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景 社 蔡 军 王 雷 兰晶晶 袁胜斌
（①中法渤海地质服务有限公司;②中海石油（中国）有限公司上海分公司）
西湖凹陷是我国近海海域油气资源较丰富的沉积凹陷之一，主要目的层（花港组、平湖组）埋藏较深，钻井裸眼井段长，同一井段孔隙压力与垮塌压力差异大。花港组下部大套厚层砂岩易吸水缩径，平湖组煤层微裂缝发育，易垮塌，钻井过程中经常发生一系列井壁失稳问题，导致钻井阻卡、测井遇阻事故时常发生[1-5]。基于此，自2017 年开始在探井钻探中使用油基钻井液，油基钻井液以其良好的润滑性、抑制性在稳固井壁、提高钻速、储层保护等方面具有独特优势[6]，目前已完成13 口重点探井的钻探任务，与水基钻井液钻探相比，油基钻井液井眼井壁规则，无垮塌和缩径现象，钻井时效和测井效率都得到大幅提高，利于作业成本的有效控制。但油基钻井液具有较强的荧光背景，天然气组分在井下温压条件下的溶解度和释放规律复杂，同时该探区轻质油极易挥发、油气界面不明显，导致应用于区分流体类型的荧光特征、三角图板、皮克斯勒图板和3H 比值法的识别效果很不理想，给西湖凹陷储层判识带来了极大困难[7-10]。为满足西湖凹陷勘探开发的需求，探索出一套能有效识别轻质油和凝析气层的解释方法，成为当前解释评价西湖凹陷凝析油气藏的关键技术难题。
本文重点剖析了西湖凹陷储层的气测资料，提出了油、气敏感衍生参数GO-I 方法，利用交会图技术，有效识别轻质油、气层，并运用交会面积法回归流体密度指数，达到了快速解释、评价储层的目的，为西湖凹陷凝析油气藏高效勘探与开发提供科学的依据。
气测录井技术在勘探开发过程中一直发挥着重要的作用，目前国内外石油行业使用的色谱分析仪以钻井液为载体，检测和采集的储层烃类信息主要包括C1-C5[11-12]。与实际气测解释结果比较，烃类密度的增加将导致重组分比例增加，在储层中烃类气体的密度会反映到录井房色谱仪的气体组分上，因而从气层到油层的重组分比例应该是增加的，据此可以判断原油性质[13-16]。
1.1 传统3H解释模型
在传统的解释方法中，3H 比值法均采用绝对值百分比含量，侧重于井筒内组分对比分析，其值取决于纵向地层中组分趋势的变化[17]，各参数定义分别为：
式中：Wh为烃湿度比；
Bh为烃平衡比；
Ch为烃特征比；
C4=iC4+nC4；
C5=iC5+nC5。
3H 比值法的解释模式是一个相对参考指标，在传统的解释模型中：0.50＜Wh＜17.50，Bh＜Wh，Ch＜0.50，为可采湿气或凝析气；
0.50＜Wh＜17.50，Bh＜Wh，Ch＞0.50，为凝析油或高气油比的轻质油。但在油基钻井液中与传统的解释模型存在明显差异。
B 2井是西湖凹陷使用油基钻井液钻探的一口探井，油气显示活跃（图1），在井段3 709～3 719 m、3 727～3 732 m 和3 734～3 748 m 储层气测组分异常明显，气测全烃23.59%～28.15%，异常倍数为14.07～16.07，各组分含量C1为15.374 3%～17.028 6%，C2为 0.760 1%～1.427 4%，C3为0.193 5%～0.409 7%，iC4为0.068 0%～0.103 6%，nC4为 0.021 2%～0.048 3%，iC5为 0.004 5%～0.011 3%，nC5为0.002 6%～0.006 6%，整体峰形饱满，荧光面积5%～10%。在油气显示段，整体气测显示无明显变化，但作为含油参数的C4、C5组分在3 734～3 748 m 井段处有增大的趋势。在井段3709～3 748 m 的3 套储层中，3H 读值为：5.0＜Wh＜10.0，Bh＞Wh，0.4＜Ch＜1.0，表明传统的3H 解释模型已无法满足油基钻井液条件下的流体性质识别。在井深3 734 m 之后由气向油的相态转变过程中，3H 曲线形态发生变化，Wh略增大，Bh略减小，Wh和Bh交会面积变小，Ch略微减小，直至井深3 748 m 异常显示结束。对B 2 井异常显示段进行电缆测压和取样，结果证明了3H 比值趋势图板的有效性，但形态无法定量化，无法满足现场准确、快速地评价储层。因此，针对研究区域的特性和油基钻井液对气测的影响，可通过对3H 解释模型进行优化，建立适合油基钻井液体系的解释标准。
