水淹層測井解釋研究課件

水淹層測井解釋方法研究2007年2月水淹層測井解釋方法研究1目錄水淹層的類型水淹層的特征及響應(yīng)埕北油田概況砂泥巖剖面水淹層段的識別砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法稠油油藏水淹層常規(guī)測井識別地層混合液電阻率計算方法利用電阻率的橫向探測特性計算剩余油飽和度目錄水淹層的類型2水淹層的類型目前水淹層的分類大體有兩類：即按驅(qū)動水（注入水）特征分類和按油層水淹（水洗）程度分類。1）按驅(qū)動水特征分類

一是按地層水淹時所產(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，將水淹分為三種類型：即Rwz>Rw型；Rwz≈Rw型；Rwz<

Rw型。二是按驅(qū)動水本身的性質(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。

水淹層的類型目前水淹層的分類大體有兩類：即按驅(qū)動水（注入水）3水淹層的類型2)按油層水淹程度來劃分水淹級別的方法：

①根據(jù)驅(qū)油效率η劃分油層水淹級別式中，Sw—水淹油層當前含水飽和度（%）；Swb—水淹油層的原始束縛水飽和度（%）。②根據(jù)產(chǎn)水率Fw劃分油層水淹級別

Qo和Qw

—油相和水相的分流量；Kro和Krw

—油和水的相對滲透率；μo和μw

—油和水的粘度。

水淹層的類型2)按油層水淹程度來劃分水淹級別的方法：式中，4水淹層的特征及響應(yīng)

孔隙度、滲透率、泥質(zhì)分布的變化

含油飽和度降低

油水分布復(fù)雜

在高含水期，原來好油層變成強水淹，而滲透性較差的油層，則又可能成為主力油層

地層壓力的變化

地層水礦化度和電阻率的變化

淡水水淹時，地層電阻率隨含水飽和度上升呈“U”形變化。污水水淹時，隨著水淹程度的增加,電阻率幅度值下降,曲線形態(tài)變得光滑

水淹層自然電位特征

在NaHCO3水型條件下，自然電位負幅度隨礦化度的降低而減小，在NaCl水型條件下，自然電位負幅度隨礦化度的降低而增大。水淹層的特征及響應(yīng)孔隙度、滲透率、泥質(zhì)分布的變化5埕北油田概況埕北油田位于渤海海域，發(fā)現(xiàn)于1972年11月，是一個已有20多年開發(fā)歷史的稠油油田，其主要開發(fā)層系為古近系東營組上段和新近系館陶組。該油田自2003年起進入綜合調(diào)整階段。該油田進入高含水階段以后，先后實施了東營組主力油層剩余油挖潛、東營組頂部油層上返補孔以及館陶組新含油層系滾動開發(fā)等多項綜合調(diào)整措施，已累積增油超過14萬m3

(截至2005年4月)，取得了顯著的經(jīng)濟效益。高含水采油階段歷時時間較長，該階段采油速度開始下降，而采液速度逐漸上升，邊水推進速度加快，油田內(nèi)部井均見水埕北油田全面開發(fā)期累積產(chǎn)油578萬m3，原油采出程度達到28.4%，綜合含水率為88.1%。埕北油田概況埕北油田位于渤海海域，發(fā)現(xiàn)于1972年11月，是6埕北油田概況埕北油田以砂泥巖為主。館陶組油藏儲層發(fā)育，橫向連通性較好，為底水塊狀油藏。館陶組儲層為辮狀河相沉積的中粗砂巖和含礫中粗砂巖，平面上連通性較好，孔隙度為30%～35%，滲透率一般為1100×10-3～3700×10-3

μｍ2，具有高孔高滲的儲集特征。埕北油田原油性質(zhì)屬于較典型的稠油，館陶組地面原油密度為0.980ｇ/ｃｍ3(地層條件下為0.925ｇ/ｃｍ3),地面原油粘度為4700～5600ｍＰａ·ｓ(地層條件下為577ｍＰａ·ｓ)，溶解氣油比較低，平均為10ｍ3/ｍ3。埕北油田概況埕北油田以砂泥巖為主。7砂泥巖剖面水淹層段的識別

