水淹油層的定性識別課件

剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院趙軍龍1學(xué)習(xí)用參考書剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)1.趙軍龍.測井資料處理與解釋[M].北京:石油工業(yè)出版社，2012.12.雍世和,張超謨.測井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營:中國石油大學(xué)出版社,19963.《測井學(xué)》編寫組.測井學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,19984.李舟波.地球物理測井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].長春:吉林大學(xué)出版社,20035.洪有密.測井原理與綜合解釋[M].東營,中國石油大學(xué)出版社,20072學(xué)習(xí)內(nèi)容剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)第二節(jié)水淹油層的特征第三節(jié)水淹油層的定性識別第四節(jié)水淹油層的定量識別第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例3學(xué)習(xí)內(nèi)容剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)第二節(jié)水淹油層的特征第三節(jié)水淹油層的定性識別第四節(jié)水淹油層的定量識別第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例4第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)油層原始含油飽和度So：開采前油層中油氣體積占總有效孔隙體積的百分?jǐn)?shù)，So=1-Swb。Swb稱為束縛水飽和度。水淹油層剩余油飽和度Sos：在注水開采中，油層水淹后剩余的油氣體積占有效孔隙體積的百分?jǐn)?shù)，Sos=1-Sw。殘余油飽和度Sor：當(dāng)前開發(fā)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下無法采出的油氣占有效孔隙體積的百分?jǐn)?shù)。從理論上說，它應(yīng)當(dāng)是Sw很高、Sos很低、油的有效滲透率為零時(shí)的含油飽和度，多用實(shí)驗(yàn)分析資料求Sor?？蓜?dòng)油飽和度Som：油層中可采出的油氣飽和度。對未開采油層，Som=So-Sor；對水淹油層，Som=Sos-Sor。飽和度概念（1）剩余油飽和度及水淹層分類開發(fā)中，含油飽和度不斷變化。5（1）剩余油飽和度及水淹層分類測井評價(jià)水淹層是通過用測井資料計(jì)算Sw、Swb、Sor來確定So、Sos、Som、Sor。油層水淹分類是分析油層水淹的重要問題。目前對水淹層的分類大體有兩類：即按驅(qū)動(dòng)水特征分類和按油層水淹程度分類。按驅(qū)動(dòng)水特征分類目前有兩種方法：一是按地層水淹時(shí)所產(chǎn)生的混合地層水電阻率Rwz與原始地層水電阻率Rw的相對大小，將水淹層分三種類型：Rwz>Rw型；Rwz≈Rw型；Rwz<Rw型。二是按驅(qū)動(dòng)水本身的性質(zhì)，將水淹層劃分為淡水水淹型、污水水淹型、地層水(邊水、底水)水淹型三種類型。

①按驅(qū)動(dòng)水(注入水)特征分類：便于分析注入水引起油層物理性質(zhì)的變化、選擇計(jì)算水淹層含水飽和度的模型和方法。水淹層分類第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)6（1）剩余油飽和度及水淹層分類

②按油層水淹程度來劃分水淹級別的方法，屬于定量評價(jià)水淹程度法，目前有兩種分類方法。一是根據(jù)驅(qū)油效率η劃分油層水淹級別：η=（Sw-Swb）/（1-Swb）。根據(jù)驅(qū)油效率可將水淹層劃分為三種級別：弱水淹η≤35％；中水淹35％≤η≤55％；強(qiáng)水淹η>55％。η綜合了測井資料對水淹層的反映，是定量評價(jià)油層水淹級別比較可靠的參數(shù)。二是根據(jù)產(chǎn)水率Fw劃分油層水淹級別：根據(jù)油藏物理學(xué)理論導(dǎo)出兩相共滲系統(tǒng)各相流體的相對流量，得出儲集層的產(chǎn)水率Fw：第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)7（2）測量剩余油飽和度方法概述剩余油飽和度在鉆井剖面上和井間的變化很大，這是因?yàn)槭Ｓ嘤头植疾粌H受地層非均質(zhì)性的影響，還要受水驅(qū)油進(jìn)程非均質(zhì)性的影響。必須應(yīng)用多學(xué)科多種方法結(jié)合，才能提高確定剩余油飽和度的精度。

研究儲集層剩余油分布方法有很多，大致可分為單井測量、井間測量、物質(zhì)平衡、生產(chǎn)模擬與數(shù)值模擬等。

①單井測量確定剩余油飽和度(ROS)方法有巖心分析(常規(guī)取心、密閉壓力取心和海綿取心)、回流示蹤劑測試、單井不穩(wěn)定測試、測井分析等。其中測井分析法是獲取可靠的單井剩余油飽和度剖面最廣泛、最經(jīng)濟(jì)有效的方法。

第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)8（2）測量剩余油飽和度方法概述

②井間測量法

包括電阻率法和井間示蹤劑測試。電阻率法是在裸眼井間通以電流，測量井間電位求得地層電阻率，再計(jì)算出井間流體飽和度分布。

井間示蹤劑測試是將兩種或多種在油相和水相之間具有不同分配系數(shù)的示蹤劑注入井中，根據(jù)觀察井中監(jiān)測到的示蹤劑間分異程度來確定平均剩余油飽和度。

井間測量法所需測量時(shí)間長、精度較低。第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)9（2）測量剩余油飽和度方法概述

