基于新一代井筒数据综合处理解释软件平台Techlog


        近年来，随着全球能源需求和常规油气资源生产压力的日益增加，作为最现实的石油接替资源，致密油已成为继页岩气之后全球非常规油气勘探开发的新热点。中国广泛发育陆相致密油资源，主要分布在鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、渤海湾、松辽、南襄、江汉等盆地中，到目前为止，已经在三叠系、侏罗系、白垩系、第三系等富含烃源岩的层系中取得了一些突破，但相比北美海相致密油成功开发的情况，中国陆相致密油的勘探开发和相关基础研究还处在初级阶段，总体勘探程度与地质认识程度低，在基础地质理论、评价思路和标准、资源潜力及勘探方向等方面还存在诸多挑战，急需发展针对陆相致密油地质特征的理论和评价方法研究。测井和评价技术能为致密油地层的有利层段识别、“甜点”层定量评价、水平井着陆点选取以及水平段分级选族设计优化提供最为直接的输入和技术支撑，是陆相致密油勘探开发的关键技术之一。

       陆相致密油藏与北美海相致密储层、常规储层和低孔渗储层相比，岩性更加复杂、孔隙种类和孔隙结构非均质性更强、岩石力学参数和地应力各向异性特征更加明显，常规测井曲线与致密储层的岩性、物性、含油气性和岩石力学特性之间的响应机理和关系还不清楚，因此基于常规测井技术的“四性关系研究”的测井评价思路和方法不适用，需要发展新的测井及评价技术重新研究和标定陆相致密油储层参数与各种测井曲线之间的响应关系来综合评定量评价致密油参参数。为了更好地解决陆相地层测井评价技术的难题，结合中国典型致密油研究区目的层的地质特征，以“非常规思想”为指导，借鉴国外海相页岩气、致密油测井评价的思路，在过去的3年里，梳理出了针对陆相致密油藏测井评价的思路和技术对策，优化了测井系列，形成了以LithoScanner岩性扫描测井、CMR高分辨率核磁测井、ADT阵列介电扫描测井“无源三组合”测井为核心，结合HNGS自然伽马能谱测井、FMI高分辨率点成像测井和SonicScanner声波扫描测井为数据基础的评价方法和流程，并正在尝试性的推广到基于岩石物理实验和常规测井数据的致密油测井评价方法和模型，很好的满足了致密油勘探开发需求，取得了良好的效果。

        陆相致密油地层的岩石物理特征

       中国陆相致密油主要形成在陆相断陷湖盆前三角洲及半深湖-深湖相地层中，赋存于优质烃源岩内部或紧邻优质烃源岩的页岩、砂岩、泥灰岩、白云岩等储层，未经过大规模长距离油气二次运移。根据致密油储层与优质烃源岩的距离远近和油气二次运移的规模，中国陆相油气藏可以划分为常规储层、低孔低渗储层、近源致密储层、有一定厚度的薄互层源内致密储层（源储共生页岩储层）和纹层程度薄互层源内致密储层（源储一体页岩储层）。随着与优质烃源岩的距离越来越近，地层越来越致密（见图1）。具体岩石物理特征表现为岩性越来越复杂、颗粒越来越细、薄互层程度越来越强、孔隙度越来越小、孔隙结构越来越复杂、渗透率越来越低、孔渗关系越来越无规律，地层评价的难度越来越大。
                           


         


                               图1 中国陆相油气藏储层分类

     
        陆相致密油地层的测井解释模型和技术路线
 
        测井和数据解释评价技术是致密油储层识别、定性和定量评价储层岩石物理参数的最直接和关键技术之一。但目前针对中国陆相致密油的测井及地层评价技术还处在发展阶段，还不完全成熟，主要还在采用常规储层和海相页岩气储层的测井和解释方法和思路，急需要在测井和解释模型方面有所创新。这里首先讨论一下常规储层的地层评价技术和解释模型在非常规储层评价中的局限性，从而提出发展和创新针对陆相致密油储层的测井和评价新技术的必要性。常规储层的测井技术主要是采用传统“三组合“测井来测量和表征地层组分的岩石物理特征，其中自然伽马测井（自然伽马能谱测井）、自然电位测井和井径数据主要用于泥质含量计算和储层识别；密度测井、中子测井和声波测井数据主要用于孔隙度计算和岩性识别；感应测井或侧向测井数据主要用于含水饱和度计算和含油性识别。基于传统”三组合“测井数据的地层评价解释模型是经典的体积模型和阿尔奇公式（见图2）。由于常规储层的岩性相对简单、孔隙度大且孔隙结构相对均质、孔渗关系基本满足达西定律，传统的”三组合“测井曲线与常规储层的地层矿物组分和孔隙流体之间的响应关系基本是线性规律，阿尔奇公式也基本满足条件，可以有效地满足常规储层定性和定量评价的要求。
               