图1 B 2井3H比值趋势图板
1.2 GO-I油气指数解释模型
气测解释是一个看似简单，实际上复杂的过程。分析方法建立在对流体认识的基础上，每一种分析方法都是部分录井信息的一种而不是全部的表现形式[18]。因此，本文针对流体性质变化对气态烃、液态烃的影响和油基钻井液对重组分C4、C5溶解吸附的情况，在3H 比值法的基础上进行改进，着重对轻、重组分进行刻画分析，突出重组分在评价方法中的权重，该方法由GI、OI两个参数组成：
式中：GI为含气指数，无量纲；
OI为含油指数，无量纲。
在新建立的GO-I 油气指数解释模型中，组分值均采用绝对值百分比含量，GI代表储层流体轻组分，一定程度上反映了气的特征；
OI代表储层流体重组分分，一定程度上反映了油的特征。对西湖凹陷已钻探井的录测数据进行统计分析，将储层流体类型分为气层、油层、含油（气）水层和水层，建立了该区GO-I 油气指数解释模型及解释标准（图2），在解释模型中GI和OI纵向交会，根据两条曲线在剖面上交会形态的变化和参数范围，参考气体组分峰基比及荧光显示的强弱，可有效判别储层流体性质。利用GO-I 油气指数解释模型，可连续成图，纵向对比，更直观、详实、快捷地呈现储层流体性质的变化，可大幅提高气测解释符合率。通过在西湖凹陷已钻探轻质油、凝析气藏中的应用效果，验证该解释方法具有较强的适用性。
图2 西湖凹陷GO-I油气指数解释模型及解释标准
1.3 GO-I交会面积预测流体密度
针对油基钻井液已钻探井气测的特点，本文建立了GO-I油气指数解释模型，通过GI和OI在剖面上的形态变化，可以很好地反映储层油气纵向分布特征，同时通过实际对比研究，GI和OI交会面积S值的大小与流体密度存在很好的相关性。主要原因是S值受气测轻、重组分的直接影响，并间接地综合了储层孔隙度、泥质含量、渗透率、厚度等关键参数，因此可以用S值预测流体密度。
在综合录井图上GI和OI纵向交会，使用一定程度的刻度进行重叠，由定积分几何意义可知，在某个深度区间上的图像[a，b]分成n份，用垂直于深度轴的直线将其分割成无数个矩形，再求当n→+∞时所有这些矩形面积的和，即可得出各深度区间GI和OI的交会面积S值，通过建立联立式（6）-（7），获得单位储层交会面积Sa。
式中：S为储层GI和OI交会面积，无量纲；
Sa为单位储层GI和OI交会面积，无量纲；
a为积分下限，即储层开始深度，m；
b为积分上限，即储层结束深度，m。
如图2 中GI和OI交会黄色填充区域所示，求取储层3 611.00～3 616.00 m 井段GI、OI反向交会面积，即GI、OI在深度∈[3 611，3 616]所围成的平面图形面积，计算数据如表1所示。
表1 储层3611～3616 m井段交会面积数据
通过对西湖凹陷N 2、N 3、N 4 和N 4Sa 井4 口油气显示比较活跃的探井烃组分进行处理分析，将得到的气测数据导入Sa求取公式，结合储层电缆测试的密度数据（表2），建立单位储层交会面积和流体密度的关系图（图3），得出平湖组油基钻井液下流体密度预测公式（8），相关系数r2为0.913 5：
图3 单位储层交会面积和流体密度的关系
表2 西湖凹陷单位储层交会面积与流体密度数据
式中：ρ为流体密度，g/cm3。
