基于新一代井筒數(shù)據(jù)綜合處理解釋軟件平臺Techlog
近年來，隨著全球能源需求和常規(guī)油氣資源生產(chǎn)壓力的日益增加，作為最現(xiàn)實的石油接替資源，致密油已成為繼頁巖氣之后全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的新熱點。中國廣泛發(fā)育陸相致密油資源，主要分布在鄂爾多斯、準噶爾、柴達木、渤海灣、松遼、南襄、江漢等盆地中，到目前為止，已經(jīng)在三疊系、侏羅系、白堊系、第三系等富含烴源巖的層系中取得了一些突破，但相比北美海相致密油成功開發(fā)的情況，中國陸相致密油的勘探開發(fā)和相關(guān)基礎研究還處在初級階段，總體勘探程度與地質(zhì)認識程度低，在基礎地質(zhì)理論、評價思路和標準、資源潛力及勘探方向等方面還存在諸多挑戰(zhàn)，急需發(fā)展針對陸相致密油地質(zhì)特征的理論和評價方法研究。測井和評價技術(shù)能為致密油地層的有利層段識別、“甜點”層定量評價、水平井著陸點選取以及水平段分級選族設計優(yōu)化提供最為直接的輸入和技術(shù)支撐，是陸相致密油勘探開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
陸相致密油藏與北美海相致密儲層、常規(guī)儲層和低孔滲儲層相比，巖性更加復雜、孔隙種類和孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性更強、巖石力學參數(shù)和地應力各向異性特征更加明顯，常規(guī)測井曲線與致密儲層的巖性、物性、含油氣性和巖石力學特性之間的響應機理和關(guān)系還不清楚，因此基于常規(guī)測井技術(shù)的“四性關(guān)系研究”的測井評價思路和方法不適用，需要發(fā)展新的測井及評價技術(shù)重新研究和標定陸相致密油儲層參數(shù)與各種測井曲線之間的響應關(guān)系來綜合評定量評價致密油參參數(shù)。為了更好地解決陸相地層測井評價技術(shù)的難題，結(jié)合中國典型致密油研究區(qū)目的層的地質(zhì)特征，以“非常規(guī)思想”為指導，借鑒國外海相頁巖氣、致密油測井評價的思路，在過去的3年里，梳理出了針對陸相致密油藏測井評價的思路和技術(shù)對策，優(yōu)化了測井系列，形成了以LithoScanner巖性掃描測井、CMR高分辨率核磁測井、ADT陣列介電掃描測井“無源三組合”測井為核心，結(jié)合HNGS自然伽馬能譜測井、FMI高分辨率點成像測井和SonicScanner聲波掃描測井為數(shù)據(jù)基礎的評價方法和流程，并正在嘗試性的推廣到基于巖石物理實驗和常規(guī)測井數(shù)據(jù)的致密油測井評價方法和模型，很好的滿足了致密油勘探開發(fā)需求，取得了良好的效果。
陸相致密油地層的巖石物理特征
中國陸相致密油主要形成在陸相斷陷湖盆前三角洲及半深湖-深湖相地層中，賦存于優(yōu)質(zhì)烴源巖內(nèi)部或緊鄰優(yōu)質(zhì)烴源巖的頁巖、砂巖、泥灰?guī)r、白云巖等儲層，未經(jīng)過大規(guī)模長距離油氣二次運移。根據(jù)致密油儲層與優(yōu)質(zhì)烴源巖的距離遠近和油氣二次運移的規(guī)模，中國陸相油氣藏可以劃分為常規(guī)儲層、低孔低滲儲層、近源致密儲層、有一定厚度的薄互層源內(nèi)致密儲層（源儲共生頁巖儲層）和紋層程度薄互層源內(nèi)致密儲層（源儲一體頁巖儲層）。隨著與優(yōu)質(zhì)烴源巖的距離越來越近，地層越來越致密（見圖1）。具體巖石物理特征表現(xiàn)為巖性越來越復雜、顆粒越來越細、薄互層程度越來越強、孔隙度越來越小、孔隙結(jié)構(gòu)越來越復雜、滲透率越來越低、孔滲關(guān)系越來越無規(guī)律，地層評價的難度越來越大。
圖1 中國陸相油氣藏儲層分類
陸相致密油地層的測井解釋模型和技術(shù)路線
