海上稠油油藏RPM校正方法研究

吴进波 汪忠浩 李敬功

1.长江大学地球物理与石油资源学院 （湖北 武汉 430100）

2.中海油研究总院 （北京 100027）

随着油田注水开发的进一步深化，含水率不断增高，动态评价地层剩余油分布规律的研究成为当前攻关的热点和难点课题[1]。目前国内、外最先进的剩余油饱和度测井技术有 RPM、RST、RMT、PNN、PND等，都是利用脉冲中子能谱测井和脉冲中子俘获测井进行剩余油评价[1]。 然而，这2种测量模式在应用过程中都会受到岩性、井眼、井筒流体、井身结构等因素影响，为了得到准确的地层信息必须作相关校正研究。吴文圣等人曾对C/O能谱测井作过孔隙度、岩性、密度等影响因素模拟研究[2]。张锋等人利用蒙特卡罗方法模拟了饱和度、矿化度、井眼套管、持率、水泥环厚度等因素对C/O值的影响分析[3-5]。但海上稠油油藏井身结构最显具特点是砾石充填，故之前的校正方法不适用于海上油田。笔者设计了考虑砾石充填、套管尺寸、井筒流体等影响因素的体积模型，推导出了单因素和多因素对C/O测量影响的校正公式，并建立了相关理论校正图版。通过校正后RPM资料解释剩余油结果与PLT资料解释结果对比，发现解释精度提高了10%以上，形成了一套适合海上稠油油藏高含水期剩余油测井评价方法，为剩余油精细评价提供理论依据。

1 影响因素分析

储层性能监测仪RPM （Reservoir Performance Monitor）是阿特拉斯公司1999年投入生产的一种新型小直径、高性能、多功能的脉冲中子测井仪，具有高水平的油藏动态监测技术，利用可控脉冲中子源向地层发射14MeV高能快中子脉冲与地层元素的原子核发生作用，采用NaI（T1）晶体探头探测非弹性散射伽马能谱，然后进行能谱分析，计算出以剩余油饱和度为核心的各种地层参数[1]。然而，非弹性散射伽马能谱的碳氧测量是在不同套管尺寸大小、不同井筒流体等井眼条件下完成的，同时被测地层的岩性、孔隙度、岩石骨架中碳矿物含量等地质条件也很复杂，所以岩性、套管尺寸、井筒流体等因素都会对C/O值测量造成一定影响[6-10]。

此外，海上稠油油藏具有砾石充填的特殊井身结构，砾石充填部分主要位于筛管与套管环空部分和射孔孔道，并且渤海地区环空部分内、外径分别为15.24cm和21.1cm。而仪器探测深度为21cm，C/O模式测井速度为0.6m/min时纵向分辨率为61cm，故测量值还受砾石充填的影响[7]。因此，为了准确地获取地层信息，提高解释精度，必须对相关影响因素进行定量的校正。

2 校正方法研究

通过RPM过套管、油管C/O模式在海上稠油油藏测井所受的主要影响因素分析，设计了考虑砾石充填、套管尺寸、井筒流体等影响因素的体积模型（图1），推导出了考虑砾石充填、套管尺寸、井筒流体的单因素和多因素校正公式，并建立了相应的理论图版。

2.1 考虑砾石影响的体积模型

式中 a—每立方厘米油中碳原子的数目，个；

b1—每立方厘米岩石骨架中碳原子的数目,个；

b2—每立方厘米泥岩中碳原子的数目，个；

c1—每立方厘米水中氧原子的数目，个；

c2—每立方厘米泥岩中氧原子的数目，个；

d1—每立方厘米岩石骨架中氧原子的数目,个；

φ1—地层孔隙度；

Sw—含水饱和度；

b3—每立方厘米砾石中碳原子的数目，个；

Vg—砾石体积含量；

φ2—砾石骨架孔隙度；

Cw—含水率；

C/O—碳和氧的个数比。

a、b、c、d为待定常数，通过原子个数和摩尔质量求得。利用（1）式计算模型，取砾石体积含量为0.1，含油饱和度为 0、0.2、0.4、0.6、0.8 和 1.0，改变总孔隙度为0.1、0.2、0.3和0.4，分别模拟砂岩地层和石灰岩地层C/O值在砾石充填情况下的变化规律(图2)。由图2可知，当砾石体积含量为0.1时，在砂岩地层C/O变小约0.15；岩性不变，孔隙度变大时，纯油砂岩和纯油石灰岩的C/O值都相应增大[7]。

2.2 考虑套管尺寸影响的体积模型

式中 A—碳和氧与快中子反应平均截面的比值；

BC—井眼里碳密度的贡献，分子个数/cm3；

BO—井眼里氧密度的贡献，分子个数/cm3。

A、BC、BO值是根据模拟井利用非线性最小二乘法拟合得到，A值一般固定不变，BC和BO的拟合值只与套管尺寸大小和井筒流体有关[7]。利用（2）式计算模型，在砂岩地层模模拟套管内径为152.4mm和177.8mm(6in和7in)时C/O随孔隙度变化规律（图3）。由图3可知:砂岩地层C/O值都随着套管尺寸增大C/O值约增大0.2。

2.3 考虑泥岩、砾石、钙质和套管尺寸影响的体积模型

式中 d3—每立方厘米石灰岩中氧原子的数目，个；

b4—每立方厘米石灰岩中碳原子的数目，个；

VSH—泥质含量。

利用（3）式计算模型，当套管内径为152.4mm(6in)时，取泥质含量、砾石含量、钙质含量都为0.1，对RPM的C/O测井作多种影响因素综合性校正研究。研究发现综合考虑这4种影响因素时C/O值比不作任何校正时大约增大0.6，说明RPM的C/O测井必须进行相关校正才能准确地反应地层信息。

3 应用分析

C井有7个射孔层进行了RPM测井和PLT（production logging tool）测井，表1为PLT测井数据表。通过利用RPM测井资料计算校正前和校正后的剩余油饱和度，然后分别与产出剖面解释的结果进行对比分析（表2），发现校正前解释结果与产出剖面解释结果的平均绝对误差为14.5%，而校正后2者的平均绝对误差为3.3%，故解释精度提高了10%以上，为海上稠油油藏利用RPM资料作精细解释提供了理论指导。

4 结 论

（1）相同含油饱和度、孔隙度为0.3情况下，当砾石体积含量为0.1时，在砂岩地层C/O减小约0.15，且差值随着孔隙度增大而增大；岩性不变时，孔隙度由小变大时，纯油砂岩和纯油石灰岩的C/O值都相应增大。

（2）砂岩地层套管内径152.4mm(6英寸)增大到177.8mm(7英寸)时，相同含油饱和度、孔隙度为0.3情况下，地层C/O值约增大0.2。

（3）管内径为 152.4mm(6 英寸)，取泥质含量、砾石体积含量、钙质含量都为0.1时，相同含油饱和度情况下对比孔隙度为0.3时C/O值，校正后比校正前约增大0.6，所以RPM的C/O测井必须进行相关校正才能准确地反应地层信息，提高资料的可信性。

表1 C井PLT测井数据表

表2 RPM解释结果与产出剖面解释结果对比分析表

（4）通过校正前和校正后RPM资料解释剩余油结果分别与PLT资料解释结果对比，发现解释精度提高了10%以上，为海上稠油油藏RPM资料精细解释提供了新的理论依据。

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