低滲儲層剖面剩余油測井技術(shù)地質(zhì)應(yīng)用探討

張 遂,劉 淵,黨永潮 (中石油長慶油田分公司第一采油廠,陜西延安716000)

夏幼紅,張 立,郭 鑫 (中石化中原油田分公司采油院生產(chǎn)測井中心,河南濮陽457001)

張坤峰 (中原油田分采油二廠,河南濮陽457001)

安塞油田地處鄂爾多斯盆地陜北斜坡的中東部偏南,主要含油層系為三疊系延長組長6、長2油層,是鄂爾多斯盆地三疊湖盆由鼎盛期轉(zhuǎn)入衰退期時形成的三角洲前緣亞相沉積體系。該儲層巖性致密,油層物性差,平均喉道半徑0.31～0.48μ m,孔隙度為11%～13%,平均為12.3%,空氣滲透率1.29×10-3μ m2,變異系數(shù)0.47～0.5,排驅(qū)壓力0.5MPa,屬于低滲-特低滲油層。具有低孔、低滲,油水接觸關(guān)系復(fù)雜的特點。延長組長6、長2油藏縱向小層多,水驅(qū)規(guī)律復(fù)雜,水洗程度高,剩余油富集。近年來,將碳氧比測井、過套管電阻率測井、脈沖中子-中子測井3種剩余油測井方法用于現(xiàn)場實踐,目的是進行水淹層的判斷識別,認識高含水井各小層的水淹程度,尋找剩余油分布規(guī)律,進行綜合調(diào)整,提高油藏開發(fā)水平。與此同時,對這3種剩余油測井技術(shù)在低滲透油藏的適用性進行對比分析,從而找出合適的測井技術(shù)。

1 3種剩余油測井技術(shù)簡介

1.1 碳氧比測井

碳氧比測井即運用地層監(jiān)測儀進行剩余油飽和度測試,主要通過測量油層內(nèi)各小層碳元素與氧元素的比值,進而確定儲層的含油飽和度。測量主要采用物理方法,由中子管產(chǎn)生的快中子與地層的碳、氧原子發(fā)生非彈性散射,不同元素的原子要產(chǎn)生特定能量的伽馬射線能譜,通過記錄和分析這些伽馬能譜,從而獲得儲層飽和度參數(shù),確定水淹程度,評價剩余油分布。

1.2 過套管電阻率測井

圖1 過套管電阻率測量原理示意圖

過套管電阻率測井是一種電法測井方式,主要運用套管井電阻率測井儀 (CHFR)測量套管井中套管、產(chǎn)層電阻率,計算得到含油飽和度,進行剩余油富集程度評價[1]。主要采用點測方式,測量過程分為測量階段和刻度階段,如圖1所示。以上行測量為例,用位于CHFR儀器上端的電流電極發(fā)射電流,回路電極置于地面。發(fā)射電流到達套管后,有2種途徑到達地面的回路電極:①大多數(shù)電流直接通過鋼質(zhì)套管。②少部分漏失電流在地層中流動到達回路電極。儀器上有3組電壓電極接觸套管,通過測定每對電極間的壓降以測定漏失的地層電流和套管內(nèi)的阻抗變化關(guān)系。上述階段為測量階段。在刻度階段,發(fā)射電流的位置不變,但直接經(jīng)套管到達電流電極。通過對比這2個階段測量電流值的差異,計算地層電阻率。將過套管電阻率測井得到的套管井電阻率和裸眼井測井資料結(jié)合,運用儲層評價程序?qū)y量井段進行地層評價和飽和度解釋,可以得到套管井地層含油飽和度及綜合成果圖。該技術(shù)徑向測試距離可達到1.5m,可以評價剖面小層水淹程度和剩余油潛力。

