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1、中国石油大学胜利学院本科生毕业设计水淹层测井评价浅探学生姓名 学 号 专业班级 资源勘查06-2 指导教师： 2010 年 6 月 4 日摘要对注水开发油田，如果某一油气储集层见到了注入水，则该层叫水淹层。本文通过对油层水淹后地层水矿化度、地层物性及岩石电阻率的分析，结合自然电位、微电极、声波时差、自然伽马等曲线的变化特征在测井响应中的应用对水淹层进行定性评价，应用的主要方法有自然电位基线偏移法、径向电阻率比值法、井间电阻率比值法及可动水分析法；通过建立混合液电阻率相对值评价模型对水淹层进行定量评价。关键词: 水淹层；测井曲线；定性评价；定量评价AbstractOf the water inj
2、ection wells, if a hydrocarbon reservoir to see the injection of water, then the layer is called flooding layer. Based on the reservoir after flooding of water salinity, formation properties and the analysis of rock resistivity, spontaneous potential curve combination, micro-electrode curve, acousti
3、c curve, the natural gamma log response curve in the application of water flood level for qualitative evaluation of the potential application of methods of natural baseline offset, radial resistivity ratio method, hole resistivity ratio method and the mobile water analysis; through the establishment
4、 of the mixture relative resistivity evaluation model to flooding layer quantitatively.Key words: flood level; well logs; qualitative evaluation; quantitative assessment目 录前言1第一章 油层水淹对岩石物性及测井响应的影响2第二章 注水对岩石电阻率的影响6第三章 水淹层测井资料定性评价方法 8第四章 水淹层测井资料定量评价方法14第五章 水淹层评价应用案例 16结论20致谢21参考文献22前言我国是世界上陆相油田产油大国，陆上
5、绝大部分油田采用注水开发。在我国的东部，大部分油田已相继进入高含水阶段和产量递减期。在油田开发中后期，大量的油气虽已被采出，但仍有相当数量的剩余油气以不同规模、不同形式、不规则地分布于水驱改造过的油藏中。从50年代以来，我国的测井工作人员针对水淹层的测井技术做出了一系列的研究探索。从岩石物理基础实验、水淹层测井方法到水淹层解释模型研究；从利用测井曲线定性判断水淹层，到定量求取剩余油饱和度、含水率，判断水淹级别；从单井水淹层解释到多井剩余油分布；从二维到三维，甚至是加上时间维的四维解释。在水淹层测井系列里，电法测井占有相当重要的位置，而且求取含油饱和度几乎都是用电阻率曲线。20多年来，我国测井工
6、作者围绕水驱岩石物理基础实验、水淹层测井方法、测井系列以及水淹层测井解释等方面做了大量的研究工作。在水淹层测井解释方面，各油田先后经历了从定性评价，半定性评价到定量评价的发展过程，已形成了一套基于常规测井资料定性判别水淹层、定量求剩余油饱和度与含水率、综合判别水淹级别的解释方法。有自然电位偏移法，自然电位与电阻率曲线对比分析法，径向电阻率比较法和可动流体法等，在一些特定条件下利用激发极化电位、相位介电、划分水淹层级别，而且还可以而且还可以确定产层水驱采收率，评估水驱油田开发效益，为油田增产挖潜提供科学依据。测井技术是油气勘探开发中发现、识别、评价油气层的重要技术。随着科学技术的进步，测井新技术
7、的方法越来越多，解决地质、声波、中子伽马等测井曲线的异常，也可以判别水淹层。进入90年代，中国水驱油田测井有了许多新进展，集中体现在用三饱和度确定水淹层含水率及水驱采收率两方面。针对油田开发的需要，应学习规范各类油藏的水淹层探测系列，发展新的水淹层探测和评价技术，完善水淹层解释方法。本文就从判别水淹层的多种评价方法对水淹层进行进一步了解及分析。第一章 油层水淹对岩石物性及测井响应的影响为了提高采收率，延长油田开发的稳定期，我国多数油田，一般都采用早期注水开发方式。对注水开发油田，如果某一油气储集层见到了注入水，则该层叫水淹层。储层水淹后，岩石物性及测井响应要发生相应的变化。1. 油层水淹对岩石
