基于孔隙结构参数的淡水水淹层定性识别方法

王　晔， 王向公， 杨双定， 高山荣， 郑　儒， 边明莉

(1. 中国石油集团测井有限公司 华北事业部， 河北 任丘 062552；

2.长江大学 地球物理与石油资源学院， 湖北 武汉 430100；

3.中国石油集团测井有限公司 长庆事业部， 陕西 西安 710201；

4.中国石油集团测井有限公司 吐哈事业部， 新疆 哈密838202)



基于孔隙结构参数的淡水水淹层定性识别方法

王晔1， 王向公2， 杨双定3， 高山荣3， 郑儒4， 边明莉1

(1. 中国石油集团测井有限公司 华北事业部， 河北 任丘 062552；

2.长江大学 地球物理与石油资源学院， 湖北 武汉 430100；

3.中国石油集团测井有限公司 长庆事业部， 陕西 西安 710201；

4.中国石油集团测井有限公司 吐哈事业部， 新疆 哈密838202)

摘要：以W区块为研究对象，针对该区块储层岩性复杂、混合液矿化度变化大、测井响应特征复杂、水淹级别难以划分的难题，以实验资料和测井资料为基础，研发了孔隙结构参数的计算模型.结合投产资料，建立了相应的解释标准，形成了基于孔隙结构参数的淡水水淹层定性识别方法与技术,实际应用表明该方法效果良好.

关键词：淡水水淹层； 测井响应特征； 孔隙结构参数； 定性识别方法

W区块开发层系为三叠系Y组C段，该区块已注水开发多年，现采用扩边、调整等增产措施. 目前，该区块已投入注水开发，大部分井区注入水是淡水，为CaCL2型，氯根离子浓度5.0×10-5～7.0×10-5mol/mL,最大2.77×10-4mol/mL，属于典型的淡水水淹. 在水淹层中，储层中的物性、含油性等发生了相应变化，混合液矿化度变化大，测井响应特征复杂，致使水淹级别难以划分，增加了建立水淹层评价模型的难度.

由资料分析可知，对于水淹层来说，孔隙结构好的油层，注水前为高产油层，注水后，驱油效率高，水洗强度大，一段时间后变成强水淹层；孔隙结构差的油层注水前为低产差油层，注水后，驱油效率低，水洗强度小，形成弱水淹层甚至未被水淹[1]. 由此可见，孔隙结构与油层水淹程度有一定的关联性，因此可利用孔隙结构性质进行水淹层定性识别.

1孔隙结构类型分析及其参数求取

1.1孔隙结构类型分析

在注水开发过程中，储层中的粘土矿物受注入水的影响，也会发生一系列变化. 其中，这些变化主要受粘土矿物的化学成分、含量及其产状的影响. 对于中、强水淹层，由于储层孔隙较大、孔喉较粗，会形成优势渗流通道，粘土矿物容易直接被强水流冲走，致使泥质含量降低；对于弱水淹层，由于储层孔隙、孔喉半径较小，粘土矿物不仅不易被注入水冲走，而且会因为水敏的原因，被注入水浸泡发生水化、膨胀，堵塞孔隙和喉道，致使储层物性进一步变差[2].

图1为电镜扫描示意图. 从图中可以看出，未水淹和弱水淹主要发育为剩余粒间孔，孔隙内发育绿泥石膜和自生石英，水淹后粘土矿物绿泥石发育堵塞了喉道，喉道连通性较差；中水淹主要发育为剩余粒间孔；粘土矿物特征为局部高岭石书页状形态完整，伊利石桥接完好；水淹后大喉道比较干净，矿物少；强水淹孔隙类型为粒间孔、粒内溶孔，粒间孔道内发育绿泥石薄膜，水淹变化特征为大喉道矿物洗的较为干净，叶片状绿泥石均匀分布[3].

图1　电镜扫描示意图

1.2储层物性综合指数计算

表征储层孔隙结构参数很多，其大部分属于微观参数，仅依靠取样测试资料难以直接求取. 层物性综合指数(式1)作为储层孔隙结构参数与测井信息之间的纽带，在一定程度上可反映储层孔隙结构[4].

选取储层物性综合指数(Q)作为利用测井资料评价储层孔隙结构参数的中间环节，可以利用取心井段岩心物性分析数据计算储层的Q.

(1)

式中：K为渗透率，mD；φ为孔隙度，%.

1.3孔隙结构参数计算

通过对实验岩心的压汞毛管压力资料以及岩心物性资料进行分析，剔除部分质量较差的样品后，绘制储层物性综合指数Q和孔隙结构参数的交会图，发现物性综合指数与最大孔喉半径Rd及排驱压力Pd存在良好的相关性. 排驱压力与最大孔喉半径成反比，既排驱压力越小，最大孔喉半径越大，孔隙空间的连通性越好；排驱压力越大，水银能够进入岩样的最大孔喉半径越小，孔隙空间的连通性越差[5].