劃分淡水淹層雖然困難，但在較好的地層條件下，仍可把水淹層識別劃分出來。（1）自然電位基線偏移

基線偏移的主要原因在于油層被淡水水淹以后，原始地層水礦化度局部受到淡化。偏移的大小，主要取決于水淹前后地層水礦化度的比值，二者的比值越大，自然電位基線偏移越大，表明油層水淹程度越高。

（2）地層電阻率曲線

利用徑向電阻率比值，有利于識別水淹程度較高的水淹層，增阻侵入一般是中高水淹層特點，而減阻侵入則是油層和弱水淹層的特點，在雙側(cè)向測井曲線上它們都有相當清楚的顯示。

砂泥巖剖面水淹層段的識別劃分淡水淹層雖然困難，但在較好的地8砂泥巖剖面水淹層段的識別（3）介電測井值增大

介電測井又稱電磁波傳播測井，它主要測量高頻電磁波在井眼附近地層中的傳播時間和衰減率，從而提供一種評價含水飽和度的手段。這種方法幾乎不受地層水礦化度的影響，因此有利于淡水地層和含重質(zhì)油地層的油氣評價。特別是能夠比較有效地評價水淹層，國外廣泛應(yīng)用其指示地層含水量。

我們可以應(yīng)用介電測井劃分被不同礦化度水淹的油層。應(yīng)用介電測井的最佳條件是巖石電阻率在40～50Ω·m，泥漿電阻率0.5～0.8Ω·m或更低，侵入帶直徑不超過0.8m。砂泥巖剖面水淹層段的識別（3）介電測井值增大9砂泥巖剖面水淹層段的識別（4）人工極化電位曲線

在固定激勵電流和其他測量條件一致時，人工極化電位隨地層水電阻率和含油飽和度增加而增高，隨滲透率增高而降低。

淡水水淹層將比同類儲層未水淹時的人工電位讀值要高，可據(jù)此劃分水淹層段。但是，人工電位曲線還不能指示邊水和污水回注的水淹層。砂泥巖剖面水淹層段的識別（4）人工極化電位曲線10砂泥巖剖面水淹層段的識別（5）聲波時差曲線

一般情況下，油層和水淹層的聲波時差差別不大。但當?shù)貙羽ね脸煞种械拿擅撌亢芨邥r，由于蒙脫石遇水膨脹，巖石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以及油層水淹后長時間注入水沖刷，粒間孔隙的黏土橋被沖散，地層產(chǎn)生裂縫等，都可以使巖層的孔隙度增大，引起水淹層的聲波時差比油層聲波時差大，用以劃分水淹層段。

砂泥巖剖面水淹層段的識別（5）聲波時差曲線11砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法砂礫巖儲層的水淹機理儲層的實際注水開發(fā)各過程中儲層流體的變化特征為：原始狀態(tài):僅包含油(1-Ｓwi)和束縛水(Ｓwi)；開發(fā)初期:注入水驅(qū)替儲層的可動油，并與波及區(qū)域的原始地層水混合，儲層的電阻率隨著Ｓw的增大而下降，出口端只出油不出水；開發(fā)中期:出口端見水后，注入水繼續(xù)驅(qū)出可動油，并重新與波及區(qū)域的混合液進一步混合，該過程中混合液電阻率變化很大；開發(fā)后期:儲層完全被水淹，注入水僅能驅(qū)出少量的油，混合液電阻率幾乎達到注入水電阻率。砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法砂礫巖儲層的水淹機理12砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法儲層的實際注水開發(fā)過程中電阻率和自然電位等都產(chǎn)生相應(yīng)變化。自然電位基線的偏移主要發(fā)生在沉積韻律層段：上基線偏移主要發(fā)生在反韻律油層，下基線偏移主要發(fā)生在正韻律油層；上階梯狀基線偏移主要發(fā)生在復(fù)合反韻律油層，下階梯狀基線偏移主要發(fā)生在復(fù)合正韻律油層。這主要是由于部分層段水淹、地層水電阻率發(fā)生變化引起的，基線的偏移量ΔＳＰ取決于水淹層段水溶液電阻率與未淹層段水溶液電阻率之比。砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法儲層的實際注水開發(fā)過程中電阻率13砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法以雙河油田為例1.混合水電阻率的確定目前，直接反映地層水礦化度的常規(guī)測井資料只有自然電位(SP)曲線。對于含泥砂礫巖儲層，自然電位幅度可寫成如下函數(shù):式中，H—儲層厚度；D—井徑；