                                               图2   常规储层测井解释体积模型


       但非常规储层岩性复杂、非均质性强，有机质、多种粘土和重矿物的存在降低了常规测井曲线对岩性响应和识别的灵敏度，孔隙度小、孔隙结构的复杂性和有机质的存在降低了常规测井曲线对孔隙度响应的灵敏度，高束缚水饱和度、有机质和黄铁矿的存在降低了常规曲线对油气响应的灵敏度，常规测井响应与地层组分和孔隙流体之间的线性关系程度减弱，采用传统”三组合“测井基本不能有效识别储层，更谈不上定量评价储层的岩石物理参数。图3是一个典型中国陆相致密油地层的常规测井响应实例。其中第二道是传统“三组合”测井岩性指示曲线自然伽马、根据自然伽马曲线响应基本不能有效识别储层在什么地方。第四道是传统“三组合”测井孔隙度指示曲线，包括密度测井曲线、中子测井曲线、声波纵波测井曲线，根据这些曲线响应基本不能有效识别岩性和计算孔隙度来评价储层。第三道是传统“三组合”测井油气指示曲线，包括不同探测深度的电阻率测井曲线和声波曲线，这些电阻率曲线与第二道的岩性指示曲线和第四道的孔隙指示曲线基本没有相互印证和匹配的关系。从这个实例可以看出用常规测井曲线定性识别和定量评价中国陆相致密油储层的难度和挑战，而且还有比图3所示实例在岩性、物性和非均质性更复杂和更强的陆相致密油储层，急需发展和开发针对这类致密油储层评价的测井技术和解释方法来有效地刻画地层特征的内幕，真正将中国丰富的陆相致密油资源有效开发，从资源量变成产量，成为常规油气资源的接替者。
 
                             
     
                                    图3典型中国陆相致密油地层的常规测井响应

        目前在北美已经做到了海相致密油储层的有效开发，并用非常规思维发展和形成了一套相应的测井及地层评价技术。虽然中国陆相致密油储层与北美海相地层无论在岩性、物性和储层非均质性方面都有很大的区别，但这套评价思路和方法还是可以借鉴并发展和应用于陆相致密油的评价。针对陆相致密油特征所发展的测井及地层评价技术不能简单拷贝北美海相致密油的思路流程，也不能简单修改常规储层测井评价的体积模型。这套技术的核心是优化测井数据采集系列，建立以岩性扫描测井、致密储层核磁测井和阵列介电扫描测井“无源三组合”测井为定量评价储层岩石物理参数、烃源岩参数（图4），以声波扫描测井和高分辨率电成像测井为定量评价储层岩石力学和地应力参数的数据基础，用非常规思路和流程综合评价陆相致密油的储层品质和工程品质，为区域地质研究和钻井、压裂等工程改造提供新的认识和优化参数的依据（图5）。这套陆相致密油测井及评价技术在过去三年中已成功应用于中国致密油勘探开发中，并取得了良好的效果。

              
                                     
                                   图4陆相致密油地层的“新三组合”测井解释模型





                                    图5陆相致密油地层评价思路流程和数据基础


         陆相致密油地层评价的软件平台

         斯伦贝谢Techlog井筒数据综合解释平台提供了完善的常规及复杂储层评价功能，该平台具有良好的数据兼容性和开放性，既可以处理解释常规测井数据；也可以处理解释最新的成像和扫描“新三组合“测井数据。很好地解决了应用先进的成像和扫描测井技术进行复杂岩性、致密和页岩油气等复杂油气藏评价的软件需求，同时还能综合集成测井、岩心和岩石力学信息进行精细的水平井解释评价，为非常规油气藏水平井钻井、地质导向和压裂改造等工程提供参数优化，发挥测井技术对复杂油气藏“地质-工程一体化”解决方案的重要作用。
       
                

                                   图6陆相致密油地层评价思路流程和数据基础


         陆相致密油地层测井评价技术展望

        中国发育有一定面积连续分布的陆相致密油资源，多数致密油具有单层厚度大、孔隙类型丰富且有一定的储集空间、有机碳含量高、热演化程度适中、脆性矿物含量高、含油性好等特征，具备致密油形成的有利条件，且资源量较大，具有良好的勘探开发前景。但由于陆相致密油岩性复杂、孔隙种类复杂、孔隙结构复杂、非均质性强、地层水矿化度变化大、束缚水含量高，源储关系复杂、含油气性规律不清楚，基于常规测井资料很难评价储层的储层品质和工程品质。虽然在过去的几年中，针对中国陆相致密油发展和创新了一些诸如岩性扫描测井LS、致密油气模式核磁测井CMR、阵列介电扫描ADT测井“无源三组合”测井和阵列声波扫描测井SonicScanner、高分辨率电成像测井FMI测井新技术和非常规评价思路和方法，取得了较大的进展。但由于没有可借鉴的成熟经验，在陆相致密油赋存机理、成藏机理、富集机理、渗流机理及驱动机理和源储配置关系方面还存在许多问题和挑战，测井及评价技术是中国陆相致密油勘探开发综合评价的关键技术之一。许多测井技术及评价方法和应用还需要进一步完善。特别是需要在下面这些技术方面加强基础研究和攻关。

       （1）适合于致密油岩石物理参数评价的岩心测试技术
       （2）适合于致密油岩石力学参数评价的岩心测试技术
       （3）测井新技术与非常规岩心测试技术的结合和标定。
       （4）常规测井技术致密油评价模型的建立。
       （5）源储配置关系的研究。
       （6）陆相致密油储层评价标准和解释图版的建立。
       （7）水平井测井技术和解释模型的研发
       （8）地质工程一体化非常规评价思路、方法和流程的完善