1.3 脈沖中子-中子 (PNN)測井

脈沖中子-中子測井技術(shù)原理是通過脈沖中子測井儀的中子發(fā)生器向地層發(fā)射14MeV的快中子,經(jīng)過一系列的非彈性碰撞和彈性碰撞,中子減速,快中子成為慢中子,中子的能量與組成地層的原子處于熱平衡狀態(tài)時,中子不再減速,直到與地層內(nèi)其他元素原子核發(fā)生俘獲反應(yīng)[2]。利用 PNN測井儀器上長、短源距探測器上中子計數(shù)的比值可以計算儲層的含氫指數(shù)。據(jù)此可以計算測試井近井地帶含油飽和度,劃分水淹級別,進而確定剩余油分布狀況。

脈沖中子-中子 (PNN)測井適用于低礦化度、低孔隙度地層,測試速度一般為400m/h左右。工藝技術(shù)簡單,在不洗井的情況下起出原井油管,下入測井儀器至目的層段,經(jīng)過預(yù)熱即可直接進行測試,錄取數(shù)據(jù),完成地層特征信息采集,測試即可結(jié)束。該測井技術(shù)具有測試占井時間短、節(jié)省作業(yè)費用、精確度高的優(yōu)點。

圖2 中子與地層元素相互作用示意圖

2 3種剩余油測井技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用

最近幾年來,運用以上3種剩余油測井方法在低滲儲層采油井上進行了現(xiàn)場測試。這3種剖面剩余油飽和度測井技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用不僅豐富了剩余油飽和度監(jiān)測的手段,而且為油井下步開發(fā)調(diào)整起到了指導(dǎo)作用。

2.1 射孔層位優(yōu)選

對注水開發(fā)時間長,地下油水接觸關(guān)系復(fù)雜,注入水水驅(qū)方向復(fù)雜的區(qū)塊,在高含水區(qū)域剩余油富集規(guī)律認識難度大。為了了解該類型區(qū)塊剩余油分布狀況,對9口井進行碳氧比測井,采用點測方式,測速為50m/h,對測試井井筒狀況要求高,需要進行洗井作業(yè),并通井至人工井底。對地層孔隙度要求在20.0%以上,徑向探測半徑為30cm。測試之后,依據(jù)測試成果,采取了隔采、側(cè)鉆等措施,取得了一定的效果。以王1#井為例加以說明。

圖3 王1#井碳氧比測井解釋結(jié)果圖

王1#井投產(chǎn)初期含水15.2%,1995年10月見注入水,含水達到42.9%,累計產(chǎn)油3098t,累計產(chǎn)水782m3。該井于2004年9月16日進行碳氧比測井。測試結(jié)果見圖3。結(jié)果顯示,1191.0～1192.5m油層段為低水淹;1173.0～1173.5m油層段和1183.5～1188.0m油層段為中等水淹;1147.5～1150.5m油層段和1174.5～1177.0油層段為強水淹。分析認為該井近井地帶剩余油較為富集。2005年6月下旬在該測試井周圍部署側(cè)鉆井王側(cè)1#井,在測試結(jié)果顯示的未水淹層段進行射孔,射孔段分為1160.0～1164.0m和1188.0～1192.0m,共8.0m。王側(cè)1#井自2005年6月生產(chǎn)至今,累積產(chǎn)油4065t,累積產(chǎn)水1163m3,側(cè)鉆取得了較好的效果,進而驗證了該井的測試結(jié)果。

2.2 對油層進行綜合改造

對于多油層發(fā)育油藏,層間矛盾突出的區(qū)塊。為了認識主向油井剩余油分布狀況,在該類型井進行過套管電阻率測井。過套管電阻率剩余油測井技術(shù)測井以點測方式直接進行,測井儀器與套管內(nèi)壁的接觸程度影響測試精度,這一測井技術(shù)工藝簡單,無須洗井作業(yè),測試成果便于應(yīng)用。運用剖面剩余油測井技術(shù)資料成果,進行油井產(chǎn)層改造,取得了顯著的地質(zhì)效果。以杏2#井為例加以說明。

