水淹油層測(cè)井評(píng)價(jià)-

水淹層及剩余油測(cè)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(cè)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(cè)井的主要任務(wù)。第一節(jié) 水淹層測(cè)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(jìn)”和/或“單層突進(jìn)”，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(cè)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(cè)井稱為水淹層測(cè)井。為了利用測(cè)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(qiáng)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(qiáng)水洗時(shí)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?jī)H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(gè)方面的變化特征來看：前一個(gè)特征可以利用Rt，介電常數(shù)兩個(gè)物理量來估算Sw；第二個(gè)特征即地層水礦化度可以通過SP來估算；第三、四個(gè)特征說明，在確定這些φ、K時(shí)，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(chǔ)層物性場(chǎng)的變化規(guī)律。二、水淹油層測(cè)井響應(yīng)機(jī)理實(shí)驗(yàn)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(cè)井評(píng)價(jià)飽和度基礎(chǔ)方法的可靠性。為此，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)來研究水淹油層測(cè)井響應(yīng)機(jī)理。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以得到這樣的結(jié)論：1．當(dāng)Rw＜Rwp（注入水電阻率）時(shí)，即：淡水水淹在注入水電阻率大于巖芯中飽和水電阻率時(shí)，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(diǎn)；②從見水點(diǎn)到U形底部，RT隨Sw增加而緩慢下降，U形極小點(diǎn)在油水兩相滲透率交叉點(diǎn)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(dāng)R

=R

時(shí)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(dá)殘余油飽和度時(shí)，R值不下降，反而有所上升。T3．當(dāng)Rwp<Rw時(shí)(污水回注）在注入水礦化度高于地層水礦化度時(shí)，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(shí)的注入水，就能基本滿足這個(gè)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(cè)井解釋一、水淹級(jí)別劃分油層在注水開發(fā)以后，油層孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)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(jí)：強(qiáng)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(cè)井曲線上的特征

1．SP測(cè)井由于淡水注入會(huì)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(cè)井對(duì)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(duì)于污水回注，則Sw上升，Rt下降。3．Δt測(cè)井強(qiáng)水淹，會(huì)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(cè)范圍加深，測(cè)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(tái)階顯示大慶某井自然電位下臺(tái)階顯示東1-19和東1-N19井35層水淹前后電性變化對(duì)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(jí)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(jì)算（一）利用c/o測(cè)井方法計(jì)算So。1、利用c/o測(cè)井方法計(jì)算So公式用c/o測(cè)井求So時(shí)，在均勻砂巖儲(chǔ)層：So=[(c/o)—(c/o)水層]/[（c/o）油層—（c/o）水層]而對(duì)于非均質(zhì)儲(chǔ)層①砂巖儲(chǔ)層So②碳酸鹽巖層So2、C/O比測(cè)井解釋水淹油層的方法（1）定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層產(chǎn)液性質(zhì)和水淹級(jí)別根據(jù)油、氣、水在微觀孔隙中的共 理論，將裸眼井測(cè)井資料求得的儲(chǔ)集