測井和數(shù)據(jù)解釋評價技術(shù)是致密油儲層識別、定性和定量評價儲層巖石物理參數(shù)的最直接和關(guān)鍵技術(shù)之一。但目前針對中國陸相致密油的測井及地層評價技術(shù)還處在發(fā)展階段，還不完全成熟，主要還在采用常規(guī)儲層和海相頁巖氣儲層的測井和解釋方法和思路，急需要在測井和解釋模型方面有所創(chuàng)新。這里首先討論一下常規(guī)儲層的地層評價技術(shù)和解釋模型在非常規(guī)儲層評價中的局限性，從而提出發(fā)展和創(chuàng)新針對陸相致密油儲層的測井和評價新技術(shù)的必要性。常規(guī)儲層的測井技術(shù)主要是采用傳統(tǒng)“三組合“測井來測量和表征地層組分的巖石物理特征，其中自然伽馬測井（自然伽馬能譜測井）、自然電位測井和井徑數(shù)據(jù)主要用于泥質(zhì)含量計算和儲層識別；密度測井、中子測井和聲波測井數(shù)據(jù)主要用于孔隙度計算和巖性識別；感應測井或側(cè)向測井數(shù)據(jù)主要用于含水飽和度計算和含油性識別。基于傳統(tǒng)”三組合“測井數(shù)據(jù)的地層評價解釋模型是經(jīng)典的體積模型和阿爾奇公式（見圖2）。由于常規(guī)儲層的巖性相對簡單、孔隙度大且孔隙結(jié)構(gòu)相對均質(zhì)、孔滲關(guān)系基本滿足達西定律，傳統(tǒng)的”三組合“測井曲線與常規(guī)儲層的地層礦物組分和孔隙流體之間的響應關(guān)系基本是線性規(guī)律，阿爾奇公式也基本滿足條件，可以有效地滿足常規(guī)儲層定性和定量評價的要求。
圖2 常規(guī)儲層測井解釋體積模型
但非常規(guī)儲層巖性復雜、非均質(zhì)性強，有機質(zhì)、多種粘土和重礦物的存在降低了常規(guī)測井曲線對巖性響應和識別的靈敏度，孔隙度小、孔隙結(jié)構(gòu)的復雜性和有機質(zhì)的存在降低了常規(guī)測井曲線對孔隙度響應的靈敏度，高束縛水飽和度、有機質(zhì)和黃鐵礦的存在降低了常規(guī)曲線對油氣響應的靈敏度，常規(guī)測井響應與地層組分和孔隙流體之間的線性關(guān)系程度減弱，采用傳統(tǒng)”三組合“測井基本不能有效識別儲層，更談不上定量評價儲層的巖石物理參數(shù)。圖3是一個典型中國陸相致密油地層的常規(guī)測井響應實例。其中第二道是傳統(tǒng)“三組合”測井巖性指示曲線自然伽馬、根據(jù)自然伽馬曲線響應基本不能有效識別儲層在什么地方。第四道是傳統(tǒng)“三組合”測井孔隙度指示曲線，包括密度測井曲線、中子測井曲線、聲波縱波測井曲線，根據(jù)這些曲線響應基本不能有效識別巖性和計算孔隙度來評價儲層。第三道是傳統(tǒng)“三組合”測井油氣指示曲線，包括不同探測深度的電阻率測井曲線和聲波曲線，這些電阻率曲線與第二道的巖性指示曲線和第四道的孔隙指示曲線基本沒有相互印證和匹配的關(guān)系。從這個實例可以看出用常規(guī)測井曲線定性識別和定量評價中國陸相致密油儲層的難度和挑戰(zhàn)，而且還有比圖3所示實例在巖性、物性和非均質(zhì)性更復雜和更強的陸相致密油儲層，急需發(fā)展和開發(fā)針對這類致密油儲層評價的測井技術(shù)和解釋方法來有效地刻畫地層特征的內(nèi)幕，真正將中國豐富的陸相致密油資源有效開發(fā)，從資源量變成產(chǎn)量，成為常規(guī)油氣資源的接替者。
圖3典型中國陸相致密油地層的常規(guī)測井響應
