水淹层测井解释研究课件

水淹层测井解释方法研究2007年2月水淹层测井解释方法研究1目录水淹层的类型水淹层的特征及响应埕北油田概况砂泥岩剖面水淹层段的识别砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法稠油油藏水淹层常规测井识别地层混合液电阻率计算方法利用电阻率的横向探测特性计算剩余油饱和度目录水淹层的类型2水淹层的类型目前水淹层的分类大体有两类：即按驱动水（注入水）特征分类和按油层水淹（水洗）程度分类。1）按驱动水特征分类

一是按地层水淹时所产生的混合地层水电阻率Rwz

与原始地层水电阻率Rw的相对大小，将水淹分为三种类型：即Rwz>Rw型；Rwz≈Rw型；Rwz<

Rw型。二是按驱动水本身的性质，将水淹层划分为淡水水淹型、污水水淹型、地层水（边水、底水）水淹型三种类型。

水淹层的类型目前水淹层的分类大体有两类：即按驱动水（注入水）3水淹层的类型2)按油层水淹程度来划分水淹级别的方法：

①根据驱油效率η划分油层水淹级别式中，Sw—水淹油层当前含水饱和度（%）；Swb—水淹油层的原始束缚水饱和度（%）。②根据产水率Fw划分油层水淹级别

Qo和Qw

—油相和水相的分流量；Kro和Krw

—油和水的相对渗透率；μo和μw

—油和水的粘度。

水淹层的类型2)按油层水淹程度来划分水淹级别的方法：式中，4水淹层的特征及响应

孔隙度、渗透率、泥质分布的变化

含油饱和度降低

油水分布复杂

在高含水期，原来好油层变成强水淹，而渗透性较差的油层，则又可能成为主力油层

地层压力的变化

地层水矿化度和电阻率的变化

淡水水淹时，地层电阻率随含水饱和度上升呈“U”形变化。污水水淹时，随着水淹程度的增加,电阻率幅度值下降,曲线形态变得光滑

水淹层自然电位特征

在NaHCO3水型条件下，自然电位负幅度随矿化度的降低而减小，在NaCl水型条件下，自然电位负幅度随矿化度的降低而增大。水淹层的特征及响应孔隙度、渗透率、泥质分布的变化5埕北油田概况埕北油田位于渤海海域，发现于1972年11月，是一个已有20多年开发历史的稠油油田，其主要开发层系为古近系东营组上段和新近系馆陶组。该油田自2003年起进入综合调整阶段。该油田进入高含水阶段以后，先后实施了东营组主力油层剩余油挖潜、东营组顶部油层上返补孔以及馆陶组新含油层系滚动开发等多项综合调整措施，已累积增油超过14万m3

(截至2005年4月)，取得了显著的经济效益。高含水采油阶段历时时间较长，该阶段采油速度开始下降，而采液速度逐渐上升，边水推进速度加快，油田内部井均见水埕北油田全面开发期累积产油578万m3，原油采出程度达到28.4%，综合含水率为88.1%。埕北油田概况埕北油田位于渤海海域，发现于1972年11月，是6埕北油田概况埕北油田以砂泥岩为主。馆陶组油藏储层发育，横向连通性较好，为底水块状油藏。馆陶组储层为辫状河相沉积的中粗砂岩和含砾中粗砂岩，平面上连通性较好，孔隙度为30%～35%，渗透率一般为1100×10-3～3700×10-3

μｍ2，具有高孔高渗的储集特征。埕北油田原油性质属于较典型的稠油，馆陶组地面原油密度为0.980ｇ/ｃｍ3(地层条件下为0.925ｇ/ｃｍ3),地面原油粘度为4700～5600ｍＰａ·ｓ(地层条件下为577ｍＰａ·ｓ)，溶解气油比较低，平均为10ｍ3/ｍ3。埕北油田概况埕北油田以砂泥岩为主。7砂泥岩剖面水淹层段的识别

划分淡水淹层虽然困难，但在较好的地层条件下，仍可把水淹层识别划分出来。（1）自然电位基线偏移

基线偏移的主要原因在于油层被淡水水淹以后，原始地层水矿化度局部受到淡化。偏移的大小，主要取决于水淹前后地层水矿化度的比值，二者的比值越大，自然电位基线偏移越大，表明油层水淹程度越高。

（2）地层电阻率曲线

利用径向电阻率比值，有利于识别水淹程度较高的水淹层，增阻侵入一般是中高水淹层特点，而减阻侵入则是油层和弱水淹层的特点，在双侧向测井曲线上它们都有相当清楚的显示。

砂泥岩剖面水淹层段的识别划分淡水淹层虽然困难，但在较好的地8砂泥岩剖面水淹层段的识别（3）介电测井值增大

介电测井又称电磁波传播测井，它主要测量高频电磁波在井眼附近地层中的传播时间和衰减率，从而提供一种评价含水饱和度的手段。这种方法几乎不受地层水矿化度的影响，因此有利于淡水地层和含重质油地层的油气评价。特别是能够比较有效地评价水淹层，国外广泛应用其指示地层含水量。

