全譜飽和度測井在塔河碎屑巖儲層評價中的應(yīng)用

王勤聰，馬立新，許克亮，鄒寧

（中國石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

0 引 言

脈沖中子測井是在套管井中確定地層剩余油飽和度最常用的方法。塔河油田使用的SMJ－D型中子壽命測井儀只適應(yīng)高礦化度地層；PNN測井在一定程度上擴展了儀器對低孔隙度、低礦化度儲層的應(yīng)用范圍，但其測量信息少，PNN測井單位時間內(nèi)中子產(chǎn)額較低，測量精度受到限制。引進的PND－S儀器包含了非彈和俘獲2種模式，沒有打破傳統(tǒng)測量方法的限制，測井過程中的大量有用信息沒有能夠提取和利用［1］；同時，存在進口儀器配件昂貴，測井成本高的問題。塔河油田碎屑巖開發(fā)區(qū)塊目前普遍進入中高含水期，剩余油飽和度評價已經(jīng)成為油田開發(fā)中的重要測井方法之一，在油田的勘探開發(fā)過程中發(fā)揮著日益重要的作用［2］，因此，需要引進新型的全譜飽和度測井儀及配套解釋方法，完善該油田飽和度測井方法，滿足油田開發(fā)生產(chǎn)需求。

1 全譜飽和度測井技術(shù)特點

1.1 全譜飽和度測井

全譜飽和度測井全稱為脈沖中子全譜飽和度測井 （Pulsed Neutron Spectrum Satruation Log，PSSL），該儀器集碳氧比能譜測井、碳氫比能譜測井、氯能譜測井、中子壽命測井于一體，通過測量不同時間不同過程的特征伽馬射線的時間和能量分布，形成了4種伽馬射線譜，其信息覆蓋了快中子與物質(zhì)作用的所有過程。其中非彈散射伽馬、俘獲伽馬能譜、熱中子衰減時間譜充分反映了井眼和地層信息，能在10%以上孔隙度和可變礦化度條件下，對套管、水泥環(huán)等介質(zhì)外地層的剩余油飽和度進行測量；活化伽馬能譜及其時間譜用于尋找各種管內(nèi)、管外水流，可以對油井中出現(xiàn)的竄槽等問題進行監(jiān)測，為處理解釋提供更加全面的原始資料。多種測井方法的互相印證，使得儲層評價測井解釋符合率大大提高。

1.2 技術(shù)特點

全譜飽和度測井儀器具有7種不同的工作模式（見表1）。儀器利用同一套電路，采用脈沖合成技術(shù)，實現(xiàn)脈沖中子源的中子脈沖寬度從十幾微秒到600μs、甚至直流，多種測量時序和0～20 k Hz重復(fù)頻率的合理組合，可滿足不同工作模式的測井需要（見圖1）。

表1 全譜飽和度測井模式

圖1 全譜各種模式陽極脈沖圖

2 PSSL測井在碎屑巖儲層評價中的應(yīng)用

塔河油田的地層水礦化度普遍較高，主體采油區(qū)礦化度最高為2.55×105mg／L，最低的井也高達1.82×105mg／L，所以一般使用俘獲測量信息進行處理，并用C／O測量信息作為參考。但對于一些可能發(fā)生淡水泥漿侵入的井則需以碳氧比測井信息為主對儲層進行評價，可以彌補單一測量方式可能造成的解釋偏差。通過對3井次PSSL資料的精細處理解釋和綜合分析，對PSSL測井在塔河油田碎屑巖儲層的適用性得出了較合理的結(jié)論。

2.1 PSSL測井不同測量模式測井響應(yīng)特征

圖2是全譜飽和度測井曲線及成果圖。圖2的左邊1～6道中，分別是氧活化計數(shù)、宏觀俘獲截面、氯能譜曲線道、碳氧比曲線道、井溫、套后孔隙度等原始曲線。這部分可對地層直觀快速分析，是定量解釋基礎(chǔ)。