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

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(dòng)態(tài)，監(jiān)測(cè)油、氣、水的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到分析剩余油氣的分布和挖潛增產(chǎn)的目的。由碳氧比測(cè)井求得的動(dòng)態(tài)含水飽和度Swco，計(jì)算油的動(dòng)態(tài)相對(duì) 透率Kroc和水的動(dòng)態(tài)相對(duì) 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(yàn)系數(shù)，一般，m＝3、n＝1-2、h＝1-2；油和水的動(dòng)態(tài) 透率Koc和Kwc為：Kwc＝K×Krwc；Koc＝K×Kroc式中：K為地層絕對(duì) 透率。產(chǎn)水率Fw為：式中：Bo為儲(chǔ)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(chǔ)集空間為油(氣)、束縛水所飽和。只有束縛水、而無可動(dòng)水?？杀硎緸椋孩谟退瑢踊蛩蛯觾?chǔ)集層孔隙空間為油(氣)、可動(dòng)水和束縛水所飽和。此時(shí)：因?yàn)镾oco＝（1－Swco）>0，Swm>0，儲(chǔ)層可能同時(shí)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(dāng)Swco＝Sw時(shí)，表明儲(chǔ)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(shí)，表明儲(chǔ)層已被水淹；其水淹程度由Fwc來評(píng)定：弱水淹，10％≤Fwc<30％；中等水淹，30％<Fwc<80％；強(qiáng)水淹，F(xiàn)wc≥80％。（c）當(dāng)Swco>Sw時(shí)，且Soco＝Sor時(shí)，表明油層已經(jīng)完全水淹，F(xiàn)wc→100％，Krwc→1。（d）當(dāng)Swco<Sw時(shí)，為油氣層倒灌層，Swm和Fwc減小。③水層儲(chǔ)集層孔隙空間幾乎完全被水飽和，此時(shí)有：（2）C/O曲線重疊技木定性評(píng)價(jià)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(duì)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(dāng)孔隙度和巖性相同時(shí)，飽和淡水和飽和油時(shí)，Si/Ca比的變化??；飽和油（C/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(cè)井能很好的區(qū)分油層和水層，特別是在孔隙度較高時(shí)，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(cè)井提供的反映礦化度的曲線來分析儲(chǔ)層流體的礦化度變化，從而對(duì)水淹層進(jìn)行分析的方法，它可作為對(duì)水掩層解釋的一種輔助方法。碳氧比測(cè)井用于指示儲(chǔ)層流體礦化度變化的測(cè)井曲線有：熱中子衰減曲線(MSID)、氫氯比測(cè)井曲線(HCHL)、含鹽量曲線(CHLR)。將這三條曲線進(jìn)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(dòng)用的儲(chǔ)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(duì)產(chǎn)層中混合地層水礦化度的變化進(jìn)行分析，從而幫助進(jìn)一步對(duì)嚴(yán)層的水淹強(qiáng)度作出判斷。右圖是遼河油田某井碳氧比測(cè)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(cè)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(qiáng)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(guó)得克薩斯州墨西哥灣地區(qū)的一口報(bào)廢井。60年代該井進(jìn)行過GR和SP測(cè)井。在**151英尺附近油層中進(jìn)行了射孔。數(shù)年后，因水淹，該井報(bào)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(jìn)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(cè)井。根據(jù)c/o比測(cè)井資料及計(jì)算機(jī)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(cè)井解釋成果。該井綜合含水高達(dá)90％在1號(hào)層，用C/O計(jì)算的含油飽含度Soco約為60％，C/O曲線與Si/Ca有明顯，差，，異，計(jì)算的產(chǎn)水率為32％所以1號(hào)層應(yīng)為一個(gè)潛力油層，根據(jù)碳氧比測(cè)井解釋結(jié)果，射開1號(hào)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(cè)井計(jì)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(gè)宏觀物理量。在介電測(cè)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(gè)探頭，接受波的相位差，幅度比值，用圖版計(jì)ε。然后用ε、

φ

、Sw圖版計(jì)算Sw。介電測(cè)井求Sw方法僅適用于“淡水泥漿，φ≥15%的地層”。它對(duì)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(cè)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(cè)井計(jì)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(cè)井計(jì)算的含油飽和度為35％和20％，均應(yīng)解釋為強(qiáng)水淹層。試油結(jié)果，這兩層均為強(qiáng)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(cè)井解釋為中水淹，而介電測(cè)井計(jì)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(cè)井中子壽命測(cè)井探測(cè)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(shí)間τ，單位μs。顯然，中子壽命τ與地層對(duì)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(duì)熱中子俘獲能力，可由中子壽命測(cè)井響應(yīng)方程式表示：Σt=Σma(1—φ—Vsh)+

φ

·Sw·Σw+(1—Sw)

φ

·Σhc+Vsh·Σsh對(duì)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(cè)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(gè)問題，目前現(xiàn)場(chǎng)主要在注水油田采用測(cè)—注—測(cè)（或多次測(cè)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(cè)井響應(yīng)方程：第二次向井中注高礦化度水后再測(cè)中子壽命。兩式聯(lián)立，提出Sw，換算為Sor，則：由于:Σt

、Σ

為測(cè)值;2

t1配入的注入水Σw1

Σw2

已知，故可用測(cè)—注—測(cè)的方法，、

為在注淡水油藏中解決Sor計(jì)算的方法。（四）利用電阻率測(cè)井及自然電位測(cè)井計(jì)算剩余油飽合度。1．計(jì)算公式正如前述，淡水水淹層在強(qiáng)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(duì)數(shù)坐標(biāo)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(jì)算的關(guān)鍵是Rz的計(jì)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(jì)算

Rz，將不可能計(jì)算準(zhǔn)Sw。我們可以采用SP測(cè)井計(jì)算Rz。利用SP測(cè)井計(jì)算Rz，首先應(yīng)進(jìn)行壓濾電位、層厚等校正。①壓濾電位校正當(dāng)鉆井時(shí)，泥漿柱壓力>地層壓力時(shí)，在此壓差下，泥漿濾液會(huì)向油層中滲透，并會(huì)帶動(dòng)泥漿中的陽離子向壓力低的一方移動(dòng)，進(jìn)入油層后，受巖石顆粒表面負(fù)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(fù)電荷富集，從而產(chǎn)生過濾電位。其電場(chǎng)方向