩屑主要呈绿灰色,部分灰色,少量灰黑色(图3a),主要矿物为斜长石,次为角闪石,仅含少量的钾长石及石英,暗色矿物的总量一般在20%35%之间,块状,性硬。薄片镜下呈全晶质结构(图3b、图3c),片麻状构造,以浅色粒状斜长石为主,半定向排列。片柱状矿物为角闪石和黑云图1A井凝灰岩岩屑及薄片镜下照片 90第34卷第3期杨毅等:惠州凹陷X构造潜山复杂岩性识别与流体评价方法母,定向排列趋势明显。常见细晶粒状自形半自形磁黄铁矿,偶见磷灰石等副矿物。(4)花岗岩:研
16、究区花岗岩岩屑颜色较浅,多为灰白色、粉红色(图4a),块状构造。薄片镜下可见花岗结构、半自形粒状结构,特点是暗色矿物和斜长石较自形,碱性长石为半自形-他形,石英为他形,充填于长石粒间(图4b、图4c)。主要由浅色矿物石英、碱性长石和酸性斜长石组成,三者含量一般大于85%,次要矿物为黑云母、角闪石,可见暗色矿物绿泥石化。(5)辉绿岩:研究区辉绿岩岩屑颜色呈灰绿色、黑绿色、黑色(图5a),细粒-中粒粒状结构。薄片镜下常见辉绿结构(图5b、图5c),自形斜长石之间形成三角形空隙,充填单个的他形辉石颗粒。主要成分为基性斜长石、辉石、角闪石。基性斜长石黏土化较重,呈细柱状半自形-自形晶,杂乱分布;辉石呈
17、他形,多绿泥石化、弱绢云母化、碳酸盐化;角闪石含量少,多泥化;辉石、角闪石结晶粒度较小,充填在斜长石粒间。1.2元素录井识别方法元素录井通过提供定量化的岩石元素数据,也可以用来解决岩性识别难题。研究区潜山岩性以火成岩为主,而不同类型火成岩中SiO2含量往往具有较大差别6,因此本次研究基于不同类型火成岩的元素差异进行岩石类型区分。分别优选出Si元素与Fe元素、Si元素与Mg元素图2A井玄武岩岩屑及薄片镜下照片图3A井闪长岩岩屑及薄片镜下照片图4A井花岗岩岩屑及薄片镜下照片 91录 井 工 程解 释 评 价2023年9月建立图板(图6),在火成岩复杂岩性识别中具有较好的效果。花岗岩的Si元素含量普
18、遍偏高,Fe、Mg元素含量普遍较低;辉绿岩的Si元素含量最低;闪长岩的Si元素含量介于花岗岩和辉绿岩之间,Fe、Mg元素含量较高;玄武岩和凝灰岩的元素范围较集中,玄武岩的 Si元素含量在 25%27%之间,凝灰岩的 Si元素含量在27%29%之间。在钻井过程中,可以通过对不同岩性的 Si、Fe、Mg等特征元素含量进行图板投点,结合现场岩屑及薄片镜下的成分、结构及构造特点进行岩性准确判别。2潜山储层流体评价2.1流体类型识别方法已有的取样测试结果以及钻后分析化验资料表明,惠州凹陷X构造存在多期油气充注,潜山储层纵向上流体类型分布较为复杂,烃类流体类型主要为轻质油和凝析气。由于二者的物理性质相似,
19、传统的测井手段无法快速准确识别储层流体性质,导致流体类型划分依赖于钻后的测压取样作业,大幅增加了勘探成本。不同石油地质背景油气藏、不同流体性质储层往往具有不同的烃组分特征78,为了更好地利用烃组分数据判断流体类型,本次研究引入了FLAIR流体录井技术,相比于常规气测录井,该技术具有定量、恒温脱气等优点,检测精度更高,可以检测C1-C8,数据质量更可靠910。在统计研究区轻质油层及凝析气层FLAIR流体录井烃组分比值特征的基础上,优选出表征轻质油和凝析气烃组分差异的参数:C1%和Q 值。其中,C1%为C1相对含量,常作为识别油气层的特征参数11,由于油、气层在轻、重烃组分上具有一定的差异,当C1
20、%较高时,说明气体成分主要为甲烷,即凝析气层的C1%一般高于轻质油层,其计算公式如下:C1%C1/(C1+C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5+nC6+nC7+nC8+C6H6+C7H8+C7H14)100%Q 值表示内三角形边长与图板三角形边长的比值,正三角形的Q 值为正,倒三角形的Q 值为负12。此为三角图板的拓展应用方法,即以数学解析式的形式来计算三角形的正倒、大小和位置,将三角图板从图形变为数字化、定量化的计算结果,从而表现烃组分含量特征。该方法可以解决传统三角图板数据不连续以及部分小三角形无法直观识别的问题,达到判断更精确、使用更方便的效果。Q 值的计算公式图6惠州凹陷X构造潜
21、山岩性识别图板图5A井辉绿岩岩屑及薄片镜下照片 92第34卷第3期杨毅等:惠州凹陷X构造潜山复杂岩性识别与流体评价方法如下:Q 1-(C2+C3+iC4+nC4)/0.20(C1+C2+C3+iC4+nC4)利用惠州凹陷X构造潜山储层已有的取样点、测试层的FLAIR流体录井数据,建立起基于气测衍生参数的C1相对含量与Q 值流体类型识别图板(图7),从图中可以看出轻质油层和凝析气层的区分效果较好,轻质油相比于凝析气,C1%和Q 值均表现出偏低的特点。结合流体类型识别图板,轻质油层的Q 值一般小于0.3,C1%小于84%;凝析气层的Q 值一般大于0.3,C1%大于84%。2.2含油气丰度评价方法在
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