③物質(zhì)平衡法

采用整個(gè)儲集層初始估計(jì)儲量減去已生產(chǎn)的油量來估計(jì)平均剩余油量。

④生產(chǎn)模擬法

用實(shí)際巖心和原油在實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，用油田實(shí)際井網(wǎng)、注采關(guān)系、儲集層巖性、物性參數(shù)和生產(chǎn)資料進(jìn)行歷史擬合和數(shù)值模擬計(jì)算。

⑤地質(zhì)上還根據(jù)儲集層巖性、物性、含油性和沉積相資料，應(yīng)用地質(zhì)規(guī)律來確定剩余油分布。但多屬推理性，分析不夠精細(xì)，與油田實(shí)際常有一定偏差且花費(fèi)較大。第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)10（2）測量剩余油飽和度方法概述相對來說，用測井方法確定儲集層剩余油飽和度，是應(yīng)用最廣泛、經(jīng)濟(jì)有效的方法。具有以下優(yōu)點(diǎn)（四點(diǎn)）：

①測井是直接研究地下儲集層剩余油飽和度的有效方法。

③利用多井分析能從宏觀上研究一個(gè)砂巖體、一個(gè)開發(fā)層系、一個(gè)油層組、一個(gè)含油區(qū)塊和一個(gè)油田的儲集層參數(shù)與剩余油空間分布，具體指出剩余油分布的層位、厚度和含油量多少，為確定調(diào)整井、加密井的井位及射孔部位提出具體方案，又能為制定全油田合理開發(fā)調(diào)整方案提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。②在裸眼井和套管井中均能進(jìn)行測井，且測井資料能連續(xù)地研究鉆井剖面的地層性質(zhì)，具有高的垂直分辨率和細(xì)分層能力。

④測井成本低、應(yīng)用廣泛。第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)11學(xué)習(xí)內(nèi)容剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)第二節(jié)水淹油層的特征第三節(jié)水淹油層的定性識別第四節(jié)水淹油層的定量識別第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例12第二節(jié)水淹油層的特征在油田開發(fā)工程中，由于注水驅(qū)油或是邊底水推進(jìn)，油層都要發(fā)生不同程度的水淹，引起儲集層物性、電性一系列的變化。主要有以下特征……儲層含油性和油水分布變化地層水礦化度和電阻率變化孔隙結(jié)構(gòu)變化-孔隙度和滲透率變化巖石的濕潤性變化油層水淹后的地層壓力與溫度變化水淹油層的地質(zhì)特征電阻率特征自然電位特征微電極測井曲線特征激發(fā)極化電位特征聲波時(shí)差的變化自然伽馬值的變化水淹油層的電性特征13①地層含油性及油水分布的變化

在油田注水開發(fā)過程中，隨著注入水不斷驅(qū)替地層中的原油，水淹油層的含水飽和度不斷增加，剩余油飽和度不斷降低，而且它們與水洗程度成比例。（1）水淹油層的地質(zhì)特征

大慶油田根據(jù)水驅(qū)油巖心實(shí)驗(yàn)和試油資料統(tǒng)計(jì)分析表明：油層弱水淹時(shí)含油飽和度下降約10％；油層中等水淹時(shí)降低約20％～30％；油層強(qiáng)水淹時(shí)下降30％以上。

在水洗作用下，油層粘土和泥質(zhì)含量下降，粒度中值相對變大，隨之也使束縛水飽和度相應(yīng)降低。第二節(jié)水淹油層的特征14在注水開發(fā)中，隨著注入水不斷增加，地層中的油水分布也隨之發(fā)生很大變化。一般來說油層的孔隙性和滲透性都有程度不同的非均質(zhì)性。顯然，注入水在非均質(zhì)嚴(yán)重的油層中并非活塞式推進(jìn)，而是沿著孔隙度大、滲透性好部位推進(jìn)，直到高滲透性地帶中大部分油被水驅(qū)走時(shí)，中、低滲透部分的孔隙中仍保留著相當(dāng)多的原油。①地層含油性及油水分布的變化物性好的高孔隙、高滲透性部位早水淹，水洗強(qiáng)度大；低孔隙、低滲透性部位晚水淹，水洗強(qiáng)度小，甚至未被水淹。（1）水淹油層的地質(zhì)特征15

在高含水期，水淹油層的油、水分布一般都有按沉積旋回水淹的規(guī)律。

A.正韻律油層如河道砂、點(diǎn)砂壩油層，巖性上細(xì)下粗，注入水先沿底部粗巖性高滲透部位突進(jìn)，形成大孔道水竄，底部先被水淹，上部晚水淹；底部強(qiáng)水淹、上部弱水淹或未水淹。（1）水淹油層的地質(zhì)特征在高含水期，原來的好油層變成強(qiáng)水淹層；較差油層(包括物性差的油層和薄油層)，可能成為“主力油層”。因此，盡管某些油井產(chǎn)水率很高，但低孔隙性、低滲透性油層、薄油層或厚油層中的低孔隙性、低滲透性部分仍有可觀的潛在產(chǎn)能，它們將成為高和特高含水期油田挖潛穩(wěn)產(chǎn)主要對象。①地層含油性及油水分布的變化16

