水淹油层测井评价.ppt

水淹层及剩余油测井分析 在非均质油藏开发的中晚期，由于油层水淹程度不同，因此，剩余油分布也具有较大的非均质性如何利用测井方法研究油层的水洗特征：如水淹厚度、水淹部位及剩余油饱和度等参数，即是水淹层测井的主要任务第一节 水淹层测井解释基础 为了保持油层压力，采用油田早期注水开发但由于油层非均质，引起注入水“舌进”和/或“单层突进”，造成油层水淹为了保持油层稳产及做好中、低渗产层的接替，就必须掌握油、水分布状况及油层渗透率的分布规律因此，在注水开发区块要打调整井，并采用测井方法确定油层水淹层段，水淹程度，剩余油So，渗透率等参数这种在水淹区调整井的测井称为水淹层测井  为了利用测井信息研究水淹层，就必须了解水淹层的岩性、物性的变化特征一、水淹层的岩性、物性特征 1．So随水洗程度的↑而明显↓一般强水洗阶段，含油饱和度下降30%以上；中水洗程度So下降20〜30%；弱水洗程度So下降10%左右 2．地层水矿化度明显下降（淡水注入）据大庆资料，强水洗时地层水矿化度为1000〜2000mg/l原始地层水矿化度为6500mg/l）相应岩心中的氯化盐含量降为原来的1/4。

3．砂岩颗粒表面的粘土被冲掉或冲散，碳酸盐含量仅为水洗前的1/3 4．砂岩φ，K的明显增加储储层层参参数数变变化化图图低含水期低含水期特高含水期特高含水期中高含水期中高含水期图例：图例：泥泥质质含含量量( (% %) )频频率率初 期：11.2%中高期：10.6%特高期：3.97%平均值平均值0 5 8 10 15 20 25粒粒 度度 中中 值值( (m mm m) )频频率率初 期：0.121中高期：0.142特高期：0.165平均值平均值0 0.05 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35储储层层参参数数变变化化图图低含水期低含水期特高含水期特高含水期中高含水期中高含水期图例：图例：孔孔 隙隙 度度( (% %) )频频率率初 期：33.3%中高期：35.6%特高期：38.7%平均值平均值0 25 30 32 35 37 40 43储储层层参参数数变变化化图图低含水期低含水期特高含水期特高含水期中高含水期中高含水期图例：图例：储储层层参参数数变变化化图图低含水期低含水期特高含水期特高含水期中高含水期中高含水期图例：图例：微观物理特性微观物理特性渗渗透透率率( (××1 10 03 3μμm m2 2) )频频率率初 期：1437中高期：2104特高期：4120平均值平均值0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 从以上四个方面的变化特征来看： 前一个特征可以利用Rt，介电常数两个物理量来估算Sw； 第二个特征即地层水矿化度可以通过SP来估算； 第三、四个特征说明，在确定这些φ、K时，首先应判断是水淹层还是非水淹层。

建立不同水淹阶段的φ、k解释模型，才能了解注水开发过程，储层物性场的变化规律二、水淹油层测井响应机理实验研究 在油田注水开发过程中，由于注水程度不同，注入水矿化度与地层原生水的矿化度不同，油层的岩石物理性质必将发生不同的变化，它直接影响到测井评价饱和度基础方法的可靠性为此，通过室内实验来研究水淹油层测井响应机理 根据这个实验，我们可以得到这样的结论：1 1．当．当RwRw＜＜RwpRwp（（注入水电阻率）时，注入水电阻率）时，即：淡水水淹即：淡水水淹 在注入水电阻率大于岩芯中饱和水电阻率时，RT曲线随着Sw的增加呈U形曲线特征U形曲线可分三部分：①左翼，随Sw增加RT下降到出水点；②从见水点到U形底部，RT随Sw增加而缓慢下降，U形极小点在油水两相渗透率交叉点右边，Fw值90%左右；③“U”形右翼，RT随Sw的增加而急剧上升，RT最高可高出油层的2－3倍2 2．当．当R RWPWP=R=RW W时时 在注入水矿化度与地层水矿化度相等条件下，在岩心含油饱和度So减少到残余油饱和度之前，RT与Sw的关系曲线与传统关系曲线相同，只是到达残余油饱和度时，RT值不下降，反而有所上升。

