大地电磁场探测技术在太东区块的应用与评价

开发技术专题研讨外围低渗油田开发组发言材料大地电磁场探测技术在太东区块的应用与评价（庆新公司2001年度专题材料汇编）庆新油田开发有限责任公司二 00 一年十二月大地电磁场探测技术在太东区块的应用与评价邵荟郁 马延伶 郎丰吉摘要： 本文首先介绍了一种用于油田开发初期的地质勘探技术大地电磁场探测技术，并详细叙述了它的探测原理和测量方法，以及对地下储层界面、地层岩性和地下流体性质的识别方法； 接着阐述了该项测量技术在太东区块的具体应用和测量结果， 给太东区块的地质结构、 储层形态及流体性质等方面予以充分的评价； 然后着重将该次探测结果与实际钻遇油层深度及层内流体性质进行了对比， 对该探测方法的准确性和可信度给予分析和评价； 最后， 从经济效益方面也给予了可行性分析。主题词 大地电磁 太东区块 储层 流体 油藏评价、乙前言应用各种技术手段对开发区块的地层岩性和地下流体性质进行勘探和测量，给予储层初步的评价， 在油田勘探和开发的前期工作中具有十分重要的意义， 从而为充分预测开发区块的地下储层形态、 地质结构状况及地下流体性质提供可靠的参考资料等方面都有着重要的指导意义。在卫星油田太东区块开发前期，为了更准确地预测该区块的地下储层形态，包括储层深度、地层厚度及构造分布状况，预知地层岩性、储层内流体性质;而首次应用了一种新的地层探测手段大地电磁场探测技术，对该区块进行了实地测量， 在实际应用中取得了良好的效果， 为了解和掌握太东区块地下流体性质及地层状况取得了第一手资料、 在太东区块的井位分布、 开发设计、 产能预测等方面都起到了重要的指导作用 ;并通过电磁探测、初步确定出该区块的油区的分布状况，为制定出合理的钻井投资方向提供了科学依据。一、大地电磁场探测技术的基本原理和测量方法大地电磁探测地下流体及油层是一种介于地震与测井间实现钻前对地层流体特性预测的一种物探技术。 大地电磁场来源于高空， 同种介质电性参数仅是深度的函数，根据麦克斯韦方程可求取平面电磁波的波阻抗与地下介质的电阻率。大地电磁场探测仪采用点频式全自动记录方式， 在地面分别接收来自不同深度的电磁波反射信息。 因为电磁波速度、 幅度和视电阻率与层内孔隙、 流体和岩石基质有关，分析反射信息，就可以判别不同深度下的岩性、储层流体性质的变化，实现探测区的油层预测和评价。1、测量的三条重要曲线(1)综合能量(CYT) 曲线点频式全自动记录仪记录的是从探测深度反射到地面的不同频率的电磁波能量的叠加，所以，CYT 值是探测区趋势叠加能量与探测深度叠加能量的差值，简称综合能量。(2)类白然电位(CYP) 曲线由于自然电位是地层水、导电的泥浆和对离子有一定选择性的岩石(泥岩 )相互作用产生的，所以， CYT 探测仪记录的 CYP 曲线也是岩石自然场电磁波的综合能量值， 记录有自然电场的电性信息， 是利用相对段的泥岩综合能量与探测深度综合能量的差值表示电性差异。(3)视电阻率曲线CYT 探测仪可探测没有外来侵入状态下的地层真实电阻率，即相当于深感应、深侧向测得的电阻率。2、岩性、储层及流体的识别方法CYT探测技术在岩性、储层及流体的识别方法十分注重研究已知井的探测资料，并依据自身的探测资料来推知所测区域内的油藏结构特点。首先对探测标定井的岩性、储层、液性方面的静态资料和油井动态资料进行收集整理，然后进行CYT资料标定，在建立岩性、岩电界面、储层、断点、储层所含流体类型的解释模型。在区域评价时按标志层、小层追踪的方式，进行纵、横向对比 ；结合数 据库岩性、储层、储层所含流体的识别模型，采取识别岩性、确定储层、划分关 键岩电界面、储层所含流体性质判别的工作程序，开展探测区油层预测工作。