水淹油層測井評價-

水淹層及剩余油測井分析在非均質(zhì)油藏開發(fā)的中晚期，由于油層水淹程度不同，因此，剩余油分布也具有較大的非均質(zhì)性。如何利用測井方法研究油層的水洗特征：如水淹厚度、水淹部位及剩余油飽和度等參數(shù)，即是水淹層測井的主要任務(wù)。第一節(jié) 水淹層測井解釋基礎(chǔ)為了保持油層壓力，采用油田早期注水開發(fā)。但由于油層非均質(zhì)，引起注入水“舌進”和/或“單層突進”，造成油層水淹。為了保持油層穩(wěn)產(chǎn)及做好中、低滲產(chǎn)層的接替，就必須掌握油、水

分布狀況及油層滲透率的分布規(guī)律。因此，在注水開發(fā)區(qū)塊要打

調(diào)整井，并采用測井方法確定油層水淹層段，水淹程度，剩余油

So，滲透率等參數(shù)。這種在水淹區(qū)調(diào)整井的測井稱為水淹層測井。為了利用測井信息研究水淹層，就必須了解水淹層的巖性、物性的變化特征。一、水淹層的巖性、物性特征So隨水洗程度的↑而明顯↓。一般強水洗階段，含油飽和度下降30%以上；中水洗程度So下降20?30%；弱水洗程度So下降10%左右。地層水礦化度明顯下降（淡水注入）。據(jù)大慶資料，強水洗時地層水礦化度為1000?2000mg/l。（原始地層水礦化度為6500mg/l）。相應(yīng)巖心中的氯化鹽含量降為原來的1/4。砂巖顆粒表面的粘土被沖掉或沖散，碳酸鹽含量僅為水洗前的1/3。砂巖φ，K的明顯增加。參數(shù)變化圖低含水期特高含水期中高含水期圖例：頻率中高期：10.6%特高期：3.97%平均值初 期：11.2%0

5

8

10

15

20

25泥質(zhì)含量(%)粒度中值(mm)頻率中高特高期：0.165平均值0.35參數(shù)變化圖低含水期特高含水期中高含水期圖例：孔隙度(%)頻率特高期：38.7%平均值初 期：33.3%43參數(shù)變化圖特高含水期低含水期中高含水期圖例：參數(shù)變化圖特高含水期低含水期中高含水期圖例：微觀物理特性滲透率(×103μm2)頻率平均值期期：2141205000從以上四個方面的變化特征來看：前一個特征可以利用Rt，介電常數(shù)兩個物理量來估算Sw；第二個特征即地層水礦化度可以通過SP來估算；第三、四個特征說明，在確定這些φ、K時，首先應(yīng)判斷是水淹層還是非水淹層。建立不同水淹階段的φ、k解釋模型，才能了解注水開發(fā)過程，儲層物性場的變化規(guī)律。二、水淹油層測井響應(yīng)機理實驗研究在油田注水開發(fā)過程中，由于注水程度不同，注入水礦化度與地層原生水的礦化度不同，油層的巖石物理性質(zhì)必將發(fā)生不同的變化，它直接影響到測井評價飽和度基礎(chǔ)方法的可靠性。為此，通過室內(nèi)實驗來研究水淹油層測井響應(yīng)機理。根據(jù)這個實驗，我們可以得到這樣的結(jié)論：1．當Rw＜Rwp（注入水電阻率）時，即：淡水水淹在注入水電阻率大于巖芯中飽和水電阻率時，RT曲線隨著Sw的增加呈U形曲線特征。U形曲線可分三部分：①左翼，隨Sw增加RT下降到出水點；②從見水點到U形底部，RT隨Sw增加而緩慢下降，U形極小點在油水兩相滲透率交叉點右邊，F(xiàn)w值90%左右；③“U”形右翼，RT隨Sw的增加而急劇上升，RT最高可高出油層的2－3倍。2．當R