8、物性的影响1.1 注水对地层水矿化度的影响地层水矿化度是利用测井资料确定含油饱和度的基础。在油层水淹过程中，由于注入水矿化度与原始地层水矿化度的差异，地层水矿化度发生十分复杂的变化。在注入淡水的情况下，注入水推进过程中将发生物理作用：高矿化度的原始地层水中的离子向低矿化度的注入水迁移，即发生离子扩散运动。因此，混合水溶液的矿化度将低于原始地层水矿化度，而且，随着注入水的增加，油层水洗程度增强，混合水溶液的矿化度也不断降低。污水回注时，变化更为复杂。总的说来，产层见水后，地层水矿化度也发生变化，驱替前缘高，远离前缘低。在驱替前缘附近，矿化水在水淹初期含有大量的溶解气并带有油膜，随着驱替前缘推进，
9、水的矿化度降低。地层受到强水冲后，水的矿化度很低。1.2 注水对岩石孔隙度、渗透率的影响油田长期注水，地层受到连续不断地冲洗，会导致岩石孔、渗等参数不同程度的变化。在砂泥岩剖面中，水淹层岩石孔隙度的变化与水洗程度有关。弱水洗区，粘士受注入水浸泡发生膨胀，孔喉变窄，孔径缩小，孔隙度和渗透率都会降低；强水洗区，粘士被水冲洗，泥质含量降低，孔喉增大，孔隙度和渗透率都将提高。1.3 润湿性的变化岩石的润湿性由岩石的孔隙结构所决定，并由岩石的吸水能力表现出来。油层水淹后，岩心的吸水能力要比未水淹岩心的吸水能力强，特别是被强水洗的岩心，其吸水量可达到孔隙体积的1744%。油层水淹后，由于岩石结构的变化，使
10、岩石的润湿性向着强亲水方向改变。1.4 驱油效率的变化驱油效率主要取决于岩石的孔隙结构和润湿性及注水量。经过长期注水后，油层岩石表面比较干净，孔喉的粘土明显减少，大孔隙比例增多，孔隙连通性变好，渗透率增高，岩石润湿性转化为亲水性，所以，注入水的驱油效率也随之增大。2. 油层水淹对测井响应的影响2.1自然电位测井曲线由于油层内部的非均质性，大多数水淹层都具有局部先水淹的特点，并引起自然电位基线偏移，基线偏移的主要原因在于油层被淡水水淹以后，原始地层水矿化度受到局部淡化所致。基线偏移主要有三种情况：一是上基线偏移（主要为反韵律油层）；另一种是下基线偏移（主要为正韵律油层）；第三种是阶梯状基线偏移（
11、主要为复合韵律油层）。在油田注淡水开发的初中期，自然电位异常幅度变大；被淡水强水淹后，自然电位异常幅度逐渐减小，甚至由负异常逐渐变为正异常，主要原因是：原始地层水矿化度受到淡化，淡化程度越高，正异常越明显。污水水淹层自然电位基线没有明显偏移现象，自然电位负异常随着地层水矿化度的降低而减小。2.2 微电极测井响应特征通常情况下，微梯度电极系的探测深度约4cm，受泥饼影响较大；微电位电极系的探测深度约10cm，受泥饼影响相对较小。因而在渗透性砂岩处出现明显的正幅度差(微电位视电阻率大于微梯度的)，且随岩石粒度变粗，含油性增大，正幅度差也随之增大。在注水开发中，注入水进入油层后，使水淹层的地层压力明
12、显高于原始地层压力，故在新钻的井中，水淹层处的泥浆滤液侵入浅、泥饼薄，微电极测井曲线受泥饼影响明显减小，受冲洗带影响增大，因而在水淹层处微电极测井曲线幅度及幅度差相对变小。但在某些油田的强淡水水淹层处，特别是在泥饼很薄乃至无泥饼处，微电极极板直接接触井壁情况下，微电极曲线幅度有明显增高趋势。这些特征往往是某些油田定性识别水淹层或水淹部位的重要依据。2.3 自然伽马测井响应特征实际观察到，油层水淹后，有些油田的GR测井值降低，另一些油田的GR却增高。水淹层GR测井值降低，是因为注入水水洗油层时，油层中的粘土矿物和泥质成分被注人水溶解和冲走，使粘土和泥质含量降低，因而使GR测井值降低，如图1-1所
13、示。某些油田在注水开发中，注入水可能溶解油层中某些放射性盐类。溶解于水中的铀离子被氢氧化铁吸附，且与钙盐一起沉淀。不溶于水的放射性重晶石微晶以悬浮物的形式，在水驱油的动态条件下被胶体溶液带走，通过渗透性储集层，最后沉淀在已射孔(或尚未射开)井段的套管周围，形成放射性积垢。因此，在水淹层处，可能形成自然伽马高的GR值和自然伽马能谱测井铀曲线异常。 图1-1 淡水水淹层的典型测井图2.4油层水淹的声波时差变化特征 在一般情况下，油层和水淹层的声波时差值差别不大，但在某些孔隙度、渗透率较高的区域或层段，油层被水淹后，声波时差增大，造成这一现象的原因主要有两个，一是油层粘土成分中的蒙脱石含量较高，由于
14、油层水淹蒙脱石遇水膨胀，或强水淹粘土成分被冲洗掉，岩石孔隙度结构发生变化，使总孔隙度增大（有效孔隙度相对减小），就使得水淹层的声波时差比油层的声波时差大。二是由于长期注水开发，使得那些呈离散状附着在砂岩颗粒表面，或占据粒间孔隙中的粘土矿物和泥质成分被注入水溶解或冲掉，使孔隙喉道半径增大，从而造成水淹层的声波时差比未水淹油层的声波时差增大。第二章 注水对岩石电阻率的影响1、水淹层类型的划分1.1注入水的类型岩石电阻率是反映储层流体性质的重要参数。油层水淹后，储层电性特征随着地层流体性质、储层物性的变化而发生变化。要准确确定油层的水淹层位和水淹程度，必须首先了解水淹层的电阻率变化特征。按注入水与油层原生水电阻率的相对关系，可将注入水分为淡水(10)、地层水(15)和污水(510)等三种类型。其中，和分别为注入水与原生水电阻率。电阻率不同的注入水，在不同的注水开发期产生的水淹层电阻率变化是不同的。利用Archie公式可以对水淹层电阻率的变化进行分析，现讨论如下。 = (2-1)式中：和分别为水淹层的含水饱和度和孔隙度；,分别
