三维定量荧光图谱法在陆丰凹陷储集层流体性质快速识别中的应用

熊 亭 吴勇钢 罗迎春 白林坤 蒋钱涛 程乐利

(①中海石油(中国)有限公司深圳分公司；②长江大学地球科学学院；③中法渤海地质服务有限公司深圳分公司；④长江大学录井技术与工程研究院)

0 引 言

陆丰凹陷不同地层储集层物性差异较大，新近系珠江组发育中-高孔隙度、特高渗透率储集层，古近系恩平组发育低-中孔隙度、低-中渗透率储集层，古近系文昌组发育低孔隙度、特低-低渗透率储集层[1-4]。不同的物性特征导致测录井响应不同，尤其文昌组发育成熟烃源岩，录井响应常与油层一致，给录井识别带来了挑战。

三维定量荧光录井检测时间短、精度高，在识别真假油气显示、判断原油性质、流体性质等方面发挥着越来越重要的作用[5-11]，但采用三维定量荧光图板法识别流体类型[12-16]具有一定的局限性，在陆丰凹陷解释准确率只有70%左右。三维定量荧光平面图谱本身包含丰富的流体识别信息，不同等值线圈定的不同颜色的面积、形态等与流体性质紧密相关，目前油田生产上也常采用油样图谱对比法来发现油层[10]，但没有形成系统的方法。本文通过大量三维定量荧光图谱研究发现，在陆丰凹陷，尤其对恩平组和文昌组，三维定量荧光图谱法识别流体性质准确度高，随着研究的不断深入和完善，更易于在其他区块进行推广。

1 区域概况

陆丰凹陷位于珠一坳陷东北部，总体呈NW-SE向展布，北为北部隆起带，南为东沙隆起。陆丰凹陷古近系文昌组、恩平组、珠海组，以半深湖、滨浅湖为沉积背景，发育扇三角洲、辫状河三角洲、河流相三角洲，其中文昌组湖相泥岩为主要烃源岩。珠江组为新近系主要储集层段，其下部发育三角洲、滨岸相砂岩沉积，东沙隆起发育系列生物礁和碳酸盐岩台地沉积；中上部沉积厚层泥岩夹薄层砂岩。空间上具有良好的生储盖关系，且正断层、不整合面发育，具备优越的成藏条件[17-22]。

根据试油数据，发现陆丰凹陷原油密度多分布在0.816 2～0.907 8 g/cm3之间，属于轻质油或中质油，且文昌组、恩平组以轻质油为主，据此建立了陆丰凹陷轻质油、偏中轻质油、中质油典型图谱(图1)。中质油、偏中轻质油发射波长大于385 nm，而激发波长小于300 nm(图1a、图1b)；轻质油发射波长小于385 nm，而激发波长大于300 nm(图1c、图1d)。

图1 陆丰凹陷中质油-轻质油三维定量荧光典型图板

据陆丰凹陷31口井437层1000多个三维定量荧光数据，采用油性指数Oc和对比级别N建立了一个对文昌组和恩平组流体性质识别相对较好的图板，并确定N≥5.4且Oc>0.7为油层，N<5.4或Oc≤0.7为(含油)水层。应用该图板对陆丰凹陷文昌组、恩平组306层进行分析，测井解释符合率仅为69.3%，符合率较低，急需找到新的方法识别流体性质。相对而言，三维定量荧光等值线平面图谱本身包含丰富的流体信息，能较好地区分不同流体类型储集层。

2 三维定量荧光图谱法

采用三维定量荧光图谱法，首先需要建立钻井液及各种钻井液添加剂图谱库，以区分真假油气显示；然后以试油资料为基础，对图谱进行分类；最后建立不同类型图谱的流体性质判别标准。本文主要对后两部分进行阐述。

2.1 图谱形态分类及特征

在陆丰凹陷，根据试油资料，油层的三维定量荧光图谱形态可分为L形、小L形(可分为A类和B类)、长条形、心形、一字形(图2)，若仅从形态上考虑，按产能从大到小依次为：L形、心形 > 一字形 >小L形、长条形。为便于描述，将20种颜色按1～20编号，以纯蓝色为1号色，纯红色为20号色。