杏2#井產(chǎn)層為長油層和長油層,長層段射開1504.8～1505.8m、1508.0～1510.0m、1511.0～1512.0m 3個射孔段,長油層射開1532.0～1534.0 m、1536.0～1538.0m 2個射孔段,初期含水4.3%,周圍對應(yīng)水井2口,注水10mon之后,該井含水上升到52.6%,有見水見效顯示。該井進行過套管電阻率測井,測試解釋結(jié)果見圖4。

圖4 杏2#井CHFR測井綜合解釋成果圖

運用過套管電阻率測井資料現(xiàn)場測試出的儲層電阻率值與裸眼井電阻率值之間的差值來判斷測試井各油層段的水淹情況。當儲層電阻率值小于裸眼井電阻率值時,表明層段已水淹,差值越大,水淹越嚴重;當儲層電阻率值接近于裸眼井電阻率值,表明未水淹或水淹弱[3]。依據(jù)過套管測井水淹層判斷標準,測試油井長層為中等水淹,長層為油層,剩余油比較富集。結(jié)合周圍水井對應(yīng)情況,該井只有長層與周圍對應(yīng)注水井注水層位對應(yīng),下部長層射孔段無注水層位對應(yīng),分析認為該層沒有動用。測得該井近井地帶地層壓力為14.59MPa,壓力保持水平146.0%,認為地層能量充足。半年后,進行酸化解堵,隔采長層,目前在長層進行生產(chǎn)。

2.3 判斷油水界面

為了認識底水油藏剖面剩余油狀況,進一步判斷底水發(fā)育區(qū)油井近井地帶油水接觸關(guān)系,運用脈沖中子-中子測井技術(shù)在現(xiàn)場測試1口油井。以杏2#井為例加以說明。

圖5 賀1#井脈沖中子-中子測井解釋結(jié)果圖

3 結(jié) 語

低滲儲層剩余油測井技術(shù)是近年來在生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測油井剖面剩余油過程中形成的技術(shù)系列。在安塞油田低滲透儲層剩余油測試中,利用該類技術(shù)得到的成果對于油層地質(zhì)認識起到重要的指導(dǎo)作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。對3種剩余油測井技術(shù)進行比較發(fā)現(xiàn),對注水開發(fā)時間長,地下油水接觸關(guān)系復(fù)雜,注入水水驅(qū)方向復(fù)雜的區(qū)塊,可采用碳氧比測井技術(shù)。該技術(shù)對地層孔隙度要求在20.0%以上,徑向探測半徑為30cm,對測試井井筒狀況要求高,需要進行洗井作業(yè),并通井至人工井底。并且這一測試方法的準確度受到資料成果中未顯示裸眼完井時測試的含油飽和度影響,不便于與油井生產(chǎn)時測試的含油飽和度進行對比,因而存在一定的局限。對于多油層發(fā)育油藏,層間矛盾突出的區(qū)塊,可采用過套管電阻率測井技術(shù),徑向探測半徑在1.5～2.0m,該測井技術(shù)工藝簡單,無須進行洗井作業(yè),測試成果便于應(yīng)用。但是該測試技術(shù)的成本費用高,而且測井儀器與套管內(nèi)壁的接觸程度影響測試精度。對于低礦化度、低孔隙度地層,可采用脈沖中子-中子測井技術(shù),徑向探測半徑為50cm,測試準確度高,對測試井的井況要求低,不需進行洗井作業(yè),因此節(jié)省作業(yè)費用。比較上述3種測井技術(shù),認為脈沖中子-中子測井更加適用于低孔、低滲的儲層特征。

[1]王慶如,李萍.套管井電阻率測井在剩余油研究中的應(yīng)用 [J].中國海上油氣,2004,16(4):259～262.

[2]任建華.脈沖中子水流測井技術(shù)及其應(yīng)用 [J].油氣地質(zhì)與采收率,2006,13(3):91～93.

[3]馬世東,任瑞清.剩余油研究技術(shù)在馬嶺油田開發(fā)中的應(yīng)用[J].低滲透油氣田,2007,(2):16～18.