=R

時WP

W在注入水礦化度與地層水礦化度相等條件下，在巖心含油飽和度So減少到殘余油飽和度之前，R與Sw的關(guān)系曲線與傳統(tǒng)關(guān)系曲線T相同，只是到達殘余油飽和度時，R值不下降，反而有所上升。T3．當Rwp<Rw時(污水回注）在注入水礦化度高于地層水礦化度時，R隨Sw的上升而急劇減T少，而且隨Rwp/Rw值的減少其減少的程度更加明顯。由此可見，如果注入水可以選擇的話，在油田開發(fā)初期，注入水礦化度應(yīng)盡可能接近原始地層水礦化度。用Rwp/Rw<2.5時的注入水，就能基本滿足這個要求。因此，用油田污水回注是發(fā)展方向。第二節(jié) 水淹層測井解釋一、水淹級別劃分油層在注水開發(fā)以后，油層孔隙結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，物性變好；含油下降、含水上升；油層水淹程度可根據(jù)Fw劃分三級：強水洗層：試油fw>80%；So比原始So↓35%以上，地層水礦化度下降2

?4倍；中等水洗：fw

=40%

?80%，So下降20

?30%；層水礦化度下降1

?2倍；弱水洗：fw<40%；So下降15%。二、水淹層在不同測井曲線上的特征

1．SP測井由于淡水注入會造成地層混合液的礦化度下降；使水淹部位的SP幅度下降。并引起曲線基線偏移。

2．電阻率測井對于淡水水淹，早期隨SW上升，Rt下降；中期Sw上升，Rt變化不明顯；晚期，Sw上升,Rt上升。對于污水回注，則Sw上升，Rt下降。3．Δt測井強水淹，會使物性改善，Δt上升。

4．微電極曲線在滲透率好的水淹層段，如果泥漿性能穩(wěn)定，井壁無泥餅，極板直接與巖層接觸，探測范圍加深，測值受殘余油高電阻影響，造成水洗層微電極視電阻率比未水洗油層值高。水淹部位，正離差值加大。大慶某井自然電位上臺階顯示大慶某井自然電位下臺階顯示東1-19和東1-N19井35層水淹前后電性變化對比圖東1-23、東1-N23井館43～44層水淹前后電性變化圖水淹層水淹級別判別圖未水淹高水淹低中水淹三、水淹層剩余飽和度的定量計算（一）利用c/o測井方法計算So。1、利用c/o測井方法計算So公式用c/o測井求So時，在均勻砂巖儲層：So=[(c/o)—(c/o)水層]/[（c/o）油層—（c/o）水層]而對于非均質(zhì)儲層①砂巖儲層So②碳酸鹽巖層So2、C/O比測井解釋水淹油層的方法（1）定量評價儲集層產(chǎn)液性質(zhì)和水淹級別根據(jù)油、氣、水在微觀孔隙中的共 理論，將裸眼井測井資料求得的儲集

層含水飽和度Sw和束縛水飽和度Swb，同套管井C/O測井資料求得的動態(tài)含水飽和度Swco結(jié)合起來．并進一步計算在開發(fā)過程中的油相和水相的動態(tài)相對

透率及含水參數(shù)，便能比較全面的描述地下油、氣、水層的特性，以及油田開發(fā)后的開采動態(tài)，監(jiān)測油、氣、水的運動，達到分析剩余油氣的分布和挖潛增產(chǎn)的目的。由碳氧比測井求得的動態(tài)含水飽和度Swco，計算油的動態(tài)相對 透率Kroc和水的動態(tài)相對 透率Krwc：式中：Swb和Sor－－地層束縛水飽和度和殘余油飽和度；m、n、h－－經(jīng)驗系數(shù)，一般，m＝3、n＝1-2、h＝1-2；油和水的動態(tài) 透率Koc和Kwc為：Kwc＝K×Krwc；Koc＝K×Kroc式中：K為地層絕對 透率。產(chǎn)水率Fw為：式中：Bo為儲集層含油體積系數(shù)；GOR為產(chǎn)層氣油比。①油層未被水淹的油層，儲集空間為油(氣)、束縛水所飽和。只有束縛水、而無可動水?？杀硎緸椋孩谟退瑢踊蛩蛯觾瘜涌紫犊臻g為油(氣)、可動水和束縛水所飽和。此時：因為Soco＝（1－Swco）>0，Swm>0，儲層可能同時產(chǎn)油和水，地層為油水同層或水淹層。0<Kroc