B.在反韻律沉積的三角洲河口砂壩等油層，巖性上粗下細(xì)，注入水先沿頂部突進(jìn)，但由于受毛細(xì)管力和重力影響，注入水推進(jìn)相對穩(wěn)定，且波及面積、厚度及驅(qū)油效率都較高，水洗強(qiáng)度自上而下由強(qiáng)變?nèi)酢?/p>

C.復(fù)合韻律油層，屬多次沉積旋回疊加而成的互層，沉積厚度大、層內(nèi)具有多個(gè)巖性夾層。注入水沿沉積單元推進(jìn)，垂向竄流受到抑制，形成水淹程度極不均勻。巖石顆粒粗、巖性均勻、物性好的層段，水淹強(qiáng)度高；而巖石顆粒細(xì)、物性差的層段，注入水波及影響小，水淹程度低。（1）水淹油層的地質(zhì)特征①地層含油性及油水分布的變化17②地層水的礦化度和電阻率變化油層水淹后，注入水(或邊水、底水)與原始地層水相混合?；旌系貙铀V化度和電阻率將取決于原始地層水和注入水(或邊水、底水)的礦化度以及注入水量。相對于原始地層水礦化度來說，注入水有淡水、地層水和污水，相應(yīng)地有淡水型、鹽水型和污水型水淹層。地層水型水淹油層(如邊水、底水水淹油層)中，混合地層水礦化度變化不大。

污水型水淹層混合地層水礦化度有一定的變化，其大小視注入水的污水礦化度及注入量而變。

淡水型水淹層的混合地層水礦化度變化最大。（1）水淹油層的地質(zhì)特征18大慶油田原始地層水礦化度約為8000mg/l，注入水(河水、水塘水、或污水回注)礦化度通常小于地層水，故屬于淡水型水淹。目前水淹油層地層水礦度在3000～5000mg/l之間，地層水礦化度變化情況大致是：弱水淹層中地層水的含鹽量降低約35％，強(qiáng)水淹油層中地層水的含鹽量下降達(dá)75％以上。從電阻率來看，與原始地層水電阻率Rw相比，混合地層水電阻率Rwz也有三種可能：淡水型水淹層，Rwz增高，Rwz＞Rw；地層水型水淹層，Rwz近似不變，Rwz≈Rw

；污水型水淹層，當(dāng)污水的礦化度大于、等于、小于原始地層水礦化度時(shí)，則有Rwz＜Rw、Rwz≈Rw、Rwz＞Rw三種水淹情況。②地層水的礦化度和電阻率變化（1）水淹油層的地質(zhì)特征19

③孔隙度和滲透率的變化在注入水的沖刷下，巖石孔壁上貼附的粘土被剝落，含油砂巖較大孔隙中的粘土被沖散、沖走，溝通孔隙的喉道半徑加大，孔隙變得干凈、暢通，孔隙半徑普遍增大，迂曲度減小，連通性變好，縮短了流體實(shí)際滲流途徑，巖石孔隙結(jié)構(gòu)系數(shù)變小(據(jù)河南油田統(tǒng)計(jì)，約減少7％～13％)，因而孔滲好的巖石孔隙度，可能有一定程度的增加，而巖石滲透率明顯增大。大慶的研究表明：油層經(jīng)長期注水后，不僅巖石的孔隙度和滲透率增加，而且相對滲透率曲線也發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn)為：殘余油飽和度平均降低約5％，油水共滲范圍平均增加約5.6。此外，無水采收率降低約2.7％，最終采收率平均提高約2％。（1）水淹油層的地質(zhì)特征20

A.河南油田相鄰兩井水洗后，油層巖心資料與相同層位的原始狀態(tài)油層巖心資料對比表明：

粒度中值大于0.25mm中細(xì)砂巖，水洗后滲透率比水洗前增加1.2-1.7倍；粒度中值在0.15mm以下，滲透率小于0.065含油細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖，水洗前后油層的滲透率、孔隙度無明顯變化。

③孔隙度和滲透率的變化

B.大慶油田的研究結(jié)果也表明類似的特點(diǎn)：

粒度中值小于0.1mm，空氣滲透率小于0.15的低滲透性細(xì)砂巖，水驅(qū)前后巖石滲透率基本相同；粒度中值為0.15mm，水驅(qū)后巖石孔喉半徑(中值)約為水驅(qū)前2.86倍。（1）水淹油層的地質(zhì)特征21

④粘土礦物的微觀結(jié)構(gòu)變化

大慶油田對巖心的電鏡掃描觀察到：未被水洗巖樣，巖石顆粒和孔道表面粘土覆蓋比較豐富，在喉道處有粘土堆積，高嶺石的“書頁狀”結(jié)構(gòu)完整。

巖樣經(jīng)過長期水洗后，巖石表面覆蓋的粘土明顯減少，巖石顆粒表面與粒間附著的高嶺石被溶解，貼附在顆粒表面的高嶺石晶形很差(呈葉片狀)，綠泥石和伊、蒙混合粘土明顯相對減少，而伊利石明顯增加。注入水同油層中粘土礦物的作用很復(fù)雜，它同注入水性質(zhì)、粘土礦物的性質(zhì)、分布狀態(tài)及含量等有關(guān)。不同的油田，這種作用也不盡相同。而且注入水同粘土礦物的作用，是注入水引起油層物理參數(shù)發(fā)生變化的重要原因。因此，研究地區(qū)注入水同油層粘土礦物的作用，對于研究注入水后油層的物理參數(shù)變化和評價(jià)水淹層具有十分重要的意義。（1）水淹油層的地質(zhì)特征22⑤巖石潤濕性的變化