不同形态具有不同特征。

(1)L形：长轴接近平行于对角线，短轴垂直于长轴，常具有2～3个主峰(图2a)。

图2 陆丰凹陷三维定量荧光图谱形态分类

(2)小L形：一般主峰在左下，主轴平行于对角线，辅轴较短与主轴垂直(A类) (图2b)或辅轴较长与主轴夹角为锐角(B类) (图2c)；A类小L形和L形的主要区别在于A类小L形19号圈未向右延伸、18号圈向右延伸，主峰在左下；B类小L形和L形的区别主要在于B类小L形主峰轴与对角线接近平行、仅一个主峰，主峰在左下。

(3)长条形：仅一个长轴且接近平行于对角线，通常有1～2个峰(图2d)。

(4)心形：出峰位置明显呈心形特征(图2e)。心形和L形的区别主要在于，心形的两轴基本等长，且多具有2个主峰或由2个主峰汇聚成一个心形，而L形分长轴和短轴，不等长。

(5)一字形：一般主峰居右下，横向展布，即椭圆长轴与Em轴接近平行(图2f)。

2.2 流体性质识别

前人通过拉曼峰等特殊标志识别水层[15]，但陆丰凹陷大多数水层并没有拉曼峰，且不同三维定量荧光形态也具有不同的流体性质识别特征。总体来讲，流体性质识别需要在形态分类的基础上，结合不同颜色分布特征、分布面积、拉曼峰等情况来进行。统计陆丰凹陷22口井232层460张三维定量荧光平面图谱发现，通过精细分类可有效区分流体类型。L形、长条形等需要根据出峰位置、峰数等作进一步的分类，心形、一字形需结合不同颜色面积、面积比等来判断，但篇幅有限，故本文仅以相对简单的小L形以及主峰在左下的单峰长条形为例，说明如何用图谱法识别流体类型。

2.2.1 小L形三维定量荧光图谱

小L形可分A类和B类。

A类小L形流体性质识别标准：当主轴较长但18号圈呈尖峰向右微微延伸，或者18号圈呈箱形峰向右延伸且轴长与峰厚差距小于40 nm(图3a)，为油层；主轴较短且18号圈呈尖峰(图3b)向右延伸，或主轴较长但18号圈呈乌龟头状(图3c)或箱形峰向右延伸，且18号圈轴长与峰厚差距大于40 nm(图3d)，为水层。B类小L形流体性质识别标准：当最大17号圈或16号圈向右延伸，边界不收敛时(图3e)或边界收敛但中部无1号蓝圈时(图3f)为油层，边界收敛且中部有1号蓝圈时(图3g)为水层；19或18号圈向右延伸较长且主轴较长时(图3h)，一般为水层。

2.2.2 左下单峰长条形三维定量荧光图谱

长条形可进一步分类为左下单峰、左上单峰以及双峰3种，由于篇幅限制，这里仅以单峰在左下的长条形为例。其流体类型流体性质识别标准如下：

(1)17号圈向上延伸位置不超过Ex=380 nm时，若2号圈与3号蓝圈界线处于Ex=480 nm以下，右上角对角线处可见1号蓝圈(图4a)一般为油层，若2号与3号蓝圈界线处于Ex=480 nm以上或对角线右上角无1号蓝圈(图4b)一般为含油水层或干层。

(2)当17号圈向上延伸位置超过Ex=380 nm或主峰呈细扁条状向上延伸时，上三角中3号蓝圈范围较大(超过Ex=460 nm)、1号蓝圈范围较小(图4c)为油层，上三角中3号蓝圈范围较小(不超过Ex=460 nm)、1号蓝圈范围较大(图4d)一般为含油水层。