<1；0<Krwc

<1，有以下幾種情況：當Swco＝Sw時，表明儲層仍處于原始油水分布狀態(tài)，屬油水同層，F(xiàn)w＝Fwc>0；Swco>Sw時，表明儲層已被水淹；其水淹程度由Fwc來評定：弱水淹，10％≤Fwc<30％；中等水淹，30％<Fwc<80％；強水淹，F(xiàn)wc≥80％。（c）當Swco>Sw時，且Soco＝Sor時，表明油層已經(jīng)完全水淹，F(xiàn)wc→100％，Krwc→1。（d）當Swco<Sw時，為油氣層倒灌層，Swm和Fwc減小。③水層儲集層孔隙空間幾乎完全被水飽和，此時有：（2）C/O曲線重疊技木定性評價水淹層采用特殊刻度，將C/O和Si/Ca比曲線重疊，以快速顯示地層含油性。①對于相同孔隙度的含水砂巖與含水石灰?guī)r，(Si/Ca)砂巖明顯大于(Si／Ca)灰?guī)r，(C/O)砂巖則明顯小于(C/O)灰?guī)r。②當孔隙度和巖性相同時，飽和淡水和飽和油時，Si/Ca比的變化?。伙柡陀停–/O）油大于飽和水（C/O）水，且，隨Φ增加，差值增大。表明，用C/O比測井能很好的區(qū)分油層和水層，特別是在孔隙度較高時，其效果更佳。（3）礦化度指示法礦化度指示法就是用碳氧比測井提供的反映礦化度的曲線來分析儲層流體的礦化度變化，從而對水淹層進行分析的方法，它可作為對水掩層解釋的一種輔助方法。碳氧比測井用于指示儲層流體礦化度變化的測井曲線有：熱中子衰減曲線(MSID)、氫氯比測井曲線(HCHL)、含鹽量曲線(CHLR)。將這三條曲線進行綜合分析，最好是將MSID與HCHL曲線按一定比例在泥巖處或末動用的儲層處作重疊顯示，分析兩者在其它產(chǎn)層處包絡(luò)面積的大小，便可以對產(chǎn)層中混合地層水礦化度的變化進行分析，從而幫助進一步對嚴層的水淹強度作出判斷。右圖是遼河油田某井碳氧比測井資料處理成果圖。該井在1900－1950米井段內(nèi)第32和第36層厚度大，為主力油層。該油田地層水為NaHco3型。即[Na＋]/[Cl-]＞l。[Na＋]-[Cl-/SO4]＞1。因此-2在混合地層水中鈉離子、氯離子和碳酸氫根離子濃度的變化比較明顯。第32層處各條礦化度指示曲線變化平穩(wěn)，

C/O數(shù)值較高，C/O與Si/Ca曲線間的差異較大，故解釋為弱水淹層。第36層上部CHLR(含鹽量）曲線下降，

MSID（熱中子衰減曲線）與HCHL（氫氯比測井曲線）曲線包絡(luò)面積增加，說明該層上部的礦化度低于下部，已被水淹。被解釋為中等水淹。第33、34、35層經(jīng)過綜合分析，分別解釋為油層、強水淹層和油層。射開36層，無油，日產(chǎn)氣12759m3、水25.7m3。將36層封堵，又射開上部的32－35層，結(jié)果日產(chǎn)油10.7m3，氣4317m3，水4.8m3。與解釋結(jié)果吻合。圖為美國得克薩斯州墨西哥灣地區(qū)的一口報廢井。60年代該井進行過GR和SP測井。在**151英尺附近油層中進行了射孔。數(shù)年后，因水淹，該井報廢。目前，在合理的含水率下，該井每天產(chǎn)油3桶。在70年代中期，該井進行大修作業(yè)，該井原來射孔層段全部用水泥擠死。然后在該井作連續(xù)的c/o比測井。根據(jù)c/o比測井資料及計算機處理，在該井的**149--**196英尺層段中重新射孔，結(jié)果該井每天產(chǎn)油60桶，產(chǎn)水160桶，含水率為73%。60年代射孔層段70年代射孔層段孤島油田中17-10井的碳氧比測井解釋成果。該井綜合含水高達90％在1號層，用C/O計算的含油飽含度Soco約為60％，C/O曲線與Si/Ca有明顯，差，，異，計算的產(chǎn)水率為32％所以1號層應(yīng)為一個潛力油層，根據(jù)碳氧比測井解釋結(jié)果，射開1號層，投產(chǎn)后日產(chǎn)油24.6噸，含水為44.7％，取得明顯的增產(chǎn)效果。12（二）利用介電常數(shù)測井計算So巖石的電磁參數(shù)除了電導(dǎo)率之外，還有介電常數(shù)ε，它是衡量介質(zhì)極化能力的一個宏觀物理量。在介電測井中是利用發(fā)射探頭發(fā)射3×107?1010HZ微電磁波照射地層。然后用兩個探頭，接受波的相位差，幅度比值，用圖版計ε。然后用ε、