我们可以应用介电测井划分被不同矿化度水淹的油层。应用介电测井的最佳条件是岩石电阻率在40～50Ω·m，泥浆电阻率0.5～0.8Ω·m或更低，侵入带直径不超过0.8m。砂泥岩剖面水淹层段的识别（3）介电测井值增大9砂泥岩剖面水淹层段的识别（4）人工极化电位曲线

在固定激励电流和其他测量条件一致时，人工极化电位随地层水电阻率和含油饱和度增加而增高，随渗透率增高而降低。

淡水水淹层将比同类储层未水淹时的人工电位读值要高，可据此划分水淹层段。但是，人工电位曲线还不能指示边水和污水回注的水淹层。砂泥岩剖面水淹层段的识别（4）人工极化电位曲线10砂泥岩剖面水淹层段的识别（5）声波时差曲线

一般情况下，油层和水淹层的声波时差差别不大。但当地层黏土成分中的蒙脱石含量很高时，由于蒙脱石遇水膨胀，岩石孔隙结构发生变化，以及油层水淹后长时间注入水冲刷，粒间孔隙的黏土桥被冲散，地层产生裂缝等，都可以使岩层的孔隙度增大，引起水淹层的声波时差比油层声波时差大，用以划分水淹层段。

砂泥岩剖面水淹层段的识别（5）声波时差曲线11砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法砂砾岩储层的水淹机理储层的实际注水开发各过程中储层流体的变化特征为：原始状态:仅包含油(1-Ｓwi)和束缚水(Ｓwi)；开发初期:注入水驱替储层的可动油，并与波及区域的原始地层水混合，储层的电阻率随着Ｓw的增大而下降，出口端只出油不出水；开发中期:出口端见水后，注入水继续驱出可动油，并重新与波及区域的混合液进一步混合，该过程中混合液电阻率变化很大；开发后期:储层完全被水淹，注入水仅能驱出少量的油，混合液电阻率几乎达到注入水电阻率。砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法砂砾岩储层的水淹机理12砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法储层的实际注水开发过程中电阻率和自然电位等都产生相应变化。自然电位基线的偏移主要发生在沉积韵律层段：上基线偏移主要发生在反韵律油层，下基线偏移主要发生在正韵律油层；上阶梯状基线偏移主要发生在复合反韵律油层，下阶梯状基线偏移主要发生在复合正韵律油层。这主要是由于部分层段水淹、地层水电阻率发生变化引起的，基线的偏移量ΔＳＰ取决于水淹层段水溶液电阻率与未淹层段水溶液电阻率之比。砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法储层的实际注水开发过程中电阻率13砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法以双河油田为例1.混合水电阻率的确定目前，直接反映地层水矿化度的常规测井资料只有自然电位(SP)曲线。对于含泥砂砾岩储层，自然电位幅度可写成如下函数:式中，H—储层厚度；D—井径；

Ri—侵入带电阻率；Rm—泥浆电阻率；

Rmf—泥浆滤液电阻率；Rz——地层混合水电阻率;Vsh——储层泥质含量。砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法以双河油田为例式中，H—储层厚14砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法利用自然电位影响因素校正图版，对自然电位进行厚度、井径、侵入校正，校正后的自然电位称为假静自然电位，用PSP代替。得变换得混合液电阻率：式中Rmf由求得其中，G—泥浆比重。Kc—与泥质含量有关的校正系数。砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法利用自然电位影响因素校正图版，15砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法2.剩余油饱和度解释模型根据双河油田不同开发期取心分析的饱和度数值以及试油、测井等资料，结合油层物理及油田地质特点，建立了复杂岩性、复杂地层水条件下的饱和度方程：式中A、B—常数，应分别油组求得；

