水淹層測(cè)井解釋研究課件

水淹層測(cè)井解釋方法研究2007年2月水淹層測(cè)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(shí)別砂礫巖厚油層水淹層測(cè)井解釋方法稠油油藏水淹層常規(guī)測(cè)井識(shí)別地層混合液電阻率計(jì)算方法利用電阻率的橫向探測(cè)特性計(jì)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(dòng)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(dòng)水特征分類

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(duì)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(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。

水淹層的類型目前水淹層的分類大體有兩類：即按驅(qū)動(dòng)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(jí)別的方法：

①根據(jù)驅(qū)油效率η劃分油層水淹級(jí)別式中，Sw—水淹油層當(dāng)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(jí)別

Qo和Qw

—油相和水相的分流量；Kro和Krw

—油和水的相對(duì)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(jí)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(qiáng)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(shí)，地層電阻率隨含水飽和度上升呈“U”形變化。污水水淹時(shí)，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(fù)幅度隨礦化度的降低而減小，在NaCl水型條件下，自然電位負(fù)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(gè)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(yíng)組上段和新近系館陶組。該油田自2003年起進(jìn)入綜合調(diào)整階段。該油田進(jìn)入高含水階段以后，先后實(shí)施了東營(yíng)組主力油層剩余油挖潛、東營(yíng)組頂部油層上返補(bǔ)孔以及館陶組新含油層系滾動(dòng)開發(fā)等多項(xiàng)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(jì)效益。高含水采油階段歷時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，該階段采油速度開始下降，而采液速度逐漸上升，邊水推進(jìn)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(dá)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(chǔ)層發(fā)育，橫向連通性較好，為底水塊狀油藏。館陶組儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)，而減阻侵入則是油層和弱水淹層的特點(diǎn)，在雙側(cè)向測(cè)井曲線上它們都有相當(dāng)清楚的顯示。

砂泥巖剖面水淹層段的識(shí)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(shí)別（3）介電測(cè)井值增大

介電測(cè)井又稱電磁波傳播測(cè)井，它主要測(cè)量高頻電磁波在井眼附近地層中的傳播時(shí)間和衰減率，從而提供一種評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)。特別是能夠比較有效地評(píng)價(jià)水淹層，國(guó)外廣泛應(yīng)用其指示地層含水量。

我們可以應(yīng)用介電測(cè)井劃分被不同礦化度水淹的油層。應(yīng)用介電測(cè)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(shí)別（3）介電測(cè)井值增大9砂泥巖剖面水淹層段的識(shí)別（4）人工極化電位曲線

在固定激勵(lì)電流和其他測(cè)量條件一致時(shí)，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(chǔ)層未水淹時(shí)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(shí)別（4）人工極化電位曲線10砂泥巖剖面水淹層段的識(shí)別（5）聲波時(shí)差曲線

一般情況下，油層和水淹層的聲波時(shí)差差別不大。但當(dāng)?shù)貙羽ね脸煞种械拿擅撌亢芨邥r(shí)，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(zhǎng)時(shí)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(shí)差比油層聲波時(shí)差大，用以劃分水淹層段。

砂泥巖剖面水淹層段的識(shí)別（5）聲波時(shí)差曲線11砂礫巖厚油層水淹層測(cè)井解釋方法砂礫巖儲(chǔ)層的水淹機(jī)理儲(chǔ)層的實(shí)際注水開發(fā)各過程中儲(chǔ)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(chǔ)層的可動(dòng)油，并與波及區(qū)域的原始地層水混合，儲(chǔ)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(dòng)油，并重新與波及區(qū)域的混合液進(jìn)一步混合，該過程中混合液電阻率變化很大；開發(fā)后期:儲(chǔ)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(dá)到注入水電阻率。砂礫巖厚油層水淹層測(cè)井解釋方法砂礫巖儲(chǔ)層的水淹機(jī)理12砂礫巖厚油層水淹層測(cè)井解釋方法儲(chǔ)層的實(shí)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(cè)井解釋方法儲(chǔ)層的實(shí)際注水開發(fā)過程中電阻率13砂礫巖厚油層水淹層測(cè)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(cè)井資料只有自然電位(SP)曲線。對(duì)于含泥砂礫巖儲(chǔ)層，自然電位幅度可寫成如下函數(shù):式中，H—儲(chǔ)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(chǔ)層泥質(zhì)含量。砂礫巖厚油層水淹層測(cè)井解釋方法以雙河油田為例式中，H—儲(chǔ)層厚14砂礫巖厚油層水淹層測(cè)井解釋方法利用自然電位影響因素校正圖版，對(duì)自然電位進(jìn)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(cè)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(cè)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(cè)井等資料，結(jié)合油層物理及油田地質(zhì)特點(diǎn)，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(chǔ)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(cè)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(cè)井解釋方法該模型具有以下特點(diǎn):(1)適應(yīng)所有的砂礫巖儲(chǔ)層，模型中消除了巖性(泥質(zhì)、鈣質(zhì))及粒度結(jié)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)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(cè)井解釋方法該模型具有以下特點(diǎn):17稠油油藏水淹層常規(guī)測(cè)井識(shí)別1、稠油油田水淹層的測(cè)井響應(yīng)聲波時(shí)差測(cè)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(chǔ)層的結(jié)構(gòu)變化在聲波測(cè)井中的響應(yīng)是聲波時(shí)差明顯增大。自然電位測(cè)井響應(yīng)自然電位測(cè)井響應(yīng)幅度明顯增加。深淺側(cè)向電阻率測(cè)井響應(yīng)稠油油藏水淹層常規(guī)測(cè)井識(shí)別1、稠油油田水淹層的測(cè)井響應(yīng)18有人[1]給出了阿爾奇公式中的５個(gè)參數(shù)對(duì)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(cè)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(duì)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(yàn)研究,水驅(qū)油田開發(fā)測(cè)井１９９６年國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)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(gè)參數(shù)對(duì)含水飽和度的影響程度19地層混合液電阻率計(jì)算方法

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

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

⑴、地層分層的方法在實(shí)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(dá)式：

式中：N

半窗長(zhǎng)所包含采樣點(diǎn)數(shù)；Xmax、Xmin

分別為測(cè)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(zhǎng)及活度截止值。b、計(jì)算自然電位曲線各采樣點(diǎn)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(diǎn)，確定其對(duì)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(jì)算方法1、自然電位的校正式中：N半窗長(zhǎng)21地層混合液電阻率計(jì)算方法⑵、自然電位曲線的校正方法

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

式中：是第ｉ層在第ｊ層中點(diǎn)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(jì)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(jì)算方法2、應(yīng)用校正后的自然電位曲線計(jì)算混合液電阻率對(duì)SP曲線進(jìn)行井眼、侵入、層厚等影響因素校正以后，可以利用SP計(jì)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(jì)算方法2、應(yīng)用校正后的自然電位曲線計(jì)算混合23地層混合液電阻率計(jì)算方法3、剩余油飽和度的計(jì)算

水淹層巖石的電阻率指數(shù)(Ｉ)與含水飽和度(Sw)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下為一直線，仍符合阿爾奇公式這一模式。因此，實(shí)驗(yàn)證明，仍然可用阿爾奇公式來計(jì)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(jì)算：

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

地層混合液電阻率計(jì)算方法4、本