不同的岩性在CYT、CYP及视电阻率曲线上有如下特点(1)泥岩:均质泥岩的CYT曲线呈高频、高幅强震荡波形；CYP曲线呈高值带台阶状波形；视电阻率呈低一一中值，曲线表现为不规则的钝齿波形。非均质泥 岩的CYT曲线呈高频、低幅锯齿或近似直线、有时曲线存在突变点；CYP曲线呈 低值波形；视电阻率普遍偏高，曲线表现为较为规则的锯齿状波形。砂岩:CYT曲线呈低频波形;CYP呈低一一中值、曲线圆滑；视电阻率中 值。(3)砾岩:CYT曲线呈低频、强震幅、带拐点的波形；CYP呈低一一中值,曲线存在台阶；视电阻率曲线呈中一一高值，有台阶波形出现。(4)特殊岩性:CYT值无序变化，曲线呈不对称的扭曲波形;CYP呈低一一中值;视电阻率曲线呈中一一偏高值。以上岩性识别方法详见图1。岩性CYT值-1000 hn WOO视电阻率Qr 205值 0 hn 500图 1 岩性识别模型在构造圈闭情况下， 大地电磁场探测资料能够反映出地层的岩性变化， 同时，利用探测区已钻井的地质资料、 钻遇油层资料进行标定， 用已知来推测未知测点的地下流体性质，在所测的三条重要曲线上，不同液性的地层有如下曲线特征:水层 :储层范围内的 CYT 曲线呈高幅度右偏值增大;CYP 曲线低值中存在高值 ;视电阻率曲线呈中偏高值。油层 :储层范围内的 CYT 曲线呈高幅度右偏值约是水层的 1/2 2/3，曲线形态为钟形或圆滑的 W形;CYP低值、曲线圆滑；视电阻率为中一一高值。油水同层:储层范围内的 CYT 曲线呈高幅度右偏值，其它点的数值为相临曲线趋势高度的 1/3视视 1/2， 曲线形态为不对称的钟形或圆滑的且不对称的 W形 ;CYP 曲线呈圆滑的低值， 存在高幅值;视电阻率由高值向低值变化或由低值向高值变化。可能油层:可能的含义为油层和非油层各占50%，其特征是CYT 幅度中视视中偏高 ;CYP 低频、低视视中幅度;视电阻率相对偏低或偏高;盖层或隔层之一或两者不明显。干层 :具备储层的特点，但CYT 数值明显左偏，同时左偏的曲线存在平台或台阶 ;CYP 低视视中值;视电阻率高值的规律划分干层。具体图形特征见图2图2流体识别模型二、对庆新油田太东区块的实地探测及测量结果（一）、实地探测对太东区块的大地电磁场实地探测工作于 2001年2月17日开始至22日结束，为了给探测区油层预测和相关评价提供有效的原始探测资料，采取边探测边资料验收的方式开展探测点资料采集工作。根据测点部署情况及太东区块地质形 态建立由南北方向平行的 A-A、B-B剖面两个主体剖面，在构造的中部建立C-C 剖面，在东侧建立D-D剖面、测线剖曲具体位置见附图1、首先利用大地电磁场V型探测仪分区逐点进行测量，探测深度为1400米，精细测量段为700 1400米，采样密度为0.5米;依据QX18-16、QX18-20, QX22-19三个测控点的能量变化规律，作为探测资料的检验标准，经计算机对23个测量点、6 口完钻井的资料检验，测量出如附图 2-5 所示的四个油藏剖面图。（二）、测量结果1、太东区块的岩电界面本次测量清晰地测出了各测点位置的岩电界面， 并且准确地确定出太东区块的圈闭构造及断层特点。 附表 1 为太东区块的测点坐标及油层预测结果表， 附图6 为太东区块油层、差油层叠加厚度等值图，根据所测该区块油层顶界的表现特征，由附表1 和附图 6 可以看出，分别由探测区主体部位的 QX21-16 和东断层（II 断层 ）东侧的 QX23-23 测点形成分区的相对高点。 