GW-CLE 技术识别复杂岩性不复杂!

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埋划浦
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1 复杂岩性储层测井评价技术 2013 年中国石油天然气集团公司科技管理部

2 GW-CLE 技术识别复杂岩性不复杂!

3 目录 1 简介 3 2 特色技术 5 3 典型案例 12 4 科研装备 14 5 资质与标准 16 6 专家团队 18

4 中国石油天然气集团公司 ( 简称中国石油集团, 英文缩写 :CNPC) 是根据国务院机构改革方案, 于 1998 年 7 月在原中国石油天然气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业集团, 系国家授权投资的机构和国家控股公司, 是实行上下游内外贸产销一体化按照现代企业制度运作, 跨地区跨行业跨国经营的综合性石油公司, 主要业务包括油气业务石油工程技术服务石油工程建设石油装备制造金融服务新能源开发等中国石油天然气集团公司 2012 年国内生产原油 1.1 亿吨, 生产天然气亿立方米, 加工原油 1.91 亿吨, 全年实现营业收入 2.69 亿元, 实现利润 1391 亿元 2012 年, 中国石油在美国石油情报周刊世界 50 家大石油公司综合排名中位居第 4 位, 在财富杂志全球 500 家大公司排名中位居第 6 位中国石油天然气集团公司履行资源市场和国际化战略, 坚持主营业务战略驱动, 发展目标导向, 顶层设计科技发展理念和自主创新重点跨越支撑发展引领未来的指导方针, 以国家科技重大专项为龙头公司重大科技专项为核心重大现场试验为抓手重大装备软件产品标准为载体, 持续推进科技进步, 提升科技创新能力, 取得一大批具有自主知识产权的先进实用技术复杂岩性储层测井评价技术就是具有代表性的重大创新成果之一 2

5 1 简介随着石油勘探开发的深入, 复杂岩性油气藏成为世界关注的焦点复杂岩性油气藏包括变质岩油气藏碳酸盐岩油气藏和火成岩油气藏碳酸盐岩油气储量接近全球油气储量的一半, 产量则占 60% 火成岩也可以作为很好的储层, 美国委内瑞拉巴西日本阿根廷利比亚古巴印度和其他一些国家在火成岩中都获得工业油流变质岩的各种原生和次生裂缝可作为油气储存空间而形成良好的储层由于复杂岩性的组成结构及其各种勘探条件的复杂性, 其岩性难以识别, 储层难以发现, 地质参数难以计算, 使得复杂岩性储层评价成为目前油气勘探的难点 GW-CLE 技术从岩性识别储层识别储层评价全面评价复杂岩性储层, 准确评价井下地层和介质性状, 及时准确发现和评价油气储层, 解决复杂岩性储层勘探开发过程中的地质和工程问题, 加快油气勘探开发进程, 在国内渤海湾盆地塔里木盆地四川盆地鄂尔多斯盆地, 以及中东中亚及南美等变质岩碳酸盐岩火成岩油气区块广泛应用 3

6 简介变质岩岩性综合识别技术岩性识别技术系列岩性综合识别技术岩性自动识别技术基于成像测井模式库的储层识别技术复杂岩性储层测井评价技术储层识别技术系列复杂孔隙结构储层识别技术井眼轨迹横截面上地质体产状可视化技术裂缝有效性评价技术储层综合识别技术基于最优化理论的矿物含量及有效孔隙度评价技术基于变骨架声波时差法的基质孔隙度评价技术储层评价技术系列基于声电成像模拟井的裂缝参数评价技术三维数字岩心构建技术储层流体评价技术水淹层评价技术 4