套前套后孔隙度對比道在泥巖段擴徑存在時，水泥膠結(jié)不好可以導(dǎo)致該道過覆蓋現(xiàn)象發(fā)生；碳氧比直觀解釋道包括碳氧比、純水層碳氧比、井徑曲線，給出純水層碳氧比曲線和純油層碳氧比曲線，利用2條曲線間的包絡(luò)面積確定剩余油；巖性分析道包括（有效）孔隙度、泥質(zhì)含量、粉砂含量、鈣質(zhì)含量，該道的填充采用通用符號反映泥質(zhì)、粉砂、細砂、鈣質(zhì)等，該分析為剩余油分析提供了基礎(chǔ)；孔隙度、飽和度道主要反映地層的油與可動水之間的體積對比、及地層中油的動用情況、高含水位置，是孔隙內(nèi)油水關(guān)系分析關(guān)鍵參數(shù)；相滲透率分析道包括總（有效或液體）滲透率、油相滲透率，用點型填充油相滲透率反映油的滲透能力，是分類建立標準的關(guān)鍵參數(shù)；產(chǎn)水率分析道由于產(chǎn)水率與產(chǎn)油率歸一，該道對產(chǎn)油率填充為單一顏色就可以反映產(chǎn)水率；產(chǎn)油、產(chǎn)水指數(shù)道是產(chǎn)能分析增加道址，該道可以對比各個層的產(chǎn)能，區(qū)分各類滲透性地層的產(chǎn)液能力。

2.2 PSSL測井資料在碎屑巖儲層評價中的應(yīng)用

2.2.1 儲層的剩余油評價

K井是塔河油田勘探區(qū)塊油藏評價井，2006年8月11日對4 171.0～4 183.0 m井段射孔完井。2006年8月17日使用6 mm油嘴投產(chǎn)，日產(chǎn)油41.4 t，不含水，生產(chǎn)后期含水逐漸升高。該井射孔部位處于底水活躍層上部，屬彈性能量開采，層間滲透率級差較大，剩余油分布不均勻；并且該井地層水礦化度較高，但對于使用淡水泥漿修井的已射孔儲層，采用中子壽命測井存在缺陷。如果儲層受到淡水泥漿侵入的影響，中子壽命資料會將受污染的水層識別為油氣層，但碳氧比資料仍是水層的顯示，碳氧比組合中子壽命模式能夠避免淡水泥漿污染造成的誤解釋，同時全譜測量中的氧活化資料能夠為分析層間水流動態(tài)提供依據(jù)，因此利用全譜飽和度測井對該井進行飽和度評價。

從解釋結(jié)果可以看出，射孔井段4號層從孔隙度、滲透率及前期較低的產(chǎn)量數(shù)據(jù)看是低孔隙度低滲透率油層，從歸零化碳氧比覆蓋曲線道看，歸零化碳氧比曲線離開純水層碳氧比曲線、趨向純油層碳氧比曲線，為油層指示。未射孔井段：5號層的高滲透部分已經(jīng)低水淹，但低滲透帶剩余油還存在；6號層上部（4 180.5～4 182.5 m 井段）是油層；中部（4 182.5～4 192 m井段）是因上次生產(chǎn)產(chǎn)生的局部水錐形成的過渡帶，明顯看出高滲透部位已經(jīng)水淹，低滲透帶有殘余油存在，含剩余油層段與7號層相通，表明利用關(guān)井壓水錐辦法效果不明顯。7號層是水層，層內(nèi)油是殘余油。從氧活化測井看出6號層中部（4 183～4 187 m井段）水流活動頻繁，表明目前該部位剩余油與水的交換，由于沒有上下干擾存在，因此推測是該層自身紊流所致。4 173～4 175 m井段中子壽命測井顯示在與下部層段孔隙度相同情況下，俘獲截面數(shù)值明顯降低，解釋剩余油分布與碳氧比解釋結(jié)果相仿。針對該井油氣水分布，建議對原射孔段進行擠堵，封閉出水通道，對4 173～4 175 m井段剩余油飽和度較高的層段重新射孔挖潛。射孔試油后日產(chǎn)液25 m3／d，含水58.5%（見圖2）。

2.2.2 PSSL中子壽命測井資料在凝析氣藏的應(yīng)用

PSSL儀器有多種測量模式，在儀器不出井的情況下通過地面軟件控制，根據(jù)需求改變不同測量模式滿足不同地層條件下測量要求，即可在淡水地層或地層水未知情況下應(yīng)用碳氧比模式進行儲層評價，也可以在高礦化度地層單獨使用中子壽命模式進行測量。