3 3．当．当RwpRwp< 80%；So比原始So↓35%以上，地层水矿化度下降2 〜 4倍； 2 2．．中中等等水水洗洗：：fw = 40% 〜 80%，So下降20 〜 30%；地层水矿化度下降1 〜 2倍； 3 3．弱水洗：．弱水洗：fw<40%；So下降15% 二、水淹层在不同测井曲线上的特征1．SP测井 由于淡水注入会造成地层混合液的矿化度下降；使水淹部位的SP幅度下降并引起曲线基线偏移2．电阻率测井 对于淡水水淹，早期随SW上升，Rt下降；中期Sw上升，Rt变化不明显；晚期，Sw上升, Rt上升。

对于污水回注，则Sw上升， Rt下降3．Δt测井 强水淹，会使物性改善，Δt上升4．微电极曲线 在渗透率好的水淹层段，如果泥浆性能稳定，井壁无泥饼，极板直接与岩层接触，探测范围加深，测值受残余油高电阻影响，造成水洗层微电极视电阻率比未水洗油层值高水淹部位，正离差值加大大庆某井自然电位上台阶显示大庆某井自然电位下台阶显示东1-19和东1-N19井35层水淹前后电性变化对比图 东1-23、东1-N23井馆43～44层水淹前后电性变化图水淹层水淹级别判别图未水淹未水淹低中水淹低中水淹高水淹高水淹三、水淹层剩余饱和度的定量计算（一）利用c/o测井方法计算So 1、利用c/o测井方法计算So公式 用c/o测井求So时，在均匀砂岩储层：So=[(c/o)—(c/o)水层] / [（c/o）油层—（c/o）水层] 而对于非均质储层①砂岩储层So②碳酸盐岩层So2、C/O比测井解释水淹油层的方法（1）定量评价储集层产液性质和水淹级别 根据油、气、水在微观孔隙中的共渗理论，将裸眼井测井资料求得的储集将裸眼井测井资料求得的储集层含水饱和度层含水饱和度SwSw和束缚水饱和度和束缚水饱和度SwbSwb，，同套管井同套管井C/OC/O测井资料求得的动态含水饱测井资料求得的动态含水饱和度和度SwcoSwco结合起来．并进一步计算在开发过程中的油相和水相的动态相对渗透结合起来．并进一步计算在开发过程中的油相和水相的动态相对渗透率及含水参数，便能比较全面的描述地下油、气、水层的特性率及含水参数，便能比较全面的描述地下油、气、水层的特性，以及油田开发后的开采动态，监测油、气、水的运动，达到分析剩余油气的分布和挖潜增产的目的。

由碳氧比测井求得的动态含水饱和度Swco，计算油的动态相对渗透率Kroc和水的动态相对渗透率Krwc：式中：Swb和Sor－－地层束缚水饱和度和残余油饱和度； m、n、h －－经验系数，一般，m＝3、n＝1-2、h＝1-2； 油和水的动态渗透率Koc和Kwc为：Kwc＝K×Krwc；Koc＝K×Kroc式中：K为地层绝对渗透率 产水率Fw为： 式中：Bo为储集层含油体积系数；GOR为产层气油比 ① ① 油层油层 未被水淹的油层，储集空间为油(气)、束缚水所饱和只有束缚水、而无可动水可表示为： ② ② 油水同层或水淹层油水同层或水淹层 储集层孔隙空间为油(气)、可动水和束缚水所饱和此时： 因为Soco＝（1－Swco）>0，Swm >0，储层可能同时产油和水，地层为油水同层或水淹层00；（b） Swco > Sw时，表明储层已被水淹；其水淹程度由Fwc来评定：弱水淹， 10％≤Fwc <30％；中等水淹，30％ < Fwc <80％；强水淹，Fwc ≥80％。

c）当Swco > Sw时，且Soco＝Sor时，表明油层已经完全水淹，Fwc→100％，Krwc →1d）当Swco < Sw时，为油气层倒灌层，Swm和Fwc减小③ ③ 水层水层 储集层孔隙空间几乎完全被水饱和，此时有：（2）C/O曲线重叠技木定性评价水淹层 采用特殊刻度，将C/O和Si/Ca比曲线重叠，以快速显示地层含油性① 对于相同孔隙度的含水砂岩与含水石灰岩，(Si/Ca)砂岩明显大于(Si／Ca)灰岩，(C/O)砂岩则明显小于(C/O)灰岩② 当孔隙度和岩性相同时，饱和淡水和饱和油时， Si/Ca 比的变化小；饱和油（C/O）油大于饱和水（C/O）水，且，随Φ增加，差值增大表明，用C/O 比测井能很好的区分油层和水层，特别是在孔隙度较高时，其效果更佳（3）矿化度指示法 矿化度指示法矿化度指示法就是用碳氧比测井提供的反映矿化度的曲线来分析储层流体的矿化度变化，从而对水淹层进行分析的方法，它可作为对水掩层解释的一种辅助方法 碳氧比测井用于指示储层流体矿化度变化的测井曲线有：热中子衰减曲线(MSID)、氢氯比测井曲线(HCHL)、含盐量曲线(CHLR)。