7 2 特色技术 2.1 岩性识别技术系列岩性识别是储层识别和储层定量评价的基础没有准确的岩性识别, 储层的定性识别和定量评价就是盲目的, 甚至是错误的, 会影响射孔试油及整个完井过程因此, 岩性识别在储层评价过程中, 具有极重要的作用变质岩碳酸盐岩火成岩的岩性识别由于其矿物成分复杂, 孔隙空间结构多变, 导致应用测井信息分析岩性难度极大中国石油形成一套行之有效的岩性识别技术系列, 成功攻克复杂岩性识别的这一难题岩性识别技术系列包括变质岩岩性综合识别技术碳酸盐岩岩性综合识别技术和岩性自动识别技术三大特色技术, 实现了对变质岩碳酸盐岩火成岩的全面识别 5

8 特色技术变质岩岩性综合识别技术变质岩岩性综合识别技术是以实验分析和岩石物理学为基础综合利用常规测井资料地层元素测井资料成像测井资料, 结合神经网络模糊数学交会图等技术, 实现对变质岩岩性的定性分析定量评价和自动识别, 达到准确识别变质岩岩石的目的碳酸盐岩岩性综合识别技术复杂岩性碳酸盐岩储层岩石骨架的主要矿物成分是方解石和白云石, 通常还含有一些黏土矿物有机质石膏盐岩黄铁矿硅质等, 它们虽然含量不多, 但对储层的影响及对测井信息的贡献都较大因此, 利用测井资料或者与其他资料相结合对其进行有效识别是十分必要的岩石薄片常规测井元素含量矿物含量碳酸盐岩岩性综合识别技术运用微观岩心分析技术宏观岩相分析技术, 可以有效识别和划分碳酸盐岩储层的矿物成分沉积成岩环境岩石的主要类型特定岩性组合的岩相发育带和预测油气富集区域综合识别岩性成果石英暗色矿物斜长石钾长石黏土 ! ! CT CT Pb 交会图识别岩性 6

9 复杂岩性储层测井评价技术 2.2 储层识别技术系列在成像测井出现之前, 储层识别主要依靠常规测井资料但是复杂岩性储层地质条件复杂, 特别是裂缝型洞穴型储层在纵横向上严重的非均质性, 给单纯依靠常规资料识别储层带来了困难在常规测井资料分析基础上, 应用成像测井偶极横波测井核磁共振测井等测井新技术精细准确地识别复杂岩性的储层技术, 建立和完善了真假裂缝的识别真假孔洞的识别裂缝孔洞的有效性评价等方法储层识别技术系列包括基于成像测井模式库的储层识别技术裂缝有效性评价技术利用核磁共振测井识别复杂孔隙结构储层技术井眼轨迹横截面上地质体产状可视化技术和储层综合识别技术等特色技术 7

10 特色技术储层综合识别技术基于优势岩性序列理论, 利用交会图技术定量识别储层, 利用常规测井资料定性识别储层, 通过成像测井资料实现对储层裂缝发育程度及产状的定性描述, 并采用多极子阵列声波测井资料评价储层裂缝的有效性, 从而得到储层划分标准, 达到综合识别储层的目的储层测井识别定量识别常规测井阵列声波成像测井基于交叉偶极子声波的裂缝有效性评价技术复杂孔隙结构储层识别技术复杂孔隙结构储层识别技术, 通过核磁共振测井标准 T 2 谱的分布直观地揭示复杂岩性储层的孔隙结构, 识别出相应储层类型裂缝有效性评价技术裂缝有效性评价技术包括 : 基于交叉偶极声波的裂缝有效性评价技术和基于斯通利波的裂缝有效性评价技术可与岩心分析对照, 但较钻井取心便宜, 且可实现连续测量通过岩心实验数据检验, 符合率可达 75% 基于交叉偶极子声波的裂缝有效性评价技术利用交叉偶极子横波的各向异性方位确定地层最大主应力方向, 进而分析裂缝系统走向和地应力方向的角度关系来判断裂缝有效性基于斯通利波的裂缝有效性评价技术是利用阵列声波幅度衰减和时间延迟情况来判断裂缝充填情况, 进而判断裂缝的有效性 8