巖石潤濕性是指在巖石-油-水體系中，一種流體在分子力的作用下，自發(fā)地驅(qū)趕另一種流體的能力。它是油層巖石的基本特性之一，油層巖石表面潤濕性在很大程度上控制了油和水在巖石孔隙中的分布狀態(tài)，并對毛細(xì)管壓力、相對滲透率曲線、水驅(qū)油的效率及巖石的導(dǎo)電性都產(chǎn)生影響。

油層巖石表面的潤濕性分成親油的、親水的和中性的三種。在親水巖石中，水是潤濕相，油是非潤濕相；在親油的巖石中，油是潤濕相，水是非潤濕相。潤濕相總是附著在巖石顆粒的表面和孔壁上。潤濕相在地層中一般呈連續(xù)分布狀態(tài)；非潤濕相多處于孔道的中心部位，呈不連續(xù)分布狀態(tài)，如滴狀，珠狀、塊狀等等。（1）水淹油層的地質(zhì)特征23

油層巖石表面潤濕性一般為親油的。在油層注水開發(fā)過程中，由于水沖刷作用，使貼附在巖石顆粒表面的油膜逐漸變薄或脫落，結(jié)果就使巖石-油-水三者之間原有的吸附和脫附作用的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系遭到破壞，隨著注入水的長期大量地沖刷，就使這種動(dòng)態(tài)平衡不斷向脫附方向變化，最后導(dǎo)致油層巖石表面潤濕性發(fā)生變化。這就是油層巖石潤濕性變化的過程。例如大慶油田對21口井水淹油層的270塊巖樣的測定結(jié)果表明，油層經(jīng)水淹后，巖石的潤濕性由偏親油轉(zhuǎn)化為偏親水的非均勻潤濕性。大量實(shí)踐資料還表明，巖石潤濕性與含水飽和度有關(guān)。當(dāng)含水飽和度大于40％時(shí)，大部分油層巖石潤濕性由偏親油轉(zhuǎn)化為偏親水；當(dāng)含水飽和度大于60％時(shí)，將全部轉(zhuǎn)化為親水。⑤巖石潤濕性的變化

（1）水淹油層的地質(zhì)特征24⑥驅(qū)油效率的變化

驅(qū)油效率主要決定于巖石的孔隙結(jié)構(gòu)、潤濕性及注水量。經(jīng)過長期注水后，油層巖石表面比較干凈，孔喉的粘土明顯減少，大孔隙比例增多，孔隙連通性變好，滲透率增高，巖石潤濕性轉(zhuǎn)化為親水性。因而，注入水的驅(qū)油效率也隨之增大。大慶用未水洗巖樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用高倍數(shù)水驅(qū)油的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，驅(qū)油效率還隨著注入水倍數(shù)(孔隙體積的倍數(shù))增高而增大，用高倍數(shù)注入水驅(qū)油可得到相當(dāng)高的驅(qū)油效率，最高可達(dá)99.6％，平均為79.1％。（1）水淹油層的地質(zhì)特征25

⑦水淹后的地層壓力與溫度的變化油田投入開發(fā)后，油層的壓力逐漸降低，到了開發(fā)中后期，地層壓力的變化更為明顯。在注水開發(fā)過程中，由于各層段產(chǎn)出量和注水量不同，造成各層段地層壓力明顯不同于原始地層壓力，產(chǎn)生高壓地層或欠壓地層。被測地層壓力越是低于原始地層壓力，說明油層動(dòng)用程度越高。被測地層壓力高于原始地層壓力，說明被測地層與注水層的連通性好，壓力已經(jīng)波及到被測地層，這類地層或是已經(jīng)水淹或是雖未水淹但是打開后將很快水淹。另外，注入水沖刷還可使巖石的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，巖石的機(jī)械強(qiáng)度下降。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在砂礫巖井段，水沖刷后的巖心破碎率可高達(dá)72％，這也是滲透率增高的一個(gè)因素。

長期從地面注入冷水，可使地層溫度降低，這在注水井附近更為明顯。（1）水淹油層的地質(zhì)特征26

油層水淹后，儲層的電阻率、自然電位、聲學(xué)性質(zhì)以及核物理性質(zhì)等物理性質(zhì)均會發(fā)生變化。而且地層性質(zhì)、注入水的含鹽量與注入量不同，這些測井參數(shù)的變化規(guī)律也不同。研究水淹油層的巖石物理性質(zhì)變化，對于應(yīng)用測井資料準(zhǔn)確地評價(jià)水淹層具有極重要意義。①

水淹油層的電阻率“U”型變化

按注入水與地層水礦化度或電阻率的相對大小，可將注入水分為

淡水(Rwj/Rw≥10)

地層水(1≤Rwj/Rw＜5)

污水(5≤Rwj/Rw＜10)。其中，Rwj和Rw分別為注入水與地層水的電阻率。

礦化度或電阻率不同的注入水，在不同的注水期間產(chǎn)生的水淹層電阻率變化是不同的。（2）水淹油層的電性特征27為了便于分析，現(xiàn)用Archie公式來討論水淹層的電阻率變化。