目前在北美已經(jīng)做到了海相致密油儲層的有效開發(fā)，并用非常規(guī)思維發(fā)展和形成了一套相應的測井及地層評價技術(shù)。雖然中國陸相致密油儲層與北美海相地層無論在巖性、物性和儲層非均質(zhì)性方面都有很大的區(qū)別，但這套評價思路和方法還是可以借鑒并發(fā)展和應用于陸相致密油的評價。針對陸相致密油特征所發(fā)展的測井及地層評價技術(shù)不能簡單拷貝北美海相致密油的思路流程，也不能簡單修改常規(guī)儲層測井評價的體積模型。這套技術(shù)的核心是優(yōu)化測井數(shù)據(jù)采集系列，建立以巖性掃描測井、致密儲層核磁測井和陣列介電掃描測井“無源三組合”測井為定量評價儲層巖石物理參數(shù)、烴源巖參數(shù)（圖4），以聲波掃描測井和高分辨率電成像測井為定量評價儲層巖石力學和地應力參數(shù)的數(shù)據(jù)基礎，用非常規(guī)思路和流程綜合評價陸相致密油的儲層品質(zhì)和工程品質(zhì)，為區(qū)域地質(zhì)研究和鉆井、壓裂等工程改造提供新的認識和優(yōu)化參數(shù)的依據(jù)（圖5）。這套陸相致密油測井及評價技術(shù)在過去三年中已成功應用于中國致密油勘探開發(fā)中，并取得了良好的效果。
圖4陸相致密油地層的“新三組合”測井解釋模型
圖5陸相致密油地層評價思路流程和數(shù)據(jù)基礎
陸相致密油地層評價的軟件平臺
斯倫貝謝Techlog井筒數(shù)據(jù)綜合解釋平臺提供了完善的常規(guī)及復雜儲層評價功能，該平臺具有良好的數(shù)據(jù)兼容性和開放性，既可以處理解釋常規(guī)測井數(shù)據(jù)；也可以處理解釋最新的成像和掃描“新三組合“測井數(shù)據(jù)。很好地解決了應用先進的成像和掃描測井技術(shù)進行復雜巖性、致密和頁巖油氣等復雜油氣藏評價的軟件需求，同時還能綜合集成測井、巖心和巖石力學信息進行精細的水平井解釋評價，為非常規(guī)油氣藏水平井鉆井、地質(zhì)導向和壓裂改造等工程提供參數(shù)優(yōu)化，發(fā)揮測井技術(shù)對復雜油氣藏“地質(zhì)-工程一體化”解決方案的重要作用。
圖6陸相致密油地層評價思路流程和數(shù)據(jù)基礎
陸相致密油地層測井評價技術(shù)展望
中國發(fā)育有一定面積連續(xù)分布的陸相致密油資源，多數(shù)致密油具有單層厚度大、孔隙類型豐富且有一定的儲集空間、有機碳含量高、熱演化程度適中、脆性礦物含量高、含油性好等特征，具備致密油形成的有利條件，且資源量較大，具有良好的勘探開發(fā)前景。但由于陸相致密油巖性復雜、孔隙種類復雜、孔隙結(jié)構(gòu)復雜、非均質(zhì)性強、地層水礦化度變化大、束縛水含量高，源儲關(guān)系復雜、含油氣性規(guī)律不清楚，基于常規(guī)測井資料很難評價儲層的儲層品質(zhì)和工程品質(zhì)。雖然在過去的幾年中，針對中國陸相致密油發(fā)展和創(chuàng)新了一些諸如巖性掃描測井LS、致密油氣模式核磁測井CMR、陣列介電掃描ADT測井“無源三組合”測井和陣列聲波掃描測井SonicScanner、高分辨率電成像測井FMI測井新技術(shù)和非常規(guī)評價思路和方法，取得了較大的進展。但由于沒有可借鑒的成熟經(jīng)驗，在陸相致密油賦存機理、成藏機理、富集機理、滲流機理及驅(qū)動機理和源儲配置關(guān)系方面還存在許多問題和挑戰(zhàn)，測井及評價技術(shù)是中國陸相致密油勘探開發(fā)綜合評價的關(guān)鍵技術(shù)之一。許多測井技術(shù)及評價方法和應用還需要進一步完善。特別是需要在下面這些技術(shù)方面加強基礎研究和攻關(guān)。
（1）適合于致密油巖石物理參數(shù)評價的巖心測試技術(shù)
（2）適合于致密油巖石力學參數(shù)評價的巖心測試技術(shù)
（3）測井新技術(shù)與非常規(guī)巖心測試技術(shù)的結(jié)合和標定。
（4）常規(guī)測井技術(shù)致密油評價模型的建立。
（5）源儲配置關(guān)系的研究。
（6）陸相致密油儲層評價標準和解釋圖版的建立。
（7）水平井測井技術(shù)和解釋模型的研發(fā)
（8）地質(zhì)工程一體化非常規(guī)評價思路、方法和流程的完善
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