11 复杂岩性储层测井评价技术 2.3 储层评价技术系列储层评价是以测井资料为基础, 结合地质地震资料, 岩心分析资料以及开发过程中的动静态资料等, 从测井角度综合评价含油气储层, 计算复杂岩性储层的参数查明流体性质基于声电成像模拟井的裂缝参数评价技术基于声电成像模拟井, 推导出裂缝宽度计算公式, 利用该公式计算裂缝宽度岩石裂缝利用成像测井孔隙度谱分析方法评价基质孔隙与次生孔隙 64.3% 35.6% 可以准确地计算裂缝次生孔隙度, 判断裂缝发育的程度 9

12 特色技术基于变骨架声波时差法的基质孔隙度评价技术 (s/ft) DT t t b t t f ma ma 基于变骨架声波时差法的基质孔隙度评价技术通过多矿物解释处理软件能够准确计算组成岩石的各种矿物含量, 在此基础上, 可以准确求得岩石的变骨架声波时差值, 进而利用基质孔隙度解释模型精确求取岩石基质孔隙度值该技术利用岩石的变骨架声波时差值计算基质孔隙度比传统的利用单一矿物声波时差骨架值计算的基质孔隙度更加精确三维数字岩心构建技术射线样品探测器三维数字岩心构建技术利用 X 射线束对岩心进行 360 扫描,X 射线束和不同密度的岩石组分相互作用, 产生相应的吸收和衰减, 通过电子计算机断层扫描技术, 从而得到岩心三维灰度图像逐步旋转 X 射线 y 通过对三维灰度图像进行灰度图像二值化岩心表征单元体积 (REV) 分析和孔隙结构分析等分析, 实现对实物岩心的三维数字岩心构建目前,X 射线 CT(Computed Tomography) 的精度可达到 1μm z 三维数字岩心构建技术实验原理 x 孔隙拓扑结构白云岩三维数字岩心构建 10

13 复杂岩性储层测井评价技术储层流体评价技术基于测井资料, 多学科相结合综合评价复杂储层流体性质, 识别油气水界面 H I 类 II 类 III 类 Height above FWL(m) k =1000 pure oil k = S (%) w 100 k<1000md 10< k <100mD well 206 k =100 23m 7m pure oil well 4-5 k=200 pure oil section 4781 FWL 4765 纯油底 S w 油过渡带水油水过渡带精细解释构造储层流体评价技术包括 : 胶结指数法评价储层流体性质技术, 视流体参数法评价流体性质技术, 油藏背景下气油水界面及油水过渡带分析技术, 测录井结合识别流体技术 CGT31 CT19 CT1 CT22 CT 油柱高度 h (m) Ⅰ 类油层 Ⅱ 类油层 Ⅲ 类油层 Ⅰ 类水层 Ⅱ 类油水同层 Ⅱ 类水层 Ⅲ 类水层 Ⅳ 类储层 Ⅳ 类水层含水饱和度 S w(%) 100 气油水界面及油水过渡带分析 11