将这三条曲线进行综合分析，最好是将MSID与HCHL曲线按一定比例在泥岩处或末动用的储层处作重叠显示，分析两者在其它产层处包络面积的大小，便可以对产层中混合地层水矿化度的变化进行分析，从而帮助进一步对严层的水淹强度作出判断 右图是辽河油田某井碳氧比测井资料处理成果图该井在1900－1950米井段内第32和第36层厚度大，为主力油层 该油田地层水为NaHco3型即[Na＋]/ [Cl-]＞l [Na＋]-[Cl-/SO4-2]＞1因此在混合地层水中钠离子、氯离子和碳酸氢根离子浓度的变化比较明显 第32层处各条矿化度指示曲线变化平稳，C/O数值较高， C/O 与Si/Ca曲线间的差异较大，故解释为弱水淹层 第36层上部CHLR(含盐量）曲线下降， MSID（热中子衰减曲线）与HCHL（氢氯比测井曲线）曲线包络面积增加，说明该层上部的矿化度低于下部，已被水淹被解释为中等水淹 第33、34、35层经过综合分析，分别解释为油层、强水淹层和油层射开36层，无油，日产气12759m3、水25.7m3将36层封堵，又射开上部的32－35层，结果日产油10.7m3，气4317m3，水4.8m3。

与解释结果吻合图为美国得克萨斯州墨西哥湾地区的一口报废井60年代该井进行过GR和SP测井在**151英尺附近油层中进行了射孔数年后，因水淹，该井报废目前，在合理的含水率下，该井每天产油3桶在70年代中期，该井进行大修作业，该井原来射孔层段全部用水泥挤死然后在该井作连续的c/o比测井根据c/o比测井资料及计算机处理，在该井的**149--**196英尺层段中重新射孔，结果该井每天产油60桶，产水160桶，含水率为73%60年代射孔层段70年代射孔层段 孤岛油田中17-10井的碳氧比测井解释成果 该井综合含水高达90％，在在1 1号层号层，用C/O计算的含油饱含度Soco约为60％， C/O 曲线与Si/Ca有明显差异，计算的产水率为32％，所以1号层应为一个潜力油层，根据碳氧比测井解释结果，射开1号层，投产后，日产油24.6吨，含水为44.7％，取得明显的增产效果12（二）利用介电常数测井计算So 岩石的电磁参数除了电导率之外，还有介电常数ε，它是衡量介质极化能力的一个宏观物理量在介电测井中是利用发射探头发射3×107〜1010HZ微电磁波照射地层然然后后用用两两个个探探头头，，接接受受波波的的相相位位差差，，幅幅度度比比值值，，用用图图版版计计算算εε。

然后用然后用εε、、 φ φ 、、SwSw图版计算图版计算SwSw 介电测井求Sw方法仅适用于“淡水泥浆，φ≥15%的地层”它对地层水矿化度不敏感，可以用来研究水淹层 图为河南油田某井的介电测井资料数据处理成果图在1971.6－l973.8m和1977.5－1979.4m两层，常规电阻率测井计算的含油饱和度为70％和57％，解释为油层和中等水淹层，而用介电测井计算的含油饱和度为35％和20％，均应解释为强水淹层试油结果，这两层均为强水淹层由水分析资料知，这两层的地层水矿化度分别为837ppm和770ppm，属淡水水淹层，故电阻率呈现为高阻，从而使求得的含油饱和度偏高  在1993.4－1995.4m段，常规电阻率解释的合油饱和度为52％，综合测井解释为中水淹，而介电测井计算的含水饱和度为42.5％，且与束缚水饱和度之和等于100％，解释为油层试油结果为油层（三）中子寿命测井 中子寿命测井探测范围，可在套管井，裸眼井中使用，用于确定油层中的残余油的饱和率Sor 利用脉中中子源在油井中向地层发射快中子，经与原子核的多次碰撞减速为热中子，最终被原子核吸收，而放出俘获r射线。