探测区主体部位的油顶埋深变化规律是:由构造高点向南、北及东的方向油顶埋深增加;探测区主体部位西部、东部和北部分别由 I、 II、 III 断层遮挡，形成了良好的圈闭，是构成含油区带的有利部位。 II 断层东侧，由 QXT12、 QX23-23 和 QX26-21 三测点资料分析可知，由层顶部埋深成东倾趋势，上述三测点在构造的高部位，加之断层的遮挡，应是含油有利区。对于探测区北部而言， 油顶埋深总的变化规律是由南向北埋深增加， 同时没有较落实的断层遮挡，若无岩性遮挡的话，到 QX38-17 测点有可能落入油水边界或非油区的范畴。据上述观点， 探测区两个高部位是构成含油区带的有利部位， 是重点研究的区域。2、太东区块的砂体分布由附图25 综合分析得知，砂体的分布规律是:砂体主要分布在1184-1275米的深度段内。有效段长在50-65米的范围，砂体的埋深变化是构造中部浅，南、北、西方向变深；重点研究的范围内存在9小层，小层层厚在1-5米之间。构造中部测点的砂体层数多，叠加厚度大；向南北方向延伸，砂体层数减少， 有的砂体已经不具备工业开采价值。 探测区内还存在砂岩尖灭和某些小层变为干层或致密层的情况，小层变化相对较大。3、储层划分及流体的判别按照大地电磁场探测技术的储层识别准则和油层预测模型原理， 对精细测量段的地层首先进行储层识别， 然后按油层预测模型进行油层预测， 探测结果见附表 1 和附图2 5。由本次探测结果可知太东区块存在9 个较好的储层，也是对该区块进行流体分析的主要目标。 但由于该项技术测量深度的起始深度是根据已知井资料进行标定的， 所以其储层深度测量存在误差， 这种误差是由系统误差和井斜误差两部分组成，经系统误差校正，深度误差小于 1%。4、油区的划分用油层、差油层叠加厚度成图 （ 见附图 6、 7）可确定含油有利区分布在QX25-14、 QX19-16、 QX19-18 与 I、 II 、 IV 断层圈闭的范围内，油层、差油层叠加厚度在5-13.5米的范围， 此区域是实施钻探开发的有利区。 油层分布的次有利区 :QXT12、 QX23-23、 QX26-21 测点均存在2层确定油层，叠加厚度3.5-5米的范围，从构造角度分析，油顶深度是西高东低，同时高部位有II 断层遮挡 ;若 QXT12 探井存在所预测油层，可作为滚动扩边的范畴。从构造角度和岩性角度分析， 在探测区的西北部有岩性遮挡， 在西部有 IV 断层遮挡， 同时 QX30-19、QXT11、 QX30-17 测点存在确定油层;因此有理由认为由 QX39-17、 QXT11、QX30-19 与 IV;III 、 II 断层构成的范围成为含油次有利区 ;可作为滚动扩边的参考区。三、探测结果的准确性评价本次共测33个井点，测出油层、差油层、水层和干层共计 210层，其中主 要层位34个;在探测的33个井点中，除4 口标定井和6 口检验井己经钻井外， 其余23 口为未钻井，根据这次测量结果并借鉴以往二维加密勘探地震结果判定 其中11 口为不可钻井，5 口为待认识井，其余7 口为可投资井，现均已经完钻， 并进行了测井成果解释。为了更好的评价本次大地电磁探测的准确性，我们将从以下几个方面进行对比评价。1、区域构造对比本次在太东区块共探测出断层4个，分别是西部南北走向的I断层、东部南 北走向的II断层、中上部东西走向连接I、II断层的III断层，以及I断层内侧 南北走向的IV”断层，这些断层共同构成了太东区块的主要圈闭形态也是主、次 要油区的划分界线，这一地质构造形态与先前我们采用二维地震勘探所测量的结 果非常符合。