14 3 典型案例 3.1 辽河油田太古界变质岩潜山油藏测井评价辽河油田的太古界潜山带是典型的变质岩发育带, 存在岩性划分混乱储层识别不清潜山内幕不明储量无法预测等难题中国石油利用变质岩测井评价技术确定了储层的优势岩性明确了油藏的出油底界建立了辽河坳陷太古界潜山岩性裂缝储层的识别和评价标准使得岩性从最初的无法系统识别达解释符合率 90% 以上储层一次识别准确率从 85% 提高到 95% 以上油层一次解释符合率从 74% 达到 85% 以上出油底界扩展到 -4700m 其中兴隆台潜山新增探明储量 3173 万吨整体探明储量 1.27 亿吨大民屯南部潜山新增预测储量 6000 多万吨为辽河油田变质岩潜山油气藏的勘探开发提供了技术支持 ჼ Վ ዊ ჼ ༀ༬ኙ.ዐጱ ጲ Ꮎஒ ዷᄲჼႠ ݴ ၽ ߖ ჼ Ɨ ߖჼ ߖ ჼ ၽ റ૭ჼ ၽ ჼ ჼ Ƙ ჼ ཉ ټ ጒ ჼ ঙ ጒ ჼ ሊజၽ ჼ ঙ ၽ ჼ ƙ ჼ ჼ ሊǄঙ ǅၽ ჼ ჼ ሊǄঙ ǅၽ Վ૭ჼ ঙ ჼ ၽ ঙ ჼ ƚঙ ჼ ƛ໗Ⴀჼॾჼ ߖჼĂ ߖӫჼ ჼ ॾ ჼ ჼ ƜዐႠ ჼ Ҿ ჼ ჼ Đজ ጒđई Đኟ ᅴđ ዐĂߛĐ ጒđ ڦ Đ ᅴđ ईĐজ ጒđ ዐĂߛĐ ጒđ ڦ Đ ᅴđ ईĐজ ጒđ ዐĂߛĐ ጒđ ڦٷ Đ ᅴđ گ Đ ጒđ ড ڦٷ Đኟ ᅴđ ዐĂߛĐ ጒđ ڦ Đ ᅴđई. / m ዐĂߛĐ ጒđ Đজ ጒđ ӫჼ ƝएႠ ჼ ୴ჼ 太古界储层划分标准 ዐĂ گ Đ ጒđ ڦٷ Đ ᅴđ 岩性常规测井特征模式库 IMGB2 ᇱჼ ᇘՎዊჼ ჼ ჼஞ ح 211/ ჼ ೦ໟ 1/ IMGB3 211/ 1/ IMGB4 211/ GMPX2 1/ 3/ GMPX3 1/ 3/ QEWD 1/ 31/ 211/ 1/ GIUX 12 एႠ ჼ ዐႠ ჼ ໗Ⴀ ჼ आ ໟ ჼ ӷቕ ዊ ჼ ჼ റ૭ჼ ႎ ڦ ӫጒվ ᆈ ஞ ӫჼஞ ෪ჼ Ҿ ჼ ঙ ዊჼ ሊՎ૭ჼ ୴ჼ ჼ 辽河太古界岩石演化过程示意图 GMPX4 1/ 3/ GMH GMPX5 1/ 3/ GMPX6 1/ 3/ 86.:1 1/?:1 CIUB Efhsff 2111/ ए Ǆᇱ ᇘՎዊჼǅ ೦ໟ 裂缝评价 471/ 1/ 6611/ 1/ DPFG Efhsff 471/ 211/ GIUX փኝ ࠓሰ ሏ ۯ হ௬ ჼॾ ऄ ۯ ჼ ፕᆩ 1/ ଛ ފ ᇘՎዊ ፕᆩ 1/ IMGB5 211/