φ

、Sw圖版計算Sw。介電測井求Sw方法僅適用于“淡水泥漿，φ≥15%的地層”。它對地層水礦化度不敏感，可以用來研究水淹層圖為河南油田某井的介電測井資料數(shù)據(jù)處理成果圖。在1971.6－l973.8m和1977.5－1979.4m兩層，常規(guī)電阻率測井計算的含油飽和度為70％和57％，解釋為油層和中等水淹層，而用介電測井計算的含油飽和度為35％和20％，均應(yīng)解釋為強水淹層。試油結(jié)果，這兩層均為強水淹層。由水分析資料知，這兩層的地層水礦化度分別為837ppm和770ppm，屬淡水水淹層，故電阻率呈現(xiàn)為高阻，從而使求得的含油飽和度偏高。在1993.4－1995.4m段，常規(guī)電阻率解釋的合油飽和度為52％，綜合測井解釋為中水淹，而介電測井計算的含水飽和度為42.5％，且與束縛水飽和度之和等于100％，解釋為油層。試油結(jié)果為油層。（三）中子壽命測井中子壽命測井探測范圍，可在套管井，裸眼井中使用，用于確定油層中的殘余油的飽和率Sor。利用脈中中子源在油井中向地層發(fā)射快中子，經(jīng)與原子核的多次碰撞減速為熱中子，最終被原子核吸收，而放出俘獲r射線。中子壽命是指從產(chǎn)生熱中子到被俘獲所經(jīng)歷的平均時間τ，單位μs。顯然，中子壽命τ與地層對熱中子的宏觀俘獲截面Σ（單位cm-1）有關(guān)。Σ越大，則τ越小。地層對熱中子俘獲能力，可由中子壽命測井響應(yīng)方程式表示：Σt=Σma(1—φ—Vsh)+

φ

·Sw·Σw+(1—Sw)

φ

·Σhc+Vsh·Σsh對于淡水油藏，或注淡水水淹油藏，淡水與烴的Σ相同，無法求出Sor值，因而中子壽命測井僅適合于天然水驅(qū)油藏的高礦化度地層水條件下求Sor。為了解決這個問題，目前現(xiàn)場主要在注水油田采用測—注—測（或多次測注）的方法來求取Sor參數(shù)。其原理是，第一次向井中注淡水后，中子壽命測井響應(yīng)方程：第二次向井中注高礦化度水后再測中子壽命。兩式聯(lián)立，提出Sw，換算為Sor，則：由于:Σt

、Σ

為測值;2

t1配入的注入水Σw1

Σw2

已知，故可用測—注—測的方法，、

為在注淡水油藏中解決Sor計算的方法。（四）利用電阻率測井及自然電位測井計算剩余油飽合度。1．計算公式正如前述，淡水水淹層在強水淹階段，隨著Sw上升，Rt上升。電阻率與Sw之間呈U形特征。但在中—高含水階段，水淹層的電阻率指數(shù)（I）與Sw在雙對數(shù)坐標下仍為直線關(guān)系。尤其是早期注淡水，后期注污水的情況下，甚至在高—特高含水期，阿爾奇公式仍然適用。即：由公式可見，Sw的計算的關(guān)鍵是Rz的計算。

2．地層混合液電阻率Rz地層注水以后，地層水的礦化度發(fā)生很大變化，如果不能很好地計算

Rz，將不可能計算準Sw。我們可以采用SP測井計算Rz。利用SP測井計算Rz，首先應(yīng)進行壓濾電位、層厚等校正。①壓濾電位校正當鉆井時，泥漿柱壓力>地層壓力時，在此壓差下，泥漿濾液會向油層中滲透，并會帶動泥漿中的陽離子向壓力低的一方移動，進入油層后，受巖石顆粒表面負離子的吸附而滯留，從而在低壓一側(cè)形成正電富集，在高壓一側(cè)形成負電荷富集，從而產(chǎn)生過濾電位。其電場方向