Sw—目前含水饱和度；

Rt—储层深侧向电阻率；

Rz—混合水电阻率；

F——地层因素；

k——Rt影响因素的校正系数。砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法2.剩余油饱和度解释模型式中16砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法该模型具有以下特点:(1)适应所有的砂砾岩储层，模型中消除了岩性(泥质、钙质)及粒度结构对储层电阻率的影响；(2)适用于地层水电阻率变化极大的油田，以及油层被淡水水淹的复杂情况；(3)解释模型是根据阿尔奇公式思路建立的，但模式的地质、物理意义超出阿尔奇公式的功能。砂砾岩厚油层水淹层测井解释方法该模型具有以下特点:17稠油油藏水淹层常规测井识别1、稠油油田水淹层的测井响应声波时差测井响应稠油油藏在高温注汽吞吐过程中，使得孔隙增大，甚至产生“空洞”，储层的结构变化在声波测井中的响应是声波时差明显增大。自然电位测井响应自然电位测井响应幅度明显增加。深浅侧向电阻率测井响应稠油油藏水淹层常规测井识别1、稠油油田水淹层的测井响应18有人[1]给出了阿尔奇公式中的５个参数对含水饱和度的影响程度：其中地层水电阻率的影响程度为１５%，孔隙度的影响程度为１５%，饱和度指数的影响程度为１０%,胶结指数的影响程度为７%，地层电阻率影响程度为５%。地层水电阻率和孔隙度的取值误差占据了常规电法测井解释地层含水饱和度误差的首位；但是，孔隙度的确定比地层水电阻率的确定要容易，而且其取值误差相对也较小，所以地层水电阻率的确定非常重要。[1]周渤然,田中原，注水过程中岩石物理性质的试验研究,水驱油田开发测井１９９６年国际学术讨论会论文集,石油工业出版社（北京）,１９９６。有人[1]给出了阿尔奇公式中的５个参数对含水饱和度的影响程度19地层混合液电阻率计算方法

在常规测井资料中，自然电位是唯一能够用于计算地层混合液电阻率的测井信息。通过对自然电位的深入研究，对自然电位曲线进行井眼、侵入、层厚及过滤电位等影响校正后，可以较准确地计算水淹层混合液电阻率，进而利用阿尔奇公式求准剩余油饱和度、产水率等水淹层评价中的几个关键性参数。

地层混合液电阻率计算方法在常规测井资料中，自然电位是唯一能20地层混合液电阻率计算方法1、自然电位的校正

⑴、地层分层的方法在实际程序中，为了便于处理，采用以下离散形式的线性化和规范化的活度函数表达式：

式中：N

半窗长所包含采样点数；Xmax、Xmin

分别为测井曲线工程刻度的最大值和最小值；TRACK

绘图道宽（cm）；SCALE

绘图的深度比例（cm/100m）；RLEV

采样间距（m）。

根据上式，用自然电位曲线确定地层界面的具体作法是：a、根据曲线特征及质量选择合适的窗长及活度截止值。b、计算自然电位曲线各采样点的活度函数值，并找出其值大于活度截止值的局部相关点，确定其对应深度，即为欲求的地层界面的深度。

地层混合液电阻率计算方法1、自然电位的校正式中：N半窗长21地层混合液电阻率计算方法⑵、自然电位曲线的校正方法

利用活度曲线进行分层的同时，要对自然电位曲线进行井眼、侵入、层厚等影响的校正。对于由ｎ个薄互层组成的地层，根据电场的线性可加性，在任一采样点深度，可得以下线性方程组：

式中：是第ｉ层在第ｊ层中点的单位响应；是第ｉ层的自然电位特征值；是欲求的第ｉ层的真自然电位值；其中：i,j＝1,2,…,n。

单位响应可由它与自然电位层厚校正图版所给出的单层校正系数的关系来确定。

地层混合液电阻率计算方法⑵、自然电位曲线的校正方法式中：22地层混合液电阻率计算方法2、应用校正后的自然电位曲线计算混合液电阻率对SP曲线进行井眼、侵入、层厚等影响因素校正以后，可以利用SP计算混合液电阻率：

式中：SSP为静自然电位；Rz为混合液电阻率；Rmft为地层温度下的泥浆滤液电阻率，Ω·m

。SSP可由经过校正后的自然电位值SPc求出。地层混合液电阻率计算方法2、应用校正后的自然电位曲线计算混合23地层混合液电阻率计算方法3、剩余油饱和度的计算

水淹层岩石的电阻率指数(Ｉ)与含水饱和度(Sw)在双对数坐标下为一直线，仍符合阿尔奇公式这一模式。因此，实验证明，仍然可用阿尔奇公式来计算水淹层的含水饱和度。式中：ｍ—与孔隙结构有关的孔隙指数；ｎ—与油、气、水在孔隙度中分布状况有关的饱和指数；a、b—岩性系数。剩余油饱和度则可由下式计算：

地层混合液电阻率计算方法3、剩余油饱和度的计算式中：ｍ—与24地层混合液电阻率计算方法4、本方法的优点当自然电位曲线能较好地反映地层混合液矿化度的变化时，该方法能较准确地计算地层混合液电阻率，计算的剩余油饱和度具有较高的精度。5、本方法的缺点该方法适合于注水开发初期油田的水淹层测井解释。

地层混合液电阻率计算方法4、本