15 复杂岩性储层测井评价技术 3.2 哈萨克斯坦北特鲁瓦油田碳酸盐岩储层测井评价滨里海盆地北特鲁瓦油田是中石油在哈萨克斯坦发现的第一个亿吨级整装大油田该油田主要目的层是石炭系碳酸盐岩储层, 受上覆巨厚岩盐的影响, 地震预测储层难度较大, 对油藏的认识一直比较模糊随着勘探开发的深入, 岩性储集性含油 ( 气 ) 性及油藏类型等疑难问题逐渐凸显, 开展碳酸盐岩储层测井评价和油藏规律研究迫在眉睫地震资料岩性测井气测自然电位 0 自然伽马密度 RS (API) (g/cm 0.2 (Ω m) 2000 (cm) ) (mv) 150 无铀伽马时差 RD 0 (API) (μs/m) (Ω m) PE (b/e) 补偿中子 (%) RMSL (Ω m) 2000 井径岩心分析孔隙度岩心分析渗透率 200 孔隙度测井电阻率测井试油及解释结论通过测井资料的精细研究发现, 该油气田油藏类型复杂多变, 油水界面并不单一平面上, 至少存在四个断块, 每个断块都具有独立的油水系统 ; 纵向上, 受储层物性变化影响, 存在局部可达 30 多米的油水过渡带年 9 月 14 日至 12 月 12 日油嘴 7mm 日产油 :32-20t 累产油 :399t 与下层合试建立的油气水识别图版及解释标准已在北特鲁瓦油田得到广泛应用, 油气水解释符合率大大提高, 由原来的 75% 上升到 97%, 为该油气田由勘探转开发提供了重要的技术支撑测井资料 11 与上层合试 CT31 CT19 CT1 油藏分析 CT22 CT35 深电阴率 (Ω m) 1000 Ⅰ 类油层 Ⅱ 类油层 Ⅲ 类油层 Ⅰ 类油水同层 Ⅰ 类水层 Ⅱ 类油水同层 Ⅰ 类含油水层 Ⅱ 类水层 Ⅲ 类油水同层 Ⅲ 类水层 Ⅳ 类储层 Ⅱ 类含油水层 100 高气油比 Ⅰ 类压汞 Ⅱ 类压汞 Ⅲ 类压汞 10 油层油水同层差油层水层干层油柱高度 (h) 含油水层密度 (g/cm 3 ) 含水饱和度 S w (%) 13

16 4 科研装备中国石油拥有先进完善的科研装备, 包括有 : 自主研发的测井资料解释处理一体化软件 CIFLog-GeoMatrix, 电法模拟实验井, 电声成像模拟试验装置, 放射性刻度井群 CIFLog-GeoMatrix 测井资料解释处理一体化软件 CIFLog-GeoMatrix 测井资料解释处理一体化软件采用 JAVA 的自平衡技术不需转换测井数据实现跨平台多操作系统处理采用多语言包资源文件配置技术, 实现各种语种资源文件及符号系统的快速转化 ; 不同制式的一键快速切换技术 ; 开发系统的多语言支持, 可使原有测井解释方法快速移植, 满足国际市场多元化需求功能完备的处理模块, 可实现引进和国产测井装备共用一套软硬件系统进行解释处理, 满足市场上多种测井系列并存的多样化需求电法模拟实验井电法模拟井井深 553 m, 采用金属和非金属材料并经特殊工艺制成形成了多种具有不同电阻时差及水泥胶结情况的模拟地层层位组合采用薄厚交替的方式, 主要用于电法和声法测井仪器的检测和标定电法模拟实验井 14

17 复杂岩性储层测井评价技术电声成像模拟试验装置电声成像模拟试验装置是一套四组全空间竖立式地层模拟试验装置使用天然石灰岩天然花岗岩和天然砂岩制作了 Φ152mm Φ215mm 和 Φ241mm 三种井眼及 Φ152mm 和 Φ215mm 组合的电声成像模拟井井壁上刻画了各种孔洞和裂缝, 模拟地层各种地质现象用以对相关测井仪器进行标定, 建立数值仿真系统, 进而根据相关测井仪器对各种已知岩石的响应来建立相应的处理评价标准放射性刻度井群共有 8 口放射性仪器刻度井, 可以刻度如中子密度伽马和能谱等仪器 7 个刻度井, 直径 1m, 深度 16m 1 个玻璃钢套管井, 直径 300mm, 深度 20m 度1 放射性刻度井群深回波幅度微电阻率扫描 0 0 (mv) (mlogω m) 4000 设计井壁模型图 2 1mm 2mm 电声成像模拟试验装置 15