式中Sw和φ分別表示水淹層的含水飽和度與孔隙度；

Rwz為水淹層內(nèi)混合地層水電阻率。

可見，對于一個(gè)地區(qū)，孔隙度一定的地層，水淹層的電阻率，取決于混合地層水電阻率與含水飽和度。①

水淹油層的電阻率“U”型變化（2）水淹油層的電性特征28

★對于Rwz≈Rw類水淹層，如驅(qū)動(dòng)水為邊水、底水等地層水類水淹層，油層水淹后，由于含水飽和度增加，由上式可知，水淹層電阻率將比未水淹的油層電阻率要降低，水洗強(qiáng)度越高，水淹層電阻率越低。因而，可通過電阻率降低來判斷水淹層。①

水淹油層的電阻率“U”型變化

★對于Rwz＞Rw類水淹層，如注入水為淡水的水淹層，情況則較為復(fù)雜。

★對于Rwz＜Rw類水淹層，如注入水為礦化度比地層水的還要高的鹽水，油層水淹后，Sw的增加使水淹層電阻率比未水淹的油層電阻率要降低很多。且水洗強(qiáng)度越高，水淹層電阻率越低。故用電阻率的降低能可靠判斷水淹層。（2）水淹油層的電性特征29①

水淹油層的電阻率“U”型變化

由上式可知，Rwz↗將使水淹層電阻率Rt↗，而含水飽和度Sw↗又將使水淹層電阻率↘。因而相對未水淹的油層來說，水淹層電阻率可能降低、增高或不變，這由Rwz和地層水淹程度(即Sw)綜合決定。許多油田在淡水驅(qū)油時(shí)實(shí)驗(yàn)室?guī)r心測量結(jié)果表明，淡水水淹層電阻率與含水飽和度的關(guān)系為一非對稱的“U”形曲線，如圖。淡水型水淹層的電阻率與含水飽和度的關(guān)系(據(jù)林純增)（2）水淹油層的電性特征30

顯然，在這種條件下，對于一個(gè)Rt值會對應(yīng)兩個(gè)Sw值，存在多解性，這給應(yīng)用電阻率測井解釋Sw、識別水淹層水淹程度及油、水層造成困難。目前，應(yīng)用電阻率測井資料識別地層水型的水淹層還比較容易，但識別淡水型和污水型的水淹層就比較困難。①

水淹油層的電阻率“U”型變化根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，當(dāng)注入水與地層水電阻率的比值(Rwj/Rw)大于2.4時(shí)，從電阻率曲線上就很難將油水層分開；而當(dāng)Rwj/Rw≤2.4時(shí)，即相當(dāng)于采用礦化度接近地層水的注入水時(shí)，在電阻率曲線上水淹層與油層就有較明顯區(qū)別。

因此，在可能條件下，應(yīng)采用礦化度接近地層水(或Rwj/Rw≤2.4)的注入水。（2）水淹油層的電性特征31②

水淹層的自然電位基線偏移

油層水淹時(shí)，其SP曲線要發(fā)生明顯的變化。由于油層內(nèi)部的非均值性，大多數(shù)油層水淹時(shí)均具有局部水淹的特點(diǎn)，此時(shí)在局部水淹部位上常常發(fā)生SP幅度變化和SP基線偏移。(當(dāng)油層被淡水水淹時(shí)，被水淹部位的地層水礦化度被淡化，從而引起SP幅度發(fā)生變化，SP基線發(fā)生偏移)。在油田早、中期注水期間，利用SP曲線這些變化特征，常能較好地判斷油層水淹部位。（2）水淹油層的電性特征32②

水淹層的自然電位基線偏移

應(yīng)當(dāng)指出，有些情況下，SP測井曲線不能用來解釋水淹層，如：

①當(dāng)Rwz≈Rw時(shí)，如地層水(邊水、底水)型水淹時(shí)，在SP曲線上幾乎沒有什么反應(yīng)，故此時(shí)不能用SP曲線來判斷水淹層。②當(dāng)注水造成高壓地層，即地層壓力高于泥漿柱壓力時(shí)，此時(shí)泥漿濾液的侵入地層的現(xiàn)象不會發(fā)生，不能形成擴(kuò)散-吸附電動(dòng)勢，故水淹層的SP曲線平直。水淹部位SP負(fù)異常（Rmf>Rwz>Rw)SP正異常（Rmf<Rwz<Rw)上部水淹（如反韻律）上部基線偏移上部SP曲線幅度減小上部基線偏移上部SP曲線幅度增大下部水淹（如正韻律）下部基線偏移下部SP曲線幅度減小下部基線偏移下部SP曲線幅度增大中（全）部水淹上下部基線均可能偏移SP曲線幅度可能減小上下部基線均可能偏移SP曲線幅度可能增大當(dāng)Rwz>Rw（2）水淹油層的電性特征33

油層水淹后，常常發(fā)生聲波時(shí)差增大的現(xiàn)象。引起聲波時(shí)差增大的主要原因有：③

水淹層的聲波時(shí)差變化

A.在注水開發(fā)中，油層中含量較高的蒙脫石等粘土礦物會吸水膨脹，產(chǎn)生蝕變，體積增大，使巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，總孔隙度增大使Δt增大；

