海上某油田PNN测井泥质校正及解释参数敏感性研究

张新雨，郭海敏　(长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉 430100)

穆永利　(中国石油集团西部钻探工程有限公司测井公司，新疆 克拉玛依 834000)

侯振永，马焕英　(中海油服油田技术事业部，北京 101149)



海上某油田PNN测井泥质校正及解释参数敏感性研究

张新雨，郭海敏(长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉 430100)

穆永利(中国石油集团西部钻探工程有限公司测井公司，新疆 克拉玛依 834000)

侯振永，马焕英(中海油服油田技术事业部，北京 101149)

[摘要]针对海上某油田PNN(pulse neutron neutron)测井泥质含量过高，计算参数选取不当对饱和度计算精度的影响，提出了F因子校正方法，用于消除泥质含量的影响。通过研究标准公式的6个参数的敏感性，准确确定解释参数，提高了饱和度计算精度。该方法在海上某油田进行测试，应用效果良好。

[关键词]PNN测井；泥质含量；F因子校正；饱和度

PNN(pulse neutron neutron)测井在一定程度上改进了传统脉冲中子测井的局限性，在低矿化度地层取得了较好的应用效果[1，2]。但是，泥质含量对饱和度计算结果的影响是解释过程中的难题。张锋等[3]通过蒙特卡罗模拟指出泥质含量增加会影响含水饱和度计算，对区分油水层不利。王可朝等[4]针对青海油田高泥质含量地层，采用交会图版实现了变骨架泥质校正求取剩余油饱和度的方法，但是该方法在海上某油田应用效果不好。为此，笔者通过分析泥质含量对PNN测井解释的影响，提出F因子校正方法，分析了6个参数的敏感性，其中水俘获截面和孔隙度线性增加时，含水饱和度非线性减小，且减小幅度越来越小，对解释参数的准确确定具有指导意义。

1泥质影响因素分析及校正

1.1PNN测井原理

PNN测井通过向地层发射14MeV的高能快中子，记录未被地层俘获的剩余热中子计数率，提取地层俘获截面，从而计算剩余油饱和度[5]。与传统的中子寿命测井相比，PNN测井有效避免了由本底伽马和延迟伽马所带来的影响，提高了含水饱和度计算的准确性。

1.2泥质分析及F因子校正方法

海上PNN测井受到多种因素的影响，主要包括泥质含量、管柱结构、井眼、仪器位置、地层矿化度、孔隙度等[6]。上述因素都会对热中子的衰减造成一定影响，给计算剩余油饱和度带来困难。通过对海上某油田实际PNN测井资料调研，高泥质含量是主要影响因素，泥质体积分数在20%～30%及以上对饱和度计算产生影响较大。

海上某油田部分储层存在泥质含量较高的情况，导致地层俘获截面(Σlog)偏大，从而导致计算的含水饱和度偏大。以海上某油田X井为例(如图1所示)，935～946m井段由于泥质体积分数(φ(sh))较高(20%～30%)，导致PNN测井计算的含水饱和度(Sw,PNN)与完井含水饱和度(Sw,c)相比过大。为此，引入F因子对计算模型的泥质含量进行校正(F因子校正法的适用条件为射孔层段的地层含水饱和度(Sw)变化不大，并且待校正层与未射孔层处于同一个层内)。

图1　海上某油田X井测井显示图

根据体积模型公式：

(1)

式中：Σma、Σsh、Σw、Σh分别为岩石骨架、泥质、地层水及烃的俘获截面，c.u.。

由式(1)可知，地层俘获截面为：

Σlog=[(1-φ(sh)-φ)Σma+φ(sh)Σsh+φ(1-Sw)Σh+φSwΣw]

(2)

引入校正因子F：

ΣF=[(1-φ(sh)-φ)Σma+Fφ(sh)Σsh+φ(1-Sw)Σh+φSwΣw]

(3)

由此可得：

(4)

图2为统计的海上某油田体积模型与增强图版F的取值范围。在低孔隙度、低矿化度条件下，建议选择增强图版校正值。

图2　标准体积模型F值分布(a)及增强图版F值分布(b)

2参数敏感性研究

根据式(1)可知，要准确计算Sw，需要准确确定Σlog、Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等7个变量。为此，笔者研究了上述变量参数对Sw计算的影响程度。