18 5 资质与标准 5.1 资质中国石油具有工程总承包工程勘探设计等国家甲级资质和建设部交通部一级施工资质, 获得国家 (AAA) 级信誉等级证书, 通过了 GB/T19001 质量管理体系认证中国石油拥有一支长期从事复杂岩性油气藏测井评价技术研发的高水平专家团队, 辽河陆上太古界变质岩潜山油藏测井评价方法研究获 2012 年度中国石油天然气集团公司科学技术进步奖二等奖 16

19 复杂岩性储层测井评价技术 5.2 专利累计获得相关专利 6 项专利名专利号井筒斯通利波的慢度测量方法 : 地层各向异性的评价方法一种基于超声成像测井的裂缝定量评价方法一种确定地层中多种矿物组分含量的方法一种测定井筒中地层产状的方法一种电成像测井图全井壁复原方法标准中国石油严格执行相关国家或行业标准油藏地质特征描述技术要求 SY/T 裸眼井单井测井数据处理流程 SY/T 石油工业应用软件工程规范 SY/T 岩石声波特征的实验室测量规范 SY/T 油藏描述方法 SY/T 探井测井数据处理与资料解释技术规范 SY/T 电声成像测井资料处理解释规范 SY/T 复杂岩性地层测井数据处理解释规范 SY/T 核磁共振测井资料处理及解释规范 SY/T 石油测井原始资料质量规范 SY/T 电缆式地层测试器测井资料解释规范 SY/T 岩石电阻率参数实验室测量及计算方法 SY/T 成像测井资料解释处理流程 Q/SY-GWDC-CJ 探井单井测井资料解释规程 Q/SY-GWDC-CJ 调整井测井资料解释规程 Q/SY-GWDC-CJ

20 6 专家团队陆大卫教授级高级工程师, 石油地球物理测井专家现任中国石油学会常务理事中国石油学会石油测井专业委员会主任国际职业测井分析家协会 (SPWLA) 北京分会主席石油测井专业标准委员会主任测井技术杂志主编多次组织我国石油测井行业中长期技术发展规划编制工作电话 : 李宁教授级高级工程师, 高级技术专家博士生导师国家油气重大专项复杂油气藏测井综合评价技术配套装备与处理解释软件项目长主持研发我国两代大型测井处理解释软件获国家科技进步二等奖 2 项, 省部级奖 7 项发表论文 56 篇, 撰写和主编专著 5 部电话 : ln@petrochina.com.cn 汪浩长城钻探工程有限公司测井公司副经理兼总地质师, 主持和参与完成科研项目 20 多项, 获中国石油天然气集团公司技术创新奖二等奖 2 项发表学术论文 15 篇电话 : lh_wanghao@cnpc.com.cn 18

21 复杂岩性储层测井评价技术伍东技术专家, 长城钻探测井技术研究院副院长获得国家能源局科技进步一等奖 1 项, 省部级奖 7 项, 局级奖 18 项发表学术论文 20 多篇电话 : lh_wudong@cnpc.com.cn 尤征主持和参与完成科研项目 10 多项, 获局级奖 6 项, 申请发明专利 1 项, 发表学术论文 10 多篇电话 : youzheng@cnlc.com 余明发博士, 高级工程师, 主持和参与完成科研项目 15 项, 申请发明专利 3 项发表学术论文 20 余篇电话 : yumingfa@163.com 19

22 联系人 : 刁顺先生电话 : sdiao@cnpc.com.cn Contact: Mr. Diao Shun Tel: sdiao@cnpc.com.cn

物质因素能量因素

物质因素能量因素邹才能陶士振周慧张响响何东博周川闽王岚王雪松李富恒朱如凯罗平袁选俊徐春春杨华中国石油勘探开发研究院中国石油天然气集团公司中国石油西南油气田公司中国石油长庆油田公司中国石油天然气股份有限公司科技部岩性地层油气藏地质理论与勘探技术研究项目根据成岩作用和成岩相对储集层发育的控制作用及与储集层分布的关系探讨成岩相的形成机理划分方案与评价方法及其在油气勘探中的应用和意义