B.在長期注水開采中，那些呈離散狀附著在砂巖顆粒表面或占據(jù)粒間孔隙空間的粘土礦物和泥質(zhì)成分又可能被注入水溶解或沖走，造成儲集層孔隙喉道半徑增大。

C.此外，鉆井過程中可能在地層中產(chǎn)生徑向裂縫；

D.在注水過程中，地層壓力可能上升到原始地層壓力以上，會形成裂縫。（2）水淹油層的電性特征34④

水淹層的自然伽馬變化長期的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，油層水淹后，有些油田的GR測井值降低，另一些油田的GR卻增高。█水淹層GR測井值降低，是因?yàn)樽⑷胨从蛯訒r(shí)，油層中粘土礦物和泥質(zhì)成分被注入水溶解沖走，使粘土和泥質(zhì)含量降低，故使GR測井值降低。█某些油田在注水開發(fā)中，注入水可能溶解油層中某些放射性鹽類，溶解于水中的鈾離子能被氫氧化鐵吸附，且常與鈣鹽一起沉淀。不溶于水的放射性重晶石[Ba(Ra)S04]微晶以懸浮物形式，在水驅(qū)油的動(dòng)態(tài)條件下被膠體溶液帶走，通過滲透性儲集層，最后沉淀在已射孔(或尚未射開)井段的套管周圍，形成放射性積垢。因此，在水淹層處，可能形成高GR和鈾曲線異常。（2）水淹油層的電性特征35⑤

微電極測井曲線特征

微電極視電阻率數(shù)值反映巖性的變化，微電位與微梯度的幅度差，反映儲層的物性和滲透性。在常規(guī)的鉆井條件下(泥漿柱壓力大于地層壓力)，滲透層由于泥漿的侵入，滲濾而形成泥餅，使良好的滲透層顯示為低電阻率和大的幅度差(微電位電阻率大于微梯度電阻率)。

在注水開發(fā)中，注入水進(jìn)入油層后，使水淹層的地層壓力明顯高于原始地層壓力，地層壓力大于泥漿柱壓力，形成所謂的“相對高壓層”，此時(shí)不再發(fā)生泥漿滲濾和結(jié)泥餅現(xiàn)象，測井過程中微電極極板直接與井壁接觸，加之井壁周圍地層巖石表面的殘余油、或束縛水淡化，使得微電極視電阻率數(shù)值升高，變化急劇，幅度差較小且不易分辯其幅度差。這些特性往往是某些油田定性識別水淹層或水淹部位的重要依據(jù)。（2）水淹油層的電性特征36學(xué)習(xí)內(nèi)容剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)第二節(jié)水淹油層的特征第三節(jié)水淹油層的定性識別第四節(jié)水淹油層的定量識別第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例37（1）定性識別的基本做法

第三節(jié)水淹油層的定性識別

定性識別水淹油層的基本做法是分析對比、綜合評價(jià)。

主要思路包括：

首先，在總結(jié)和掌握本地區(qū)水淹層測井顯示特征的基礎(chǔ)上，分析和查找新井測井曲線上具有水淹層測井特征的層位。

其次，通過本井各層之間、本井和鄰近老井相應(yīng)層位之間的測井曲線特征的對比，并參考鄰近老井的試油資料和投產(chǎn)初期的生產(chǎn)資料，進(jìn)一步確認(rèn)新井中水淹層位測井曲線特征的可靠性。

同時(shí)，應(yīng)通過查閱鄰近注水井的吸水剖面資料，查明與新井中水淹層相連通地層在注水過程中的相對吸水量和絕對吸水量，并合理估計(jì)注水井的波及范圍，從而確定新井中水淹層水源，為識別新井中水淹層提供可靠數(shù)據(jù)。38油層水淹后，其測井響應(yīng)及響應(yīng)組合特征與原狀地層的特征相比，存在著許多不同之處，根據(jù)前面述及的水淹層特征，測井響應(yīng)的特點(diǎn)及測井響應(yīng)之間的組合關(guān)系，經(jīng)綜合分析，來共同確定水淹層的水淹狀況。

實(shí)際上，水淹層識別是一項(xiàng)非常困難的工作，定性識別除了采用測井資料外，還要結(jié)合地質(zhì)、油藏工程等信息，需要進(jìn)行綜合分析評價(jià)。（1）定性識別的基本做法

由于各地區(qū)的地質(zhì)特征千差萬別，油層水淹情況又十分復(fù)雜，各油田水淹層的測井特征更是復(fù)雜多變，因此不可能有一種統(tǒng)一不變的識別水淹層的模式，而只能根據(jù)本區(qū)地質(zhì)條件和水淹層特征，找出適合于本區(qū)識別水淹層的具體方法。這方面特別重要的是采用具體問題具體分析的方法和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與積累。第三節(jié)水淹油層的定性識別39（2）地層電阻率下降，聲波時(shí)差有所增高油層水淹后，其水淹部位含水飽和度增大，孔隙連通性變好，導(dǎo)致水淹部位電阻率下降，聲波時(shí)差有所增高，它們成為指示強(qiáng)水淹層的標(biāo)志。在強(qiáng)水淹部位，側(cè)向測井曲線有明顯的下降趨勢。對于弱-中等水淹層，此特點(diǎn)不明顯，需要結(jié)合其它測井曲線解釋。第三節(jié)水淹油層的定性識別40（3）自然電位基線偏移法引起自然電位基線偏移的原因主要在于儲層地層水礦化度的局部淡化。油層局部的水淹部位，也就是自然電位基線偏移部位。試油結(jié)果已經(jīng)證實(shí)：自然電位上段基線偏移，標(biāo)志油層主要上部水淹，如圖。上部水淹，SP偏移第三節(jié)水淹油層的定性識別41自然電位下段基線偏移，標(biāo)志油層主要底部水淹，如圖?；€偏移值的大小，取決于地層水礦化度與水淹部位的混合液礦化度比值。地層水和注入水礦化度都比較穩(wěn)定時(shí)，水淹程度↗，混合液礦化度↘，比值↗，自然電位基線偏移值也↗。對于邊水推進(jìn)或污水水淹，自然電位基線偏移不明顯。