2、CYT探测的砂体厚度与实际油层厚度相对比在本次测量的30个井点中，目前已有17 口井完钻，将这17 口井的CYT探 测的砂体厚度与实际钻遇砂岩有效厚度相对比如下 ：CYT预测砂岩厚度与实际油层有效厚度对比表CYT预测砂岩厚度与实际油层有效厚度对比表在舁 厅P井号预测砂岩厚度(m)实际启效厚度(m)评价结果1TAI113.53.4符合2W2-30-194.55.2符合3W2-25-142.50.0不符合4W2-24-165.07.6符合5W2-24-143.00.0不符合6W2-23-207.58.0符合7W2-23-164.55.4符合8W2-22-1912.013.0符合9W2-22-173.04.0符合10W2-21-202.58.2符合11W2-21-182.54.6符合12W2-21-165.52.9符合13W2-18-202.50.6不符合14W2-18-160.01.0不符合15TAI123.53.4符合16W2-15-181.52.0符合17W2-12-182.03.5符合从表中可看到17 口井中有13 口的CYT探测的砂体厚度与实际钻遇砂岩有效厚度相符，符合率为76.5%,而且层位较厚的砂体大都集中在卫 21排至卫24 排的井号之间，这完全与实际钻遇的太东区块地下砂体构造相符合， 这一砂体厚 度大的区域也正是太东区块的油气聚集区。3、储层及液性对比将本次探测的储层及层内流体液性与测井解释成果及某些装机井的实际生产情况进行了对比，共17 口完钻井，其主要层位与测井解释成果对比见附表2。通过实际对比可以看到：表中所列的主要层位与用两种方法解释所得到的深度基本相符，而且层位厚度趋势几乎完全相似，通过附表2可见目前完钻的17 口井当时探测到的主力油层共有 45个，测井解释成果表中共有 34个主力油 层确实存在，经计算大地电磁探测的层位深度符合率达75.6%,厚度趋势符合率达76.5%;在储层内流体进行判别上，统计 34个主要层位中有26个层位相符， 符合率达76.5%;其中在标定井中符合率最好的是 W2-22-19井，其层位深度符合 率为75%,只有一层深度不符，但仍在深度标定误差范围内，厚度趋势符合率达 100%,储层液性符合率达100%;在检当井中 W2-22-17符合性较好，层位深度 符合率为83%,厚度趋势符合率100%,储层液性符合率100%;在探测井中符 合率最高的为W2-23-16,其层位深度、厚度趋势、储层液性符合率均为100%。另外，由于大地电磁测量的深度采样精度为0.5m,因此在测井解释的小层数据表中层位小于0.5m的油层不能参与比较，这也是表中未列出W2-25-14井的原因，但该井各小层也具有一定的产油能力，现已投入生产。4、曲线对比评价通过本次测量的自然电位及视电阻率曲线与裸眼电测曲线相比，也可以看到层段与层位厚度比较吻合。下面以 W2-23-16井为例，将其CYT探测的自然电 位及视电阻率曲线与裸眼测井曲线对比；该井共有四个主力油层，测井解释厚度 分别是:1.2、1.4、2.8和1.8m而大地电磁场测量结果分别是：1.5、2.0、2.5和2.0m; 储层深度及液性对比如下：测井解释和电磁探测解释结果对比井号测井解释成果电磁探测解释结果层位深度(m)厚度(m)液性层位深度(m)厚度(m)液性W2-23-161208.41209.61.2油层1207.51209.01.5油层1215.4 1216.81.4油层1216.5 1218.52.0差油层1223.61226.42.8油层1221.0 1223.52.5油层1234.01235.81.8差油层1233.01235.02.0油层由表中可以看到不论是在储层厚度趋势上， 还是在层位深度上两种测量方法 基本吻合；尽管在层位深度上有点误差，主要是由于电磁探测的深度精度不够引 起的，但从油层厚度趋势方面看，对于本井而言各层是一一对应的，因此层位对 应是准确的；层内液性判别也基本准确。