中子寿命测剩余油饱和度技术在陕北某油田的应用

杨松波 （核工业二O三研究所，陕西 咸阳712000）

贾耀忠，马学礼，刘为国，熊庆勇 （中石油吐哈油田分公司鄯善采油厂，新疆鄯善838202）

陕北某油田含油层系为三叠系延长组长10、长6、长4＋5和长2储层，其中主力油层长6储层是鄂尔多斯盆地三叠湖盆由鼎盛期转入衰退期时形成的三角洲前缘亚相沉积体系，具有低孔、低渗、油水接触关系复杂的特点。长6、长2储层纵向小层多，水驱规律复杂，水洗程度高，剩余油富集［1］。为此，笔者采用中子寿命测剩余油饱和度技术对该油田油藏剖面剩余油分布规律进行研究，为加密调整有效动用剩余油提供依据。

1 方法原理

实施中子寿命测剩余油饱和度技术所用仪器为脉冲中子寿命测井仪（见图1），该仪器一次下井可完成自然伽马、温度、压力及剩余油饱和度等多项参数的测量。

1）物理基础 脉冲中子源向地层发射14MeV的高能快中子，快中子与地层中各种元素的原子核相互作用，经多次弹射、非弹性散射变成能量较低的热中子后，再由密度大的地方向密度小的地方扩散过程中被地层所吸收，并放射出俘获伽马射线，用伽马射线探测器测量热中子被俘获时放出的伽马射线。

2）技术特点 中子寿命测剩余油饱和度技术具有如下特点：①通过探测热中子计数率和中子俘获截面来确定油气层含水饱和度，可监测油气、油水和气水界面的动态变化，对储层剩余油饱和度和出水段进行综合评价；②该仪器外径小，可以过油管直接测量油与水的宏观俘获截面Σ值，测量结果直观；③由于使用了可控中子源，不存在放射性污染。

3）工艺参数 脉冲中子寿命测井仪的主要工艺参数如下：外径为43mm；耐温125℃；耐压80MPa；中子产额为1.0×108s－1；测量精度为自然伽马测量重复误差在±7%内、中子测量重复误差在±3%内。

图1 脉冲中子寿命测井仪结构

2 资料处理与解释方法

1）资料处理 首先，利用测井解释基本方程确定中子寿命测井基线［2］：

式中，Σ 为中子寿命测井基线，C.U.（1C.U.＝10－3cm－1）；φ为地层孔隙度，%；Sw为含水饱和度，%；Σma为岩石骨架的宏观热中子俘获截面，C.U.；Σw为地层水的宏观热中子俘获截面，C.U.；Σh为油或气的宏观热中子俘获截面，C.U.。

其次，利用专业测井解释软件进行系统计算和参数优化，结合其他基础资料综合分析并求出剩余油饱和度等有关参数，为含油储层剩余油饱和度的科学评价提供依据［3］。

2）解释方法 ①岩性识别方法。中子寿命测井基线Σ和近远计数率比（RNF）对岩性具有较好的响应，与完井电测岩性识别曲线对比性强，可以用Σ、RNF的具体值代入式（2）计算出岩性识别参数Q的具体数值，并划分渗透层：

式中，A、B、C分别为区域性系数，针对陕北某油田取A＝13.79，B＝1.471，C＝－4.531；Σmax为中子寿命测井基线的最大值，C.U.。

②储层参数计算。储层参数计算公式如下：

式中，Σ（Sw＝0）为含水饱和度Sw＝0时的中子寿命测井基线，C.U.；Σ（Sw＝100%）为含水饱和度Sw＝100%时的中子寿命测井基线，C.U.。

③水淹程度评价。通过剩余油饱和度解析方程可计算出产层的平均剩余油饱和度Sor，由此可以确定水淹级别：强水淹 （0%＜Sor＜40%，含水率Fw＞95%）；中水淹 （40%≤Sor＜50%，50%≤Fw＜95%）；弱水淹 （Sor≥50%，Fw＜50%）。

④交会图解释。用于剩余油饱和度解释的交会图主要有Σ－Φ、Σ－RNF、RNF－Φ和Σ－Rt，Rt为地层真电阻率比。目前应用最多的是Σ－Φ 和RNF－Φ交会图。使用Σ－Φ 交会图可以比较方便地区分油和水，其关键是要确定好水线、油线方程，并进行必要的泥质校正。使用RNF－Φ交会图，可以方便地利用RNF确定地层现有孔隙度。

3 现场应用

为了认识油藏剖面剩余油分布规律，掌握油藏内部油水运动规律，为加密调整有效动用剩余油提供依据，对陕北某油田某油井进行剩余油测试，通过测试给出油层剖面可靠的剩余油分布资料。该井油层基本数据和射孔数据及生产动态分别如表1所示。

表1 陕北某油田某油井油层基本数据

该井主要含油层组为延9（Y9），其测试解释成果图及解释成果表分别如图2和表2所示。从图2可以看出，脉冲热中子俘获截面曲线形态在射孔段区间突变，且变化幅度较大。从表2可以看出，中水淹1层，井段为2081.8～2083.0m；强水淹1层，井段为2083.0～2085.1m，其他解释含油水层、水层或干层；该井主要产液段为31、32号层，储层水洗程度高，水淹特征明显。该井受底水或边水注入的影响，油水界面由2088.0m抬升至2085.1m。根据上述解释成果，采取细化注水和调剖措施，并对水淹层采取封堵措施。采取措施后该井日产液9.0t，含水56%，取得了明显的效果。

表2 剩余油饱和度解释成果表

图2 剩余油饱和度测井解释成果图