（3）自然電位基線偏移法第三節(jié)水淹油層的定性識別42（4）自然電位與電阻率曲線對應(yīng)性分析法

污水驅(qū)油后，在水淹部位增加了產(chǎn)層的導(dǎo)電性，使電阻率降低，自然電位幅度在水淹部位必然會增加。正韻律沉積的油層和巖性、物性較均勻的油層，底部水淹部位的電阻率降低，對應(yīng)的自然電位幅度增大。對于中、高礦化度的邊水水淹層，一般均具有電阻率曲線和自然電位曲線在形態(tài)上不對稱的顯示特征。下圖8、9、10三層上顯示的不對稱，由此可推斷邊水水淹。第三節(jié)水淹油層的定性識別43（5）沖洗帶電阻率法

大量資料表明，在產(chǎn)層的巖性及物性相近的情況下，由于含油性的差別，一般油層沖洗帶的電阻率較高，水層沖洗帶電阻率較低。水淹層區(qū)大直徑取心資料表明，只有在巖性較粗、滲透性好的大孔道處，油層被嚴(yán)重沖刷，殘余油飽和度很低。

如圖，某油田第45層，厚度10.4m，含礫砂巖，滲透率高，其頂部為粉砂巖，滲透率相對較低，水淹不明顯，驅(qū)動(dòng)水主要沿底部高滲透層舌進(jìn)，水淹程度高，沖洗嚴(yán)重。從電性顯示上看，電阻率曲線在底部降低。第三節(jié)水淹油層的定性識別44（6）徑向電阻率比較法

在鉆井過程中，泥漿柱壓力是略大于地層壓力，油層和水層具有不同的徑向電阻率侵入特征。當(dāng)泥漿濾液電阻率小于地層水電阻率時(shí)，油層一般顯示為減阻侵入或無徑向侵入特征，即Rt≥Ri≥Rxo。下圖是油層減阻侵入的一個(gè)實(shí)例，圖中第1至第4層為明顯的減阻侵入，試油結(jié)果為低含水油層。第三節(jié)水淹油層的定性識別45水層和含油水層一般顯示增阻侵入徑向特征，即：Rt≤Ri≤Rxo。下圖是一個(gè)增阻侵入實(shí)例，該井的第10層為明顯的增阻侵入徑向特征，單層試油為高含水水淹層。（6）徑向電阻率比較法

第三節(jié)水淹油層的定性識別46學(xué)習(xí)內(nèi)容剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)第二節(jié)水淹油層的特征第三節(jié)水淹油層的定性識別第四節(jié)水淹油層的定量識別第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例47第四節(jié)水淹油層的定量識別

單井水淹層定量評價(jià)是通過計(jì)算以剩余油飽和度為核心的產(chǎn)層參數(shù)來完成的，這些參數(shù)有：儲集層的泥質(zhì)含量、粒度中值、孔隙度、滲透率(空氣滲透率、油和水相對滲透率)、含水飽和度(Sw、Swb)、含油飽和度(So、Sos、Som、Sor)、Fw、驅(qū)油效率、采出程度、產(chǎn)能指數(shù)等。關(guān)于儲集層參數(shù)計(jì)算及水淹層定量評價(jià)，除了應(yīng)用以體積模型為基礎(chǔ)的測井響應(yīng)方程、Archie方程及其它理論方程以外，各油田還廣泛根據(jù)巖心分析、試油資料與測井資料，建立了適合于本油田水淹層特征的各種測井解釋經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。一般來說，越是細(xì)致地對測井和巖心分析數(shù)據(jù)作必要的校正和預(yù)處理，越是按區(qū)塊、沉積微相、砂層組、油層組、巖性、中厚層細(xì)分層來建立各個(gè)含水期的經(jīng)驗(yàn)解釋方程及解釋方法，則水淹層參數(shù)的計(jì)算精度就越高，評價(jià)水淹層的效果就越好。這里主要介紹剩余油飽和度確定的方法…48由于水淹地層的地層水礦化度難以確定和泥質(zhì)的影響，使利用電阻率測井資料確定地層的剩余油飽和度變得很困難。其主要問題有：確定剩余油飽和度①泥質(zhì)的存在使得利用純砂巖建立的阿爾奇公式不適用于薄的地層和含泥質(zhì)較多的厚地層段；②阿爾奇公式中的n不是常數(shù)，而是和地層的孔隙彎曲度及泥質(zhì)含量有關(guān)的變量；③水淹油層的地層水混合液的電阻率難以確定。但在開發(fā)后期，由于已經(jīng)對開發(fā)油田的地質(zhì)和油層物性方面的性質(zhì)比較了解，如已有較多的地層水分析資料，已有較準(zhǔn)確的確定油層原始地層水電阻率的經(jīng)驗(yàn)方法。因此利用早期的和當(dāng)前的電阻率測井(時(shí)間推移)仍不失為一種有效的方法。第四節(jié)水淹油層的定量識別49學(xué)習(xí)內(nèi)容剩余油飽和度測井解釋與水淹層評價(jià)第一節(jié)剩余油飽和度測井解釋基礎(chǔ)第二節(jié)水淹油層的特征第三節(jié)水淹油層的定性識別第四節(jié)水淹油層的定量識別第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例50水淹層的測井響應(yīng)特征