Ri—侵入帶電阻率；Rm—泥漿電阻率；

Rmf—泥漿濾液電阻率；Rz——地層混合水電阻率;Vsh——儲層泥質(zhì)含量。砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法以雙河油田為例式中，H—儲層厚14砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法利用自然電位影響因素校正圖版，對自然電位進行厚度、井徑、侵入校正，校正后的自然電位稱為假靜自然電位，用PSP代替。得變換得混合液電阻率：式中Rmf由求得其中，G—泥漿比重。Kc—與泥質(zhì)含量有關(guān)的校正系數(shù)。砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法利用自然電位影響因素校正圖版，15砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法2.剩余油飽和度解釋模型根據(jù)雙河油田不同開發(fā)期取心分析的飽和度數(shù)值以及試油、測井等資料，結(jié)合油層物理及油田地質(zhì)特點，建立了復(fù)雜巖性、復(fù)雜地層水條件下的飽和度方程：式中A、B—常數(shù)，應(yīng)分別油組求得；

Sw—目前含水飽和度；

Rt—儲層深側(cè)向電阻率；

Rz—混合水電阻率；

F——地層因素；

k——Rt影響因素的校正系數(shù)。砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法2.剩余油飽和度解釋模型式中16砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法該模型具有以下特點:(1)適應(yīng)所有的砂礫巖儲層，模型中消除了巖性(泥質(zhì)、鈣質(zhì))及粒度結(jié)構(gòu)對儲層電阻率的影響；(2)適用于地層水電阻率變化極大的油田，以及油層被淡水水淹的復(fù)雜情況；(3)解釋模型是根據(jù)阿爾奇公式思路建立的，但模式的地質(zhì)、物理意義超出阿爾奇公式的功能。砂礫巖厚油層水淹層測井解釋方法該模型具有以下特點:17稠油油藏水淹層常規(guī)測井識別1、稠油油田水淹層的測井響應(yīng)聲波時差測井響應(yīng)稠油油藏在高溫注汽吞吐過程中，使得孔隙增大，甚至產(chǎn)生“空洞”，儲層的結(jié)構(gòu)變化在聲波測井中的響應(yīng)是聲波時差明顯增大。自然電位測井響應(yīng)自然電位測井響應(yīng)幅度明顯增加。深淺側(cè)向電阻率測井響應(yīng)稠油油藏水淹層常規(guī)測井識別1、稠油油田水淹層的測井響應(yīng)18有人[1]給出了阿爾奇公式中的５個參數(shù)對含水飽和度的影響程度：其中地層水電阻率的影響程度為１５%，孔隙度的影響程度為１５%，飽和度指數(shù)的影響程度為１０%,膠結(jié)指數(shù)的影響程度為７%，地層電阻率影響程度為５%。地層水電阻率和孔隙度的取值誤差占據(jù)了常規(guī)電法測井解釋地層含水飽和度誤差的首位；但是，孔隙度的確定比地層水電阻率的確定要容易，而且其取值誤差相對也較小，所以地層水電阻率的確定非常重要。[1]周渤然,田中原，注水過程中巖石物理性質(zhì)的試驗研究,水驅(qū)油田開發(fā)測井１９９６年國際學(xué)術(shù)討論會論文集,石油工業(yè)出版社（北京）,１９９６。有人[1]給出了阿爾奇公式中的５個參數(shù)對含水飽和度的影響程度19地層混合液電阻率計算方法

