王場(chǎng)油田水淹層測(cè)井識(shí)別與定量評(píng)價(jià)方法

汪成芳，趙欽陽，余嫦娥，鄧宏波

（1.中國石化江漢石油工程有限公司測(cè)錄井公司，湖北 潛江433123；2.長江大學(xué)，湖北 武漢430100）

王場(chǎng)油田目前已有多套層系嚴(yán)重水淹，不同儲(chǔ)層水淹特征不一致，致使油水關(guān)系日趨復(fù)雜化，加上老的測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)已不適應(yīng)開發(fā)后期的測(cè)井解釋評(píng)價(jià)工作，導(dǎo)致近幾年來王場(chǎng)油田測(cè)井解釋與試油結(jié)果不相符井逐年增加，大大降低了測(cè)井解釋符合率。

1 水淹層測(cè)井識(shí)別方法

1.1 定性識(shí)別水淹層

定性識(shí)別水淹層，就是根據(jù)測(cè)井曲線判斷油層是否水淹，定性指出水淹部位和水淹級(jí)別。定性識(shí)別水淹層一般采取“查特征、比鄰井、找水源”的方法，對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行分析對(duì)比和綜合評(píng)價(jià)。主要采用以下幾種方法定性識(shí)別水淹層。

1.1.1 電阻率下降法

對(duì)于某一特定的油藏，原始油層的電阻率應(yīng)該在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，在注水開發(fā)過程中，當(dāng)油層電阻率小于這一范圍后，就要考慮水淹的可能性，并且電阻率下降的幅度越大，水淹的級(jí)別就越高。

1.1.2 交會(huì)圖版法

交會(huì)圖版法是根據(jù)已開發(fā)油田的油層、水淹層和水層的測(cè)井資料，計(jì)算某些能反映油層水淹情況的參數(shù)，繪制一系列定性識(shí)別水淹層的交會(huì)圖版，用以快速判別新鉆加密井的油層、水淹層和水層。聲波時(shí)差和密度曲線主要反映儲(chǔ)層物性好壞，不同物性其水淹的程度是不同的。同時(shí)，深探測(cè)電阻率值大小不但與水淹程度有關(guān)，而且與儲(chǔ)層物性好壞也有關(guān)。因此，深探測(cè)電阻率與聲波時(shí)差和密度交會(huì)圖版可剔除儲(chǔ)層物性影響，僅反映儲(chǔ)層水淹信息，是各類交會(huì)圖中最有效的圖版方法之一（見圖1）。

圖1 王場(chǎng)油田補(bǔ)償聲波－深側(cè)向交會(huì)圖

1.1.3 可動(dòng)流體分析法

全面評(píng)價(jià)油層的水淹狀況，必須首先考慮兩個(gè)問題:一是產(chǎn)層內(nèi)是否含油；二是含油層內(nèi)是否存在著可動(dòng)水或可動(dòng)油，以及兩者同時(shí)存在時(shí)的相互關(guān)系。

一般采用束縛水飽和度Swir作為產(chǎn)層的最低含水飽和度，采用沖洗帶含水飽和度Sxo作為最高含水飽和度，采用含水飽和度作為反映含油性變化的參數(shù)，利用三種飽和度參數(shù)相結(jié)合，分析可動(dòng)水、可動(dòng)油是否存在以及可動(dòng)水和可動(dòng)油同時(shí)存在的相互關(guān)系，就可以判斷水淹層。

油層So＞Sor；Sw≈Swir；Swm＝0；

水淹層Sxo＞Sw＞Swir；So＞Sor；Sw＞Swir

水層Sw≈Sxo≈1；So＝Sor＝0；

干層Sxo≈Sw≈Swir；Swm＝0；Som＝0

其中，So＝Som＋Sor；Sw＝Swm＋Swir；So＋Sw＝Som＋Sor＋Swm＋Swir＝1。

1.1.4 王場(chǎng)油田水淹層綜合特征分析

王場(chǎng)油田油層水淹后，以自然伽馬曲線數(shù)值變低、聲波時(shí)差增大、電阻率測(cè)井值降低、含油飽和度下降為主要特征。根據(jù)取心資料、試油資料統(tǒng)計(jì)，油層水淹后地層含油飽和度明顯降低，原始地層含油飽和度大致在50%～80%之間，水淹后含油飽和度下降在25%～45%之間 （見圖2，3）。

圖2 WX10－5井水淹狀況圖

圖3 水淹前后含油飽和度變化對(duì)比圖

1.2 定量識(shí)別水淹層

水淹層的定量解釋與評(píng)價(jià)是通過計(jì)算以剩余油飽和度為核心的產(chǎn)層參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，這些參數(shù)包括儲(chǔ)層的泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率、含水飽和度、含油飽和度、含水率等。精確獲得測(cè)井解釋參數(shù)是獲得水淹油田剩余油飽和度及進(jìn)行水淹層測(cè)井評(píng)價(jià)的重要工作之一。

1.2.1 孔隙度解釋模型

根據(jù)取心資料，按油組分別制作巖心孔隙度－聲波時(shí)差交會(huì)圖和巖心孔隙度－密度交會(huì)圖，通過深度歸位，去除受泥質(zhì)影響較大的取心點(diǎn)和受井眼影響較大的測(cè)井點(diǎn)，由此來確定相關(guān)方程。

1）王場(chǎng)油田潛31油組相關(guān)方程為:

2）王場(chǎng)油田潛32油組相關(guān)方程為:

3）王場(chǎng)油田潛42油組相關(guān)方程為:

4）王場(chǎng)油田中區(qū)潛32油組相關(guān)方程為:

5）王場(chǎng)油田西區(qū)潛43油組相關(guān)方程為:

式中:Φc—巖心孔隙度，%；Δt—聲波時(shí)差，μs／m；ρb—密度，g／cm3。

1.2.2 滲透率解釋模型

經(jīng)驗(yàn)表明，孔隙度大的地層滲透率也相應(yīng)較高，滲透率常常隨著孔隙度的增大而明顯增高。

1）王場(chǎng)油田潛31油組相關(guān)方程為:

2）王場(chǎng)油田潛32油組相關(guān)方程為::

3）王場(chǎng)油田潛43油組相關(guān)方程為::

式中:Φ—測(cè)井孔隙度，%；K—滲透率，×10－3μm2。

1.2.3 剩余油飽和度解釋模型

精確確定剩余油飽和度是水淹層測(cè)井評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容，油田水淹后，儲(chǔ)層的潤濕性、孔隙結(jié)構(gòu)、地層水電阻率等都將發(fā)生一定程度的變化，因此，油層水淹后剩余油飽和度的解釋參數(shù)與水淹前相比會(huì)有所不同。根據(jù)王場(chǎng)油田水淹前后巖電參數(shù)的變化及巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出剩余油飽和度模型，其關(guān)系式為:

1.2.4 束縛水飽和度解釋模型

影響束縛水飽和度Swir的因素有泥質(zhì)含量、粉砂含量、孔喉半徑、巖石比表面、分選系數(shù)、孔隙度和粒度中值等。通過研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)塊束縛水飽和度與孔隙度 有較好的相關(guān)性，壓汞毛管壓力實(shí)驗(yàn)是確定束縛水飽和度的有效方法。其關(guān)系為:

式中:Swir－束縛水飽和度，%。

1.2.5 殘余油飽和度解釋模型

殘余油飽和度一般由沖洗帶地層電阻率采用阿爾奇公式計(jì)算，但由于沖洗帶混合水電阻率難以確定準(zhǔn)確，因而用本方法計(jì)算存在一定誤差。其關(guān)系式為:

式中:Sor——?dú)堄嘤惋柡投龋?。

1.2.6 油、水相對(duì)滲透率和產(chǎn)水率解釋模型

某一相流體的相對(duì)滲透率是該相流體的有效滲透率與絕對(duì)滲透率的比值，它是衡量一種流體通過巖石的能力大小的直接指標(biāo)。根據(jù)王場(chǎng)油田潛和潛兩套開發(fā)層系的相滲實(shí)驗(yàn)資料，分別建立了各開發(fā)層系的油、水相對(duì)滲透率同地層含水飽和度、束縛水飽和度和殘余油飽和度的關(guān)系式:

1）潛314＋5層系油、水相對(duì)滲透率、產(chǎn)水率分別為:

式中:a＝（1－Sw－Sor）／（1－Swir－Sor）；b＝（Sw－Swir）／（1－Swir）；Kro、Krw分別為油相和水相滲透率；a、b為含水飽和度、束縛水飽和度和殘余油飽和度綜合關(guān)系式。

2 方法檢驗(yàn)

對(duì)王場(chǎng)油田新鉆7口井中的14層進(jìn)行試油跟蹤，經(jīng)投產(chǎn)驗(yàn)證，7層符合，1層不符合，6層轉(zhuǎn)注，解釋符合率87.5%。試油結(jié)果證實(shí)，本文提出的水淹層測(cè)井識(shí)別與定量評(píng)價(jià)方法是可靠的，其評(píng)價(jià)結(jié)果也是可信的。

2.1 與巖心資料對(duì)比檢驗(yàn)

圖4顯示，測(cè)井計(jì)算的孔隙度、滲透率與巖心分析結(jié)果吻合性較好，測(cè)井計(jì)算孔隙度與巖心分析孔隙度絕對(duì)誤差平均值為0.77%，測(cè)井計(jì)算滲透率和巖心分析滲透率絕對(duì)誤差平均值為11.45×10－3μm2。測(cè)井資料反映20號(hào)層底部、21號(hào)、22號(hào)層雖然物性較好，但電阻率測(cè)井值已明顯降低，含水率介于80% ～98%，含油飽和度介于30% ～35%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原始地層含油飽和度50% ～80% 的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)不同程度的中、高水淹，剩余油挖掘潛力不大。24號(hào)層因物性較差，尚未水淹。對(duì)22號(hào)層3 044.8m～3 051.0m進(jìn)行射孔，射后直接轉(zhuǎn)注。

圖4 WX5X－5井巖心對(duì)比圖

2.2 完井試油結(jié)果檢驗(yàn)

WX4－8井是王場(chǎng)油田的一口生產(chǎn)井。根據(jù)曲線的巖性、電性、物性特征，結(jié)合擬合公式，對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)進(jìn)行了含油性分析。43號(hào)層雖然巖性、物性較好，但Sw＞Swir，可動(dòng)水含量已達(dá)到55%，含水率達(dá)到91%，含油飽和度只有25%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原始地層含油飽和度50%～80% 的標(biāo)準(zhǔn)，顯示已經(jīng)高水淹。39號(hào)～41號(hào)層巖性、物性、電性均較好，含油豐度較飽滿，Sw≈Swir，Swm＝0，含水率在10% 左右，含油飽和度介于55%～65%，尚未水淹。39號(hào)～41號(hào)層共解釋油層4.8m／3層，對(duì)這3層射孔壓裂求產(chǎn)，初產(chǎn)油5.8t／d、水1.0m3／d，穩(wěn)產(chǎn)油5.0 t／d，水0.7m3／d（見圖5）。

圖5 WX4－8井水淹層定量評(píng)價(jià)解釋成果圖

3 結(jié)束語

1）根據(jù)王場(chǎng)油田水淹層特點