A、由于驅(qū)動(dòng)水與原始水礦化度相同，故隨著油層水淹程度的提高，電阻率下降。因此在自然電位和自然伽馬曲線顯示巖性均勻的條件下，如果油層從底部向上部均勻水淹，則電阻率曲線呈緩慢的斜坡狀。

B、若油層均勻強(qiáng)水淹，則水淹油層呈現(xiàn)類似于水層的特征，但由于水洗程度不同,在其中必然殘存一些剩余油，其電阻率會稍高于該油藏的標(biāo)準(zhǔn)水層。

C、電阻率曲線幅度增減不定，且與自然伽馬、聲波等曲線的形態(tài)變化不匹配，指示產(chǎn)層水淹。

D、在水驅(qū)過程中，由于水對孔隙以及吼道的不斷沖刷，必然改變孔吼結(jié)構(gòu)，通常會使孔吼半徑和孔隙度增大，因此反映在測井曲線上表現(xiàn)為密度測井曲線降低、聲波時(shí)差增大，測井解釋孔隙度增大。第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例實(shí)例1國外XX油田于1973年投入開發(fā)，經(jīng)過30多年開發(fā)，已經(jīng)進(jìn)入中后期開發(fā)，由于邊底水推進(jìn)，油層大量水淹，該區(qū)為強(qiáng)天然水驅(qū)油藏。51水淹層的識別方法選擇水淹層的識別方法曲線形態(tài)法：主要是觀察測井曲線是否有前面所列的一種或幾種響應(yīng)特征。對比法：與本油田的標(biāo)準(zhǔn)水層和典型油層的電阻率對比；與周圍老井同層位相應(yīng)儲層電阻率曲線對比，以其形狀或數(shù)值的變化確定水淹層。理論分析法：水淹規(guī)律研究表明，儲層的非均質(zhì)性影響水淹的部位和速度。對于均質(zhì)儲層，總是底部首先水淹；而儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)尤其是存在隔夾層時(shí)，物性好的部位首先水淹。其它方法：利用測井曲線，并結(jié)合鉆井所處構(gòu)造位置、鉆井時(shí)間、DST測試與生產(chǎn)資料等綜合判斷水淹層。實(shí)例1第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例52總之，由于測井響應(yīng)受影響的因素較多。如巖性、物性以及含油性等多方面以及測井資料質(zhì)量的限制，水淹層的測井解釋過程中，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)、構(gòu)造和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料等資料綜合判斷。水淹層的識別方法選擇實(shí)例1另外，由于該區(qū)儲層滲透性好，縱向滲透率與水平滲透率正相關(guān)，而且接近，如果油井油層底部有水層存在，在開采過程中常出現(xiàn)水錐現(xiàn)象。第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例53該井1976年6月完鉆。鄰井XX03井為1975年12月投產(chǎn)。從測井曲線上看，下部為該油藏典型的水層，電阻率約0.7-1.0。該井76年8月投產(chǎn)，投產(chǎn)后含水率上升很快,應(yīng)該是底水錐進(jìn)造成。XX12井實(shí)例1第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例54藍(lán)線為06井測井曲線；紅線為S06ST井測井曲線三處呈現(xiàn)明顯的水淹層特征：①電阻率呈明顯下降趨勢；②密度孔隙度增大；③電阻率曲線呈斜坡狀。實(shí)例1第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例55該井1989年3月完鉆。99.03:VA射開2827.3-2835.2,初期日產(chǎn)油3359BBL，含水40％；04.12：日產(chǎn)油153BBL，含水98.2%,累產(chǎn)油1913.4MBBL.電阻率整體下降典型的底水特征實(shí)例1第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例56實(shí)例2由于WWW油田儲層非均質(zhì)嚴(yán)重，水淹層解釋相對于其它油田測井解釋符合率比較低，不能滿足該油田開發(fā)治理的需要。特選WWW油田具有代表性、目前開發(fā)狀況極差的、水淹層解釋存在問題較多的、基礎(chǔ)資料比較完整的WWW油田三大主力區(qū)塊的WWW7南塊為目標(biāo)，開展非均質(zhì)水淹層解釋方法研究這一專題。A.儲層物性好，為高滲透油藏，但層間、層內(nèi)孔滲差異大，產(chǎn)能大。B.該區(qū)層狀油藏，油藏高度低，含油飽和度低，原油粘度變化大，密度高。C.油藏原始地層壓力為