浅谈对水淹层识别的一点认识

黄 亚 段迎利 李 萌

（长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

1 国内外发展现状

在国外，为了探明油层的剩余油饱和度，广泛采用给地层注入同位素活化液或盐水，随时间推移进行两次或多次测井的“测一注一测”技术，从而由多次测得的结果求出剩余油饱和度。同时可用此技术监视油层的枯竭状态及驱油效率。

20多年来，我国测井工作者围绕水驱岩石物理基础实验、水淹层测井方法以及水淹层测井解释等方面做了大量的研究工作。经历了从定性解释，半定性解释到定量解释的发展过程，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。进入20世纪90年代，中国水驱油田测井解释主要集中体现在用“三饱和度”(原始含油饱和度、剩余油饱和度、残余油饱和度)确定水淹层含水率及水驱采收率两方面。根据三饱和度测井资料，不仅能够确定产层含水率、划分水淹级别，而且还可以确定产层水驱采收率(又称采出程度)，评估水驱油田开发效益，为油田增产挖潜提供科学依据。近几年，通过测井系列的改善和新解释方法的研究，初步解决了厚层内划分水淹部位和判断薄层(0.5m)水淹的难题，建立了注水过程中淡化系数方程，以及回注油井产出水或注入水电阻率与原始地层水相比变化不大的情况下的水淹层解释模型。北京石油勘探开发科学研究院与大庆油田还研制出了适用于高含水期测井解释的工作站软件平台START。该平台在建立cif(公共交换格式)标准结构的基础上。实现了自动校深、划分薄层有效厚度、计算水淹层参数和判别水淹全过程，从而使水淹层测井解释计算机系统化和规范化。

2 储层水淹规律

平面上，注水井附近水洗最严重，采油井附近次之，死油区水洗最弱。纵向上油水运动特征，起决定作用的是地层的沉积韵律，正韵律，反韵律，复合韵律。

（1）正韵律油层：正韵律油层水驱过程中，底部水洗严重，厚度小，水洗厚度随时间的延长增长缓慢，注入水首先淹底部高渗段，重力作用使其加剧，水驱波及体积小，层内易富集剩余油。

（2）反韵律油层：注入水进入上部高渗段，由于重力作用，注入水逐步扩大到下部低渗油层，纵向上水洗均匀，层内利用较充分。

（3）复合韵律油层：水洗均匀，注入水首先进入高渗段，水洗厚度增长快。

（4）厚油层：水洗呈多段，厚度大，且底部水洗强。总之，纵向上，物性好的，含油性不一定好，因为物性越好，越容易被水洗。在有效注采条件下，随着注水水淹过程中的电阻率变化趋势时间的延长，累计注入量的增加，层内水洗厚度将不断增加。

3 水淹层的测井定性识别方法

3.1 电阻率测井

利用电阻率测井识别水淹层通常有两种方定性识别方法：

（1）径向电阻率比值法。当泥浆滤液电阻率大于地层水电阻率时，油层显示为低阻侵入和无侵入特征，水层和水淹层显示为高阻侵入特征。通常在水淹层中，随着水淹程度的增强，侵入径向特征明显。

（2）井间电阻率比值法。这种方法主要适用于污水、地层水或咸水等非淡水水淹层的识别，在水淹层部位电阻率明显下降，利用原始状态下所钻老井的深电阻率和新井的深电阻率进行比较，若二者有较大差别说明新井对比层位已被水淹。根据研究区块制定出不同水淹级别的井间电阻率比值标准，对新井水淹层水淹级别进行定性识别。主要表现为电阻率不同程度的降低和深浅电阻率曲线的重合。对于由储层岩性、残余油饱和度高等特殊原因造成的高阻水淹层，单从电阻率测井曲线研究，容易出现误判，常常被解释为油层或者弱水淹层，需结合其它测井资料进行综合判断。

3.2 自然电位测井

未水淹的储层，当其物性及厚度相近的情况下，储层电阻率值越低，自然电位异常幅度越大。油层水淹后自然电位曲线会发生显著变化，在水淹层位，由于注入水与原始地层水矿化度的差异，导致自然电位曲线基线发生偏移或者异常方向发生翻转。基线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，表明油层水淹程度越高，则自然电位基线偏移越大。另外，水淹层中地层与井筒之间的压力差较大，使得过滤电位与扩散吸附电位电动势增大，从而造成水淹层自然电位幅度大于油层甚至水层自然电位幅度。值得注意的是，在油层水淹初期，由于地层混合液矿化度一般与泥浆滤液矿化度差别较大，利用自然电位幅度变化识别水淹层效果较好，但当水淹时间很长时，自然电位曲线异常幅度变得很小，识别效果变差。

3.3 声波时差测井

声波在岩石中的传播速度受岩石骨架性质、孔隙分布特征及孔隙中的流体性质控制。一方面，由于水淹后储层受到长时间冲刷，岩石孔隙度会明显增大；反之，如果地层中富含易膨胀的黏土矿物(如蒙脱石)，水淹会导致孔隙度显著降低。另一方面，随着水淹程度的增加，地层压力会发生变化。孔隙大小及其结构的改变，以及地层压力的变化，都会直接造成弹性波能量衰减，从而在水淹部位导致声波时差值增大。

3.4 自然伽马测井

地层自然伽马放射性强弱决定于泥岩层中的铀、钍、钾等放射性同位素的含量。油层水淹后，自然伽马测井曲线发生两种截然相反的变化：

（1）受注入水流冲刷，微细颗粒随混合液发生位移，将砂层中富含放射性元素的泥质颗粒带走，与开发初期邻井同一层位相比，储层自然伽马曲线值明显减小；

（2）受地下压力差作用，富含放射性元素的的微细颗粒顺地层水流动方向发生位移，在已射孔的产层周围沉淀聚集，造成该地层自然伽马测井响应表现为异常高值。

3.5 中子伽马测井

中子伽马测井主要反映地层中的氢元素含量，测量结果受氯含量的影响大，当油层水淹后，水淹部位氯元素增加，使得中子伽马值增大。

3.6 声波时差—密度交会图版综合判断

密度测井获得的是地层的总孔隙度，受地层内流体性质影响不大(气层除外)，而声波测井获得的是地层的有效孔隙度，且受流体性质影响较大。油层水淹后，黏土或泥质被溶解或冲走，势必增大其有效孔隙，反映在声波时差上显示增大，因此利二者孔隙度的差值或比值，可以作为一种识别水淹层的方法。

4 存在的不足与改进方法

（1）水淹机理的基础理论实验研究还比较薄弱，有些解释模型和方法还不适应油田特点和水淹层评价的要求。

（2）解释过程中，过多地依赖经验公式，而忽略了注水开发过程中油层岩性、物性以及电性变化造成的对原有模型的影响。

（3）大部分油田不能进行薄层、超薄层和细分水淹级别的解释。

（4）在套管内大范围地用于剩余油饱和度测井的方法还比较少。

（5）在深度和广度上进一步深化和拓宽测井解释与分析的研究内容，主要包括加强测井在油气田地质、工程、开发等方面的应用。

（6）从单井向多井综合解释和油层描述发展，向工作站图像解释和集成化测井解释发展，以测井为纽带，与地质、地震资料有机结合起来，将测井资料解释的综合应用推向一个新的水平。

总之，国内外水淹层测井解释研究目前仍处于探索阶段，因此很有必要在尊重实验结果的基础上，开展水淹层测井解释模型的进一步研究，从而拓宽常规测井在油层水淹监视中的应用。