选取海上某油田Y井地层参数变化较小的储集层段(图3中的8420～8450ft井段)，分别对Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等6个参数进行敏感性研究。选择层位的原则是裸眼井测井环境与PNN测井环境变化不大(最大限度地保证地层环境一致性是该研究的基础)，生产年限较短，最好是未动用储集层(研究目标是储集层)，既能保证在研究Σma、Σsh等敏感性时裸眼井测井数据的可用性，又能保证在研究φ、φ(sh)等裸眼井参数敏感性时PNN测井数据的可用性。在上述原则下，改变任意一个计算参数，观察Sw的变化幅度，即能得到各参数在计算Sw时的敏感性。

图3　海上某油田Y井研究层段

为了突出各计算参数分别对Sw计算的影响，采取了控制变量法，保证其他参数不变，研究参数的均匀变化。在研究Σma、Σsh、Σw、Σh等参数敏感性时，为保证研究结果更符合实际情况，φ、φ(sh)以及Σlog均选择测量值。各参数的选取如表1所示。

表1　研究层段的参数取值

图4　不同Σma敏感性研究图

以Σma敏感性分析为例，从图4中可以看出，随着Σma线性增加，Sw随之线性减小；不同深度点的Sw随Σma的均匀增加而线性减少，Σma每增加1c.u.，8424～8427ft井段的Sw平均减少24.99%，8432～8436ft井段的Sw平均减少18.87%。

Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等6个参数敏感性分析结果如表2所示，可以看出，随6个参数值增加，Sw减小，其中随Σma、Σsh、Σh和φ(sh)均匀增加，Sw均匀减小；随Σw和φ增加，Sw非线性减小，且减小幅度越来越小。

表2　研究层段参数敏感性分析结果

3实例分析

X井为海上某油田受泥质影响较明显的井，且研究井段为未射孔层段。通过交会图版以及区块经验值，932～957m井段Σma、Σsh、Σw和Σh分别为18.4、30、46、17c.u.，φ及φ(sh)为裸眼井测量值，Σlog为PNN仪器测量值。采用C#语言实现了体积模型和增强图版法2种剩余油饱和度计算解释模块，由于该井矿化度为20000mg/L，选择增强图版计算Sw。对935～946m井段采用增强图版F因子校正方法进行泥质校正(F根据图2(b)统计值选择1.1)，校正后的Sw,PNN如图5所示，其值与Sw,c相差不大，基本符合海上某油田的认识规律。

图5　海上某油田X井F因子校正效果图

4结论

1)采用F因子校正方法分别对体积模型和增强图版进行泥质校正，对比校正前、后的Sw,PNN与Sw,c，校正效果较好，符合海上某油田认识规律。

2)通过参数敏感性分析，随Σma、Σsh、Σh和φ(sh)均匀增加，Sw均匀减小；随Σw和φ增加，Sw非线性减小，且减小幅度越来越小。

[参考文献]

[1]郭海敏.生产测井导论[M].北京：石油工业出版社，2003.

[2]黄志浩.PNN测井解释方法改进及应用[J].中国海上油气，2009，21(2)：94～95.

[3]张峰，王新光.脉冲中子-中子测井影响因素的数值模拟[J].中国石油大学学报(自然科学版)，2009，33(6)：49～50.

[4]王可朝，张函，慕生福，等.高泥质地层PNN测井的变骨架校正解释方法研究[J].科技促进发展，2012，(6):135～137.

[5]黄隆基.核测井原理[M].北京：石油工业出版社，1985.

[6]郭海敏，陈猛，黎明.南翼山油田低孔低渗储层PNN测井识别技术研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2012，34(6):81～82.

[编辑]龚丹

Shale Correction and Sensitivity of Interpretation Parameters of PNN Logging in An Offshore Oilfield

Zhang Xinyu，Guo Haimin，Mu Yongli，Hou Zhengyong，Ma Huanying

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofGeophysicsandOilResources，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

Abstract:In view of over high shale content and the influence of improper calculation parameters on calculation accuracy of saturation in PNN logging in an offshore oilfield, the method of F-factor correcting was proposed to eliminate the influence of the shale content. By studying the sensitivity of the 6 parameters of the standard formula, the interpreting parameters can be accurately determined to improve the accuracy of the saturation calculation.The method is tested in an offshore oilfield and the application effect is good.

Key words:PNN logging；shale content；F-factor correction；saturation

[中图分类号]P631.84

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2016)8-0031-05

[作者简介]张新雨(1992-)，女，硕士生，现主要从事油藏动态监测方面的研究工作，765991573@qq.com。

[基金项目]国家科技重大专项(2011ZX05020-006)。

[收稿日期]2015-12-04

[引著格式]张新雨，郭海敏，穆永利，等.海上某油田PNN测井泥质校正及解释参数敏感性研究[J].长江大学学报(自科版),2016,13(8):31～35.