圖2 K井PSSL碳氧比組合壽命模式測井曲線圖

Y井是雅克拉構(gòu)造上的1口開發(fā)井，該井區(qū)地層水礦化度為1.2×105mg／L，為CaCl2型地層水。經(jīng)過長期開發(fā)生產(chǎn)，高含水，低產(chǎn)低效，油壓緩慢下降，生產(chǎn)不穩(wěn)定。該井測井前日產(chǎn)油4.15 t，日產(chǎn)氣2.8×104m3，含水92.6%。利用PSSL全譜飽和度測井的俘獲資料解釋，原生產(chǎn)層段5 300.5～5 304 m孔隙度為11.2%，俘獲截面數(shù)值為18.5 c.u.（非法定計量單位，1 c.u.＝1×10－3cm－1，下同），含水飽和度為98%，為特高水淹層。射孔段下部5 304～5 312 m有較好的含油飽和度，未進行射孔，孔隙度為14%，俘獲截面數(shù)值為14.8 c.u.，含水飽和度較低，為32%（見圖3）。

該井全譜飽和度測井顯示，在厚層砂巖中出現(xiàn)了上水下油的特殊油水分布現(xiàn)象，綜合分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是5 304～5 312 m層段的垂直滲透率遠小于水平滲透率，導(dǎo)致層段上部的射孔段被邊水水淹，但下部油氣層未能動用；因此建議對該層進行射孔試油。經(jīng)過修井后對該層射孔，日產(chǎn)油63.12 t，氣2.22×105m3，含水0.4%。PSSL儀器的中子壽命模式能夠準確反映高礦化度地層剩余油分布，達到良好測量效果。

圖3 Y井PSSL俘獲模式測井曲線圖

2.3 PSSL中子壽命模式與PND中子壽命模式測井資料對比

S井是塔河油田某構(gòu)造上的1口探井（該井區(qū)地層水礦化度為2.1×104mg／L，CaCl2水型，孔隙度18%～20%），在三疊系套管固井后5 d左右進行了PND俘獲模式測井。在第1次測井10個月之后，該井進行PSSL中子壽命模式測井，從2次俘獲截面曲線對比（見圖4）可以看出，在泥巖段及砂巖上部油氣層都有很好的相關(guān)性（4 575～4 603 m井段），但砂巖段俘獲截面差異較大，生產(chǎn)一段時間后，該井油水界面有明顯升高變化，油水界面從原來的4 613 m上升到4 604 m；4 610～4 647 m之間的水層中PND測井俘獲截面曲線呈鋸齒狀變化，數(shù)值低值21.3 c.u.，高值32.6 c.u.；PSSL俘獲模式測井俘獲截面曲線有明顯變化，原來測井顯示的俘獲截面曲線的鋸齒狀變化幾乎完全消失，低俘獲截面數(shù)值明顯升高（該段未射孔），數(shù)值在30.8 c.u.左右。根據(jù)2次測井曲線對比分析可知，PND測井的俘獲截面曲線出現(xiàn)的俘獲截面鋸齒狀變化不是殘余油信息，而是受到淡水泥漿侵入影響。該井2次測井資料對比可以看出，PSSL俘獲模式能夠取得與PND俘獲模式同樣的測量效果；時間推移測井不僅能夠了解油水界面變化也能使我們了解到厚層砂體的鉆井液侵入形態(tài)和變化。

圖4 S井全譜飽和度測井成果對比圖

3 結(jié) 論

（1）脈沖中子全譜飽和度測井有許多儲層飽和度評價方法不能比擬的優(yōu)越性，特別是儀器下井后通過軟件控制，可以改變測量模式，記錄不同測井模式的測井?dāng)?shù)據(jù)，綜合利用多種測井曲線，實現(xiàn)對地層準確評價。

（2）在塔河油田碎屑巖低孔隙度低滲透率儲層、凝析氣層全譜飽和度測井能定量評價儲層并可將儲層進行精細劃分；對于同一大套地層，利用縱橫向滲透率級差可以進行層內(nèi)剩余油解釋和評價，在實際應(yīng)用取得了較好效果。

［1］ 袁秀婷，張書經(jīng).PND測井在塔河油田碳酸鹽巖儲層中的應(yīng)用［J］.中國西部油氣地質(zhì)，2006，2（1）：114－118.

［2］ 黃志潔，王林根，徐鳳陽，等.動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在海上某一油氣田中的應(yīng)用［J］.測井技術(shù)，2008，32（3）：281－284.

［3］ 郭海敏.生產(chǎn)測井導(dǎo)論［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003：30－32.