在常規(guī)測井資料中，自然電位是唯一能夠用于計算地層混合液電阻率的測井信息。通過對自然電位的深入研究，對自然電位曲線進行井眼、侵入、層厚及過濾電位等影響校正后，可以較準確地計算水淹層混合液電阻率，進而利用阿爾奇公式求準剩余油飽和度、產(chǎn)水率等水淹層評價中的幾個關(guān)鍵性參數(shù)。

地層混合液電阻率計算方法在常規(guī)測井資料中，自然電位是唯一能20地層混合液電阻率計算方法1、自然電位的校正

⑴、地層分層的方法在實際程序中，為了便于處理，采用以下離散形式的線性化和規(guī)范化的活度函數(shù)表達式：

式中：N

半窗長所包含采樣點數(shù)；Xmax、Xmin

分別為測井曲線工程刻度的最大值和最小值；TRACK

繪圖道寬（cm）；SCALE

繪圖的深度比例（cm/100m）；RLEV

采樣間距（m）。

根據(jù)上式，用自然電位曲線確定地層界面的具體作法是：a、根據(jù)曲線特征及質(zhì)量選擇合適的窗長及活度截止值。b、計算自然電位曲線各采樣點的活度函數(shù)值，并找出其值大于活度截止值的局部相關(guān)點，確定其對應(yīng)深度，即為欲求的地層界面的深度。

地層混合液電阻率計算方法1、自然電位的校正式中：N半窗長21地層混合液電阻率計算方法⑵、自然電位曲線的校正方法

利用活度曲線進行分層的同時，要對自然電位曲線進行井眼、侵入、層厚等影響的校正。對于由ｎ個薄互層組成的地層，根據(jù)電場的線性可加性，在任一采樣點深度，可得以下線性方程組：

式中：是第ｉ層在第ｊ層中點的單位響應(yīng)；是第ｉ層的自然電位特征值；是欲求的第ｉ層的真自然電位值；其中：i,j＝1,2,…,n。

單位響應(yīng)可由它與自然電位層厚校正圖版所給出的單層校正系數(shù)的關(guān)系來確定。

地層混合液電阻率計算方法⑵、自然電位曲線的校正方法式中：22地層混合液電阻率計算方法2、應(yīng)用校正后的自然電位曲線計算混合液電阻率對SP曲線進行井眼、侵入、層厚等影響因素校正以后，可以利用SP計算混合液電阻率：

式中：SSP為靜自然電位；Rz為混合液電阻率；Rmft為地層溫度下的泥漿濾液電阻率，Ω·m

。SSP可由經(jīng)過校正后的自然電位值SPc求出。地層混合液電阻率計算方法2、應(yīng)用校正后的自然電位曲線計算混合23地層混合液電阻率計算方法3、剩余油飽和度的計算

水淹層巖石的電阻率指數(shù)(Ｉ)與含水飽和度(Sw)在雙對數(shù)坐標下為一直線，仍符合阿爾奇公式這一模式。因此，實驗證明，仍然可用阿爾奇公式來計算水淹層的含水飽和度。式中：ｍ—與孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)的孔隙指數(shù)；ｎ—與油、氣、水在孔隙度中分布狀況有關(guān)的飽和指數(shù)；a、b—巖性系數(shù)。剩余油飽和度則可由下式計算：

地層混合液電阻率計算方法3、剩余油飽和度的計算式中：ｍ—與24地層混合液電阻率計算方法4、本方法的優(yōu)點當自然電位曲線能較好地反映地層混合液礦化度的變化時，該方法能較準確地計算地層混合液電阻率，計算的剩余油飽和度具有較高的精度。5、本方法的缺點該方法適合于注水開發(fā)初期油田的水淹層測井解釋。

地層混合液電阻率計算方法4、本