中子寿命是指从产产生生热热中中子子到到被被俘俘获获所所经经历历的的平平均均时时间间ττ，单位μs显然，中子寿命τ与地层对热中子的宏观俘获截面Σ（单位cm-1）有关Σ越大，则τ越小 地层对热中子俘获能力，可由中子寿命测井响应方程式表示：Σt=Σma(1—φ—Vsh)+ φ ·Sw·Σw+(1—Sw) φ ·Σhc+Vsh·Σsh 对于淡水油藏，或注淡水水淹油藏，淡水与烃的Σ相同，无法求出Sor值，因而中子寿命测井仅适合于天然水驱油藏的高矿化度地层水条件下求Sor 为了解决这个问题，目前现场主要在注水油田采用测—注—测（或多次测注）的方法来求取Sor参数其原理是，第一次向井中注淡水后，中子寿命测井响应方程： 第二次向井中注高矿化度水后再测中子寿命  两式联立，提出Sw，换算为Sor，则： 由于: Σt2、Σt1为测值; 配入的注入水Σw1、Σw2为已知，故可用测—注—测的方法，在注淡水油藏中解决Sor计算的方法（四）利用电阻率测井及自然电位测井计算剩余油饱合度四）利用电阻率测井及自然电位测井计算剩余油饱合度1 1．计算公式．计算公式 正如前述，淡水水淹层在强水淹阶段，随着Sw上升，Rt上升。

电阻率与Sw之间呈U形特征但在中—高含水阶段，水淹层的电阻率指数（I）与Sw在双对数坐标下仍为直线关系尤其是早期注淡水，后期注污水的情况下，甚至在高—特高含水期，阿尔奇公式仍然适用即： 由公式可见，Sw的计算的关键是Rz的计算2 2．地层混合液电阻率．地层混合液电阻率RzRz 地层注水以后，地层水的矿化度发生很大变化，如果不能很好地计算Rz，将不可能计算准Sw 我们可以采用SP测井计算Rz 利用SP测井计算Rz，首先应进行压滤电位、层厚等校正①压滤电位校正 当钻井时，泥浆柱压力>地层压力时，在此压差下，泥浆滤液会向油层中渗透，并会带动泥浆中的阳离子向压力低的一方移动，进入油层后，受岩石颗粒表面负离子的吸附而滞留，从而在低压一侧形成正电富集，在高压一侧形成负电荷富集，从而产生过滤电位其电场方向与吸附扩散电场指向相反抵消了一部分吸附扩散电动势为此必须从吸附一扩散电动势及压滤电动势（Eda）中减去这部分电动势 压滤电位的计算，可由亥姆霍兹[Helmhotz]方程来表示：  E—压滤电位(mv)；Rmf—泥浆滤液电阻率（Ω·m）；ε—泥浆滤液介电常数；ξ—双电层的扩散层的电位势（电动电位）；μ—泥浆滤液粘度[MPa·s]；ΔP—泥浆柱与地层压力差；atm；A—与岩石的物理化学性质有关的过滤电动势系数，A=εξ/4π。

上述方程是理论方程，其中参数ξ很难确定因此为了能实际计算出过滤电位的大小，胜利油田提出以下经验方程：E=3.0811×Rmf0.4469×ΔPE=3.0811×Rmf0.4469×ΔP 因此，将实测自然电位减去过滤电位就得到了消除过滤电位影响的自然电位数值：h/d0.250.511.522.53.55SP / SP′0.20.40.70.80.850.911②地层厚度特征 由于地层厚度影响SP的幅度当地层减薄时，地层SP幅度会降低 SP′— 为经厚度校正的SPh—地层厚度（m），d—井名义井径(m) 如果知道地层厚度h和d，则可以查图板，内插出SP/SP′值，则可以根据实测SP经压滤电动势校正后，计算出SP′（经地层厚度校正）3．应用校正后的自然电位计算混合液电阻率Rz 上述SP为未经泥质校正的SP′，如果地层中含有泥质时，采用下式求得校正以后的SSP则： SSP——静自然电位值；Rz——混合液电阻率；Rmf(T)——地层温度下的泥浆滤液电阻率从而可以求出Rz。