王场油田水淹层测井识别与定量评价方法

2014-12-23汪成芳赵钦阳余嫦娥邓宏波

江汉石油职工大学学报 2014年1期

关键词：水淹含油油层

汪成芳，赵钦阳，余嫦娥，邓宏波

（1.中国石化江汉石油工程有限公司测录井公司，湖北潜江433123；2.长江大学，湖北武汉430100）

王场油田目前已有多套层系严重水淹，不同储层水淹特征不一致，致使油水关系日趋复杂化，加上老的测井解释标准已不适应开发后期的测井解释评价工作，导致近几年来王场油田测井解释与试油结果不相符井逐年增加，大大降低了测井解释符合率。

1 水淹层测井识别方法

1.1 定性识别水淹层

定性识别水淹层，就是根据测井曲线判断油层是否水淹，定性指出水淹部位和水淹级别。定性识别水淹层一般采取“查特征、比邻井、找水源”的方法，对储集层进行分析对比和综合评价。主要采用以下几种方法定性识别水淹层。

1.1.1 电阻率下降法

对于某一特定的油藏，原始油层的电阻率应该在一个相对稳定的范围内，在注水开发过程中，当油层电阻率小于这一范围后，就要考虑水淹的可能性，并且电阻率下降的幅度越大，水淹的级别就越高。

1.1.2 交会图版法

交会图版法是根据已开发油田的油层、水淹层和水层的测井资料，计算某些能反映油层水淹情况的参数，绘制一系列定性识别水淹层的交会图版，用以快速判别新钻加密井的油层、水淹层和水层。声波时差和密度曲线主要反映储层物性好坏，不同物性其水淹的程度是不同的。同时，深探测电阻率值大小不但与水淹程度有关，而且与储层物性好坏也有关。因此，深探测电阻率与声波时差和密度交会图版可剔除储层物性影响，仅反映储层水淹信息，是各类交会图中最有效的图版方法之一（见图1）。

图1 王场油田补偿声波－深侧向交会图

1.1.3 可动流体分析法

全面评价油层的水淹状况，必须首先考虑两个问题:一是产层内是否含油；二是含油层内是否存在着可动水或可动油，以及两者同时存在时的相互关系。

一般采用束缚水饱和度Swir作为产层的最低含水饱和度，采用冲洗带含水饱和度Sxo作为最高含水饱和度，采用含水饱和度作为反映含油性变化的参数，利用三种饱和度参数相结合，分析可动水、可动油是否存在以及可动水和可动油同时存在的相互关系，就可以判断水淹层。

油层So＞Sor；Sw≈Swir；Swm＝0；

水淹层Sxo＞Sw＞Swir；So＞Sor；Sw＞Swir

水层Sw≈Sxo≈1；So＝Sor＝0；

干层Sxo≈Sw≈Swir；Swm＝0；Som＝0

其中，So＝Som＋Sor；Sw＝Swm＋Swir；So＋Sw＝Som＋Sor＋Swm＋Swir＝1。

1.1.4 王场油田水淹层综合特征分析

王场油田油层水淹后，以自然伽马曲线数值变低、声波时差增大、电阻率测井值降低、含油饱和度下降为主要特征。根据取心资料、试油资料统计，油层水淹后地层含油饱和度明显降低，原始地层含油饱和度大致在50%～80%之间，水淹后含油饱和度下降在25%～45%之间（见图2，3）。

图2 WX10－5井水淹状况图

图3 水淹前后含油饱和度变化对比图

1.2 定量识别水淹层

水淹层的定量解释与评价是通过计算以剩余油饱和度为核心的产层参数来实现的，这些参数包括储层的泥质含量、孔隙度、渗透率、含水饱和度、含油饱和度、含水率等。精确获得测井解释参数是获得水淹油田剩余油饱和度及进行水淹层测井评价的重要工作之一。

1.2.1 孔隙度解释模型

根据取心资料，按油组分别制作岩心孔隙度－声波时差交会图和岩心孔隙度－密度交会图，通过深度归位，去除受泥质影响较大的取心点和受井眼影响较大的测井点，由此来确定相关方程。

1）王场油田潜31油组相关方程为:

2）王场油田潜32油组相关方程为:

3）王场油田潜42油组相关方程为:

4）王场油田中区潜32油组相关方程为:

5）王场油田西区潜43油组相关方程为:

式中:Φc—岩心孔隙度，%；Δt—声波时差，μs／m；ρb—密度，g／cm3。

1.2.2 渗透率解释模型

经验表明，孔隙度大的地层渗透率也相应较高，渗透率常常随着孔隙度的增大而明显增高。

1）王场油田潜31油组相关方程为:

2）王场油田潜32油组相关方程为::

3）王场油田潜43油组相关方程为::

式中:Φ—测井孔隙度，%；K—渗透率，×10－3μm2。

1.2.3 剩余油饱和度解释模型

精确确定剩余油饱和度是水淹层测井评价的主要内容，油田水淹后，储层的润湿性、孔隙结构、地层水电阻率等都将发生一定程度的变化，因此，油层水淹后剩余油饱和度的解释参数与水淹前相比会有所不同。根据王场油田水淹前后岩电参数的变化及岩电实验结果，得出剩余油饱和度模型，其关系式为:

1.2.4 束缚水饱和度解释模型

影响束缚水饱和度Swir的因素有泥质含量、粉砂含量、孔喉半径、岩石比表面、分选系数、孔隙度和粒度中值等。通过研究发现，本区块束缚水饱和度与孔隙度有较好的相关性，压汞毛管压力实验是确定束缚水饱和度的有效方法。其关系为:

式中:Swir－束缚水饱和度，%。

1.2.5 残余油饱和度解释模型

残余油饱和度一般由冲洗带地层电阻率采用阿尔奇公式计算，但由于冲洗带混合水电阻率难以确定准确，因而用本方法计算存在一定误差。其关系式为:

式中:Sor——残余油饱和度，%。

1.2.6 油、水相对渗透率和产水率解释模型

某一相流体的相对渗透率是该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值，它是衡量一种流体通过岩石的能力大小的直接指标。根据王场油田潜和潜两套开发层系的相渗实验资料，分别建立了各开发层系的油、水相对渗透率同地层含水饱和度、束缚水饱和度和残余油饱和度的关系式:

1）潜314＋5层系油、水相对渗透率、产水率分别为:

式中:a＝（1－Sw－Sor）／（1－Swir－Sor）；b＝（Sw－Swir）／（1－Swir）；Kro、Krw分别为油相和水相渗透率；a、b为含水饱和度、束缚水饱和度和残余油饱和度综合关系式。

2 方法检验

对王场油田新钻7口井中的14层进行试油跟踪，经投产验证，7层符合，1层不符合，6层转注，解释符合率87.5%。试油结果证实，本文提出的水淹层测井识别与定量评价方法是可靠的，其评价结果也是可信的。

2.1 与岩心资料对比检验

图4显示，测井计算的孔隙度、渗透率与岩心分析结果吻合性较好，测井计算孔隙度与岩心分析孔隙度绝对误差平均值为0.77%，测井计算渗透率和岩心分析渗透率绝对误差平均值为11.45×10－3μm2。测井资料反映20号层底部、21号、22号层虽然物性较好，但电阻率测井值已明显降低，含水率介于80% ～98%，含油饱和度介于30% ～35%，远远低于原始地层含油饱和度50% ～80% 的标准，已经不同程度的中、高水淹，剩余油挖掘潜力不大。24号层因物性较差，尚未水淹。对22号层3 044.8m～3 051.0m进行射孔，射后直接转注。

图4 WX5X－5井岩心对比图

2.2 完井试油结果检验

WX4－8井是王场油田的一口生产井。根据曲线的岩性、电性、物性特征，结合拟合公式，对储层流体性质进行了含油性分析。43号层虽然岩性、物性较好，但Sw＞Swir，可动水含量已达到55%，含水率达到91%，含油饱和度只有25%，远远低于原始地层含油饱和度50%～80% 的标准，显示已经高水淹。39号～41号层岩性、物性、电性均较好，含油丰度较饱满，Sw≈Swir，Swm＝0，含水率在10% 左右，含油饱和度介于55%～65%，尚未水淹。39号～41号层共解释油层4.8m／3层，对这3层射孔压裂求产，初产油5.8t／d、水1.0m3／d，稳产油5.0 t／d，水0.7m3／d（见图5）。