四、经济效益分析通过该项新技术在庆新油田太东区块的应用， 能够清晰地探测出太东构造的 真实状况，并能基本准确地测量出地下储层的深度及厚度，能够分清地下岩电界面，经过与实际钻遇小层深度及厚度上的对比，其符合率很高，均超过75%;在流体性质判别上基本符合测井解释成果，符合率达 76.5%,其测量成果是基本可 信的；同时借助二维地震勘探等地震成果，完全可以断定含油的有利区和次有利 区，从而为钻井投资提供指导方向；避免不利的钻井井位投资所造成的经济损失， 节约开发成本；在本次探测的33个井点中，除4 口标定井和6 口检验井已经钻井 外，其余23 口为未钻井，根据这次测量结果并借鉴以往二维加密勘探地震结果 判定其中11 口为不可钻井。本开发区块打开发井单井费用65万元/口，大地电磁场探测每个测量点费用 1万元，本次共测量30个点，利用了 4 口标定井，共投资：1.0 X30+65X4=290（万元）而经本次测量后确定不可钻井门口，可节省投资:65X11=715 （万元）则该项探测技术在太东区块的应用可一次节省开发投资:715-290=425（万元）可见， 从能够探测出非有利油区的角度上看大地电磁场探测技术的应用能够降低油田勘探和开发的投资成本、 并能取得直观的油藏评价资料， 确定出更好的投资方向，为油田的发展带来可观的经济效益;所以应用该项技术对开发初期的油田进行区域评价是一种比较可行的方法。五、结论本次大地电磁场野外测量，共完成了 33 个探测点， 4.62万米的探测任务，对探测区块的岩电界面、 储层深度及厚度、 储层所含流体性质均进行了初步的探测和鉴别，通过综合分析和研究，对该新区块有较直观的认识得出以下结论:1、本次探测结果可信，基本符合地下状况通过本次测量， 在纵向上采取确定岩电界面、 储层、 储层内所含流体类型的逐项分析，平面上采用构造位置、小层对比、油层、油水同层分布特点的分析以及与实际钻井佐证的方法进行区块分析对比， 已经证实了地下实际地质状况， 预测结果基本可信。2、该项技术能够为油田开发提供初步的钻井投资区域根据本次探测的油层分布和测点资料综合分析认为， 含油的有利区范围内可以根据正常的井位布置，实施钻井开发。在滚动扩边方面，探测区北部，部署测点较少，但从构造和油层、差油层叠加厚度情况分析，有断层和圈闭现象，同时预测QX39-17、 QXT11、 QX30-19 存在确定油层， 因此认为在QXT11、 QX30-19与 II、 III 、 IV 断层圈闭的范围内布井，可能会钻遇与 QXT11、 QX30-19 井相当的油层;探测区南部，Tai12、 QX15-18、 QX12-18 已经探测出预计油层，因此可做为油田进一步开发、提高储量的参考布井区。3、在钻井投资方向上可节约新区块的开发成本由于大地电磁场探测技术能够准确地评价出探测区块的含油有利区、 次有利区和无油区;在含油有利区可大力投资钻井，在不利区可适当分布井位，对于无油区可不必投资钻井，节省开发成本; 因此能够准确地指导钻井投资方向，节约含油不利区的钻井投资。4、大地电磁场探测技术是一项比较适用的区域评价技术该项技术是介于地震和测井之间的一种物探技术，具有投资少，见效快，操作简便， 测量结果符合率比较高， 值得信赖和应用， 尤其对于新开发区块更是一项比较适用的油藏初期评价技术。