应用本文介绍的GO-I油气指数解释模型及单位储层交会面积法，对西湖凹陷13口井已电缆取样或试油的29 层进行了实践应用，其中27 层符合，解释符合率高达93.1%，预测流体密度指数平均误差为±0.06，解释评价效果较好。
N 7 井是西湖凹陷W 构造高点的一口预探井，采用油基钻井液体系，4 132.0～4 180.0 m 井段岩屑为浅灰色细砂岩，荧光直照亮白色，面积45%，C 级，A/C 反应快。气测全烃值由1.63%上升至28.29%，峰基比为17.35，气测烃组分含量C1为21.005 0%、C2为0.906 9%、C3为0.244 8%、iC4为0.103 3%、nC4为0.024 5%、iC5为0.005 5%、nC5为0.002 6%，气体组分齐全，峰型饱满，符合本区块油、气层解释标准。储层顶部电阻率曲线值比非储层段相对较高，“中子-密度”挖掘效应不明显（图4），C1%（C1体积百分比）为94.22%，C4、C5少量，传统烃三角图板法失效，解释为气层，从测井曲线和录井资料来看，流体性质和油（气）水过渡带识别困难。利用GO-I 油气指数解释模型（图2），4 132.0～4 138.0 m 井段为荧光细砂岩，全烃值组分异常，储层顶部GI＞OI，解释为气层；
4 138.0～4 144.0 m 井段为荧光细砂岩，全烃值组分异常，GI与OI曲线反向交会，OI＞GI，解释为油层；
4 144.0～4 180.0 m 井段为细砂岩，无荧光显示，各烃组分含量和异常幅度比上部井段明显降低，OI数值迅速减少且接近为零，解释为水层（图4）。采用超大探针进行PVT（地层条件下的流体取样）取样分析：4 134.7 m 井深测压流度9.07 mD/cP，在此深度取1个PVT 样，地层流体密度0.45 g/cm3，IFA（流体井下光谱分析）流体识别结论凝析气，气油比1 347；
4 139.4 m 井深测压流度10.96 mD/cP，在此深度取1个PVT 样，地层流体密度0.65 g/cm3，IFA 流体识别结论轻质油，气油比207。对本层测压结果进行分析（表3）：储层顶部4 132.0～4 144.0 m 井段高电阻部分，可以回归到0.61 g/cm3的压力梯度；
储层底部4 144.0～4 180.0 m 井段可以回归到0.98 g/cm3（水）的压力梯度；
两条梯度线相交在4 144.63 m，定义为油水界面，结合PVT 取样分析结论和测压分析结果，本储层流体垂向呈上气、中油、底水的分布特征，与综合气测解释结论一致（图4）。
表3 西湖凹陷N 7井4132～4180 m井段储层测压分析数据
图4 N 7井油气指数解释成果
利用单位储层交会面积法得出的流体密度拟合公式（8），预测储层纯气层流体密度为0.49 g/cm3，预测储层纯油层流体密度为0.64 g/cm3，与电缆取样结果吻合较好（表4），证实了单位储层交会面积法预测流体密度的准确性，实现了油基钻井液下利用气测资料进行储层流体密度预测。
表4 N 7井PVT取样流体密度与预测流体密度对比
（1）受工程安全因素的影响，油基钻井液被广泛应用于西湖凹陷，传统的气测解释方法和图板已不适用。通过分析油基钻井液对气测的影响及机理分析，以气、液态烃类物理与化学性质不同为基本原理，以3H 比值法的意义为核心基础，提取气测烃类敏感衍生参数，建立GO-I油气指数解释模型，对轻质油和凝析气进行有效识别，显著提高了解释精度，为后期定量化解释创造了条件。
（2）引入GO-I交会面积法，根据单位储层交会面积，拟合了流体密度公式，实现了油基钻井液下利用气测资料进行储层流体密度预测。同时利用单位储层交会面积参数，比对和评价更广泛的区域构造，拓展了录井气测解释的思路。
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