介电扫描测井技术对水淹层评价效果分析

2015-02-17梁忠奎孙爱艳田晓冬田超国

特种油气藏 2015年4期

关键词：测井技术水淹矿化度

梁忠奎，孙爱艳，田晓冬，田超国

(中国石油冀东油田分公司，河北唐山 063004)

介电扫描测井技术对水淹层评价效果分析

梁忠奎，孙爱艳，田晓冬，田超国

(中国石油冀东油田分公司，河北唐山 063004)

对于注水开发油藏，油层水淹后，受混合地层水矿化度变化影响，电性特征复杂，仅以电阻率、孔隙度测井技术对水淹层进行识别难度较大。介电扫描测井技术是利用高频介电常数对地层水矿化度变化不敏感这一特性，结合孔隙度参数对水淹层含油性进行评价。从应用效果来看，该技术能够有效克服地层水矿化度变化，可对水淹层含油性进行客观评价，但受仪器探测深度浅、只反映冲洗带内含油气信息、泥浆侵入等影响，计算的含油饱和度偏低，评价时需建立相适应的测井解释标准。此外，该技术受井径变化影响较大，在井眼较差的井段，易造成曲线失真，在应用时要充分考虑井眼环境的影响。

介电扫描测井；水淹层评价；介电常数

0 引言

南堡陆地油藏深层岩性、物性、含油性变化大，油气层测井响应特征非常复杂，识别难度大[1-3]。注淡水开发加剧了地层水矿化度的复杂程度，原有的以电阻率、孔隙度为主的测井采集技术适应性差，无法满足水淹层评价要求[4]。由于高频介电常数对地层水矿化度变化不敏感，只反映储层含水体积信息，结合孔隙度参数能够计算出储层的含油饱和度。而介电扫描测井仪器与常规介电测井仪器相比具有采集信息量大、贴井壁测量、能够定量评价储层含油性等诸多优点，因此，在水淹层测井评价中引用介电扫描测井技术。

1 介电常数实验研究

对工区已有7口井45个样品的介电常数实验数据对比分析后发现，高频介电常数对水矿化度变化不敏感，与含油性线性关系良好，为在水淹层评价中引入介电扫描测井技术奠定基础。

1.1 介电常数与水矿化度关系

利用孔隙度相同的饱和岩样测得不同矿化度下高频、低频介电常数的变化规律(图1)。由图1可见，47 MHz的低频介电常数随矿化度增加呈小幅度增加趋势，200 MHz的高频介电常数随矿化度变化不明显。说明地层水矿化度变化对低频介电常数有一定影响，而对200 MHz的高频介电常数的影响可忽略不计。

图1 介电常数与地层水矿化度关系

1.2 介电常数与含油性关系

在孔隙度(17.01%)一定的条件下，测试200 MHz高频介电常数与不同矿化度下的含水饱和度关系(图2)。由图2可知，随着含水饱和度的增加，介电常数呈线性增加趋势明显，数据点收敛，且不同矿化度的介电常数之间差异不明显。这一现象充分说明，高频介电常数对含水体积变化敏感，间接反映了含油性信息。

图2 介电常数与含水饱和度关系

2 介电扫描测井仪器原理

介电扫描测井仪是斯伦贝谢推出的新一代介电测井仪器，适用于水淹层、低对比度油层以及低孔、低渗油气层等疑难储层的测井解释评价。仪器由2个发射器和8个接收天线组按照并列正交偶极子方式组成，并集成到曲面基板上，采用贴井壁的测量方式，工作频率分别为20、100、200、960 MHz，仪器探测深度为25.4～101.6 mm(冲洗带)，纵向分辨率为25.4 mm。从地层中测得径向信息、地质构造信息和岩石基质信息，通过解释模型反演各种频率下不同发射器和接收器所记录的数据，计算出含油饱和度等地层信息：

ε=ffreq(φt，Sw，εm，εo，εw，a，b)

(1)

So=1-Sw

(2)

式中：ε为地层介电常数；εm为岩石骨架固有介电常数；εw为水分子介电常数；εo为油气介电常数；φt为总孔隙度，%；Sw为含水饱和度，%；So为含油气饱和度，%；a、b为与岩石结构有关的参数。

3 介电扫描测井应用效果分析

南堡陆地油藏深层目标区开发单元沉积特征为一套小湖盆、多物源、近物源扇三角洲沉积体系，主要以扇三角洲前缘亚相为主，骨架砂体以水下分流河道砂和席状砂为主。油藏埋藏深、断块破碎、物性差、油水关系复杂、储层非均质强[5-7]。受注水开发的影响，目前主力油层均已出现水淹状况。由于采用浅层低矿化度注入水开发，油层水淹后电性特征复杂，常规测井技术对水淹层识别能力差[8-9]。为有效识别水淹层，引入介电扫描测井技术，结合生产实例对该技术的应用效果和影响因素进行分析。

X井是目标区的1口水淹检查井，111、121、131号层的岩性、物性与电性特征相近，在区域常规测井解释上满足油层解释标准。介电扫描测井评价结果显示(图3)：121号层介电计算含油饱和度接近30%；111、131号层介电计算含油饱和度在18%左右，121号层与111、131号层饱和度差异明显。考虑到泥浆侵入对近井地带含油饱和度的影响，介电扫描测井将121号层解释为油层、111、131号层解释为含油水层。油藏地质信息显示，111和131号层对应邻井注水层，累计吸水量分别为6.78×104m3和2.69×104m3，121号层邻井未对应注水层。结合常规测井评价技术，将111、131号层综合解释为强水淹层，121号层综合解释为油层。111、131号层单层试油，日产水大于10 m3/d，带油花，证实为强水淹层；121号层单层试油，日产油为7.83 t/d，含水率为7%，证实为油层。介电扫描测井在水淹层评价中取得良好的应用效果。由于介电扫描测井探测深度有限，只反映冲洗带内的含油气信息，因此含油饱和度计算结果低于地层的真实含油饱和度，需要建立与之相适应的测井解释标准，使介电扫描测井技术在水淹层测井评价中达到最好的应用结果。

介电扫描测井采用贴井壁的测量方式，且探测深度浅，易受井筒环境的影响。在井况较差的测井环境下，极板很难紧密贴合到井壁测量，采集的资料质量得不到保证，无法准确反映储层的真实信息。

Y井56号层为该地区发育的一套岩性较均匀的水层。井径曲线显示，该层2 680 m以下井眼扩径严重，2 670～2 680 m层段有缩径现象，2 670 m以上井况逐渐变好(图4)。

在井眼扩径井段，介电扫描测井曲线严重失真，失去了对储层评价的能力；在井眼缩径井段，介电扫描测井曲线也受到一定的影响，未能完全真实反映储层信息；2 670 m以上层段随着井径正常，介电扫描测井曲线质量恢复正常。而在同一深度，探测深度相对较浅的中子、密度测井曲线并未因井径变化表现出明显的曲线失真现象，