图3 小L形三维定量荧光图谱的不同流体类型判别图板

图4 长条形三维定量荧光图谱的不同流体类型判别图板

(3)当主峰范围较小，且20号-17号圈等值线基本等间距展布，上三角1号蓝圈范围不大、无拉曼峰(图4e)，一般为油层或油水同层，拉曼峰从右上延伸与绿圈接触为干层(图4f)，上三角1号蓝圈范围达1/2、对角线方向延伸长度大于浅绿圈延伸长度(图4g)，或者拉曼峰从右上角一直延伸或越过主峰(图4h)为水层。

3 应用效果与实例

3.1 整体效果

通过对陆丰凹陷4口新井34个测井解释层的三维定量荧光图谱进行分析，其中仅1层不吻合(该层为陆丰凹陷15洼预探直井E 5井文昌组3 560.6～3 565.2 m处细砂岩，测井解释为油水同层，而图谱为3 564 m，居于该层下部，符合含油水层特征)，流体性质识别准确率达到了97.1%。而采用N与Oc图板法解释的4口新井恩平组、文昌组27个测井解释层，有15层符合，准确率仅为55.6%。

3.2 应用实例

以E 3定向井为例，该井为预探井，位于陆丰凹陷15洼。该井恩平组井深2 960 m细砂岩图谱如图5a所示。首先判断形态类型，主轴与对角线平行，辅轴与主轴成直角，判断为A类小L形；然后识别流体类型，主峰较长，18号圈向右呈箱形峰，同时18号圈轴长与峰厚差距小于40 nm，符合图3a油层特征，测井解释为油层，吻合。该图谱对应N为6.5，Oc为1.377，按图板法同样解释为油层。

E 3井文昌组井深3 446 m细砂岩图谱如图5b所示。首先判断形态类型，只有一个主轴且与对角线平行，主峰在左下，判断为左下单峰长条形；然后识别流体类型，17号圈向上延伸位置未超过Ex=350 nm，且2号与3号蓝圈界线处于Ex=480 nm以下，右上角对角线处可见1号蓝圈，符合图4a油层特征，测井解释为油水同层，吻合。该图谱对应N为8，Oc为1.05，按图板法同样解释为油层。

E 3井文昌组井深3 455 m细砂岩图谱如图5c所示。首先判断形态类型，只有一个主轴且与对角线平行，主峰在左下，判断为左下单峰长条形；然后识别流体类型，17号圈向上延伸位置未超过Ex=350 nm，且2号与3号蓝圈界线延伸到Ex=490 nm处，右上角对角线处可见1号蓝圈，符合图4b含油水层特征，测井解释为含油水层，吻合。该图谱对应N为6.8，Oc为1.228，按图板法解释应为油层，显然是不正确的。

实例中，按图谱法解释都是正确的，但在井深3 455 m处，按图板法解释为油层，而测井解释为含油水层，表明图谱法准确度较高。

图5 E 3井三维定量荧光图谱

4 结论及建议

(1)陆丰凹陷原油属于轻质油或中质油，且文昌组、恩平组以轻质油为主。根据试油数据，陆丰凹陷油层的三维定量荧光图谱形态可分为L形、小L形(可分为A类和B类)、长条形、心形、一字形5大类，不同类型具有不同的流体性质判断标准。

(2)在使用图谱法识别流体性质时，首先应判断其形态属于哪一类，然后根据流体类型判别标准识别流体类型，作出较为准确的初步判断，最后应结合其他资料进行校验，比如油水同层的下部可能表现为含油水层的特征。在对新井进行判断时，由于新井所处位置不同，可能出现难以判断的或新的形态，此时应结合气测曲线等进行综合判断，并在积累一定的数据后，对新的图谱形态进行归类分析，更新图谱流体类型判别标准，以适应同一区块或相邻区块勘探开发的需要。

(3)应用实例分析，采用三维定量荧光图谱法判断新井流体性质，测井解释符合率达到了97.1%，而三维定量荧光图板法符合率仅为55.6%。表明图谱法准确度更高。在现场通过建立、比对标准图谱库，对流体性质快速准确的初步判断，使该方法更易于在其他区块推广。

(4)对于较为复杂的指纹图谱，可以采用图像识别技术，达到类似指纹识别的效果，使图谱法识别流体类型的技术更为高效快捷。