图2、图3为物性综合指数与最大孔喉半径和排驱压力的关系图.从图中可以看出，物性综合指数与最大孔喉半径和排驱压力的相关系数均达到了0.9以上，说明通过该图可以利用物性综合指数较准确的计算出最大孔喉半径及排驱压力.

图2　物性综合指数与最大孔喉半径关系

图3　物性综合指数与排驱压力关系

图4为WJ1井孔隙结构参数处理数据与实验数据对比图，WJ1井为研究区块的一口检查井，该井于2009年完井，射孔井段为1156～1162m，日产油0.9m3，日产水6.3m3. 从图中可以看出第二道和第三道分别为运用上述方法求取的排驱压力和最大孔喉半径，通过与压汞实验得到的排驱压力和最大孔喉半径值比较后发现处理结果与实验结果符合度较高，说明上文中提出的方法具有较高的准确性.

图4　WJ1井孔隙结构参数处理数据与实验数据对比

2水淹层识别及其识别标准建立

根据孔隙结构参数计算方法，使用测井资料计算出了排驱压力与最大孔喉半径，结合投产资料制作了排驱压力与最大孔喉半径关系图(图6).

图5　排驱压力与最大孔喉半径关系

根据该图，区分出了油层、弱水淹、中水淹、强水淹之间的划分界线. 分界线的函数表达式见公式(2)至公式(4).

Z1 = 3.9266 Pd - 3.385

(2)

Z2 = 5.0471 Pd - 3.2029

(3)

Z3 = 2.6957 Pd + 0.5544

(4)

根据排驱压力与最大孔喉半径关系图，建立了孔隙结构参数对淡水水淹层水淹级别划分标准，见表1.

表1孔隙结构参数对淡水水淹层水淹级别划分标准

水淹级别最大孔喉半径油层Rd

3应用效果分析

根据所研究的利用孔隙结构参数定性识别水淹层的方法，利用Fortran语言编制相应的处理程序，以Forward测井解释评价平台为工具对研究区块的15口井的15个试油层位进行处理，其中13层与投产结论相符，2层不符合，识别准确率为86.6% .

图6为W21井孔隙结构参数法应用效果图，该井投产日期为2013年，注入水为淡水，射孔层段为1 282～1 286m，前三个月日平均产液2.87m3/d、产油0.1t/d、含水率95.9%. 根据投产结论可以看出该井为强水淹层. 通过该效果图可以看出处理结论与试油投产结论相符，说明该方法在研究区块对淡水水淹层识别的可靠性.

图6　W21井孔隙结构参数法应用效果

4结束语

(1) W区块淡水水淹层由于岩性复杂、混合液矿化度变化大等因素的影响，水淹级别难以划分.

(2) 基于常规测井资料计算孔隙结构参数并建立相应的解释标准，通过对研究区块的15口井的15个试油层位进行处理，识别准确率达86. 6%，应用效果良好.

参考文献：

[1] 雍世和,张超谟. 测井数据处理与综合解释[M].东营：中国石油大学出版社,2007.

[2] 谭成仟,吴少波,宋社民.哈南油田水淹层测井响应特征及解释方法研究[J].西北地质,2000,33(1):42-49.

[3] 张晋言,刘海河,刘伟. 核磁共振测井在深层砂砾岩孔隙结构及有效性评价中的应用[J]. 测井技术, 2012,36(3):256-260.

[4] 袁伟,张占松,何小菊. 根据常规测井资料评价储层孔隙结构[J]. 科学技术与工程,2014,14(33):7-11.

[5] 邵维志,丁娱娇,刘亚,等. 核磁共振测井在储层孔隙结构评价中的应用[J]. 测井技术,2009,33(1):52-56.

(编辑：姚佳良)

Water flooded layer qualitative identification methods based on pore structure parameters

WANG Ye1, WANG Xiang-gong2, YANG Shuang-ding3,

GAO Shan-rong3, ZHENG Ru4， BIAN Ming-li1

(1.Huabei Division of China Petroleum Logging Group, Renqiu 062552, China;2. College of Geophysics and Oil Resources, Yangtze University, Wuhan 430100, China;3.Changqing Division of China Petroleum Logging Group, Xi′an 710201, China;4.Tuha Division of China Petroleum Logging Group, Hami 838202, China)

Abstract:To solve the problems of complex reservoir lithology, mixed liquor salinity changes, complex logging response and hard distinguishable water flooded level in the W region, based on experiment data and logging data, a computational model of pore structure parameters; with production data, a corresponding interpretation criteria was established, a layer of fresh water flooded qualitative identification methods and techniques that based on pore structure parameters were formed. Practical application proved that it had good effect.

Key words:fresh water flooded； logging response； pore structure parameters； qualitative identification method

中图分类号：P631.8+4

文献标志码：A

文章编号：1672-6197(2016)04-0041-03

作者简介：王晔，男，wangye_97@163.com

收稿日期：2015-07-30