1. 引言
在气田欠平衡钻井 [1] 时,由于钻井液液柱压力小于地层流体压力,地层中的气体就会侵入钻井液中,导致气测值急剧上升;过平衡钻井 [2] 时,由于钻井液液柱压力大于地层流体压力,对储层会造成污染,且直接影响气测录井效果。平衡钻井条件下气测录井参数可以真实反映地层含油气情况。非平衡钻井条件下的气测录井参数与平衡钻井条件下的气测录井参数没有可比性,造成解释困难。因此,将非平衡钻井条件下气测录井参数校正到平衡钻井条件下,有助于真实反映地下含油气情况,从而提高录井解释 [3] [4] 符合率。笔者以英台断陷 [5] 为目标区,开展气测录井参数的压差校正研究。
2. 指数不变的压差校正法
2.1. 不同产能压差回归关系式对比
压差校正是把各井气测资料均校正到一个平衡状态,根据英台断陷天然气产量的不同,按天然气产量大于1 × 104 m3/d和小于1 × 104 m3/d两种情况,利用“地层压力系数与钻井液密度”的关系,得出“全烃体积分数φ(TG)”“甲烷体积分数φ(C1)”与压差(ρf-ρL)的关系(见图1~4),进而建立起如图中所示的回归校正公式。
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Figure 1. The total hydrocarbon volume fraction and differential pressure diagram (natural gas production is more than 1 × 104 m3/d)
图1. 天然气产量大于1 × 104 m3/d时全烃体积分数φ(TG)与压差(ρf − ρL)关系图
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Figure 2. The methane volume fraction and differential pressure diagram (natural gas production is more than 1 × 104 m3/d)
图2. 天然气产量大于1 × 104 m3/d时甲烷体积分数φ(C1)与压差(ρf − ρL)关系图
![](//html.hanspub.org/file/22002x11_hanspub.png)
Figure 3. The total hydrocarbon volume fraction and differential pressure diagram (natural gas production is less than 1 × 104 m3/d)
图3. 天然气产量小于1 × 104 m3/d时全烃体积分数φ(TG)与压差(ρf − ρL)关系图
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Figure 4. The methane volume fraction and differential pressure diagram (natural gas production is less than 1 × 104 m3/d)
图4. 天然气产量小于1 × 104 m3/d甲烷体积分数φ(C1)与压差(ρf − ρL)关系图
天然气产量大于1 × 104 m3/d时的回归关系式:
(1)
(2)
天然气产量小于1 × 104 m3/d时的回归关系式:
(3)
(4)
式中:φ(TG)为全烃体积分数,%;ρf为地层压力系数(当量密度),g/cm3;ρL为钻井液密度,g/cm3;φ(C1)为甲烷体积分数,%。
2.2. 指数不变的压差校正公式
2.2.1. 全烃体积分数压差校正公式
由于压差回归关系式(式(1)和式(3))的系数14.86和2.9376受到实际产能影响,为变量;指数5.1026和5.0863与回归曲线形态有关,为常数,利用回归公式具有指数变化较小(即曲线形态稳定)的特点,形成了适合该区地层压力特点的压差校正公式,即校正到平衡钻井时:
(5)
式中:φ(TG0)为校正到平衡钻井时的全烃体积分数,%;φ(TGsc)为实测全烃体积分数,%。
2.2.2. 甲烷体积分数压差校正公式
同样,公式(2)和公式(4)的系数12.481和2.4174受到实际产能影响,为变量;指数5.2151和5.0427与回归曲线形态有关,为常数,所以校正到平衡钻井时:
(6)
式中:φ(C10)为校正到平衡钻井时的甲烷体积分数,%;φ(C1sc)为实测甲烷体积分数,%。
3. 应用效果
在英台断陷的过平衡和欠平衡钻井井段,推广应用了指数不变的压差校正方法。没有进行压差校正之前,解释图版 [6] [7] [8] 中水层与气层混在一起,不易区分。经过压差校正后,图版中水层与气层分异性好。图版精度由原来的86%和91%提高到95%和100%。见图5、图6、图7、图8所示。
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Figure 5. The volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Yingcheng Formation of Yingtai Fault Depression
图5. 英台断陷营城组甲烷体积分数与全烃体积分数关系图
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Figure 6. The volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Denglouku Formation of Yingtai Fault Depression
图6. 英台断陷登娄库组甲烷体积分数与全烃体积分数关系图
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Figure 7. The correction volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Yingcheng Formation of Yingtai Fault Depression
图7. 英台断陷营城组校正甲烷体积分数与校正全烃体积分数关系图
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Figure 8. The correction volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Denglouku Formation of Yingtai Fault Depression
图8. 英台断陷登娄库组校正甲烷体积分数与校正全烃体积分数关系图
3.1. 实例1
206井现场录井时,营城组4439~4454 m砂砾岩气测异常明显低,全烃体积分数3.8851%,甲烷体积分数2.9130%,但录井没有急于把206井解释为含气水层或差气层。经分析,该井段钻井液密度1.22 g/cm3,高于地层压力系数1.1 g/cm3,为过平衡钻井,经压差校正后,校正全烃体积分数提高到7.1668%,校正甲烷体积分数提高到5.4466%,录井判断该层为高产气层,综合解释为气层,经试气证实,该层产气43680 m3/d,产水较少(6.1 t/d),与录井解释结果相符。见图9、图10。
3.2. 实例2
101井2733.6~2850 m,中下部为欠平衡钻井,钻井液密度为0.92 g/cm3,全烃体积分数为86.39%,甲烷体积分数为75.55%。压差校正后全烃体积分数仍高达27.0688%,甲烷体积分数高达22.7672%,是气层底限的十几倍,远高于气层标准,综合解释为气层,试油产气59260 m3/d,为高产气流,与综合解释结论相符。见图11、图12。
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Figure 9. The chart board location of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 206
图9. 206井全烃体积分数校正前后在图版位置图
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Figure 10. The mud logging diagram of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 206
图10. 206井全烃体积分数校正前后录井图
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Figure 11. The chart board location of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 101
图11. 101井全烃体积分数校正前后在图版位置图
4. 结论
非平衡钻井条件下有效的气测录井参数压差校正方法,保障了气测资料的纵向对比和邻井之间的解释评价,提高了气测录井解释的精度,为单井解释和区域评价提供了依据,对国内外其他油田解决类似
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Figure 12. The mud logging diagram of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 101
图12. 101井全烃体积分数校正前后录井图
问题也有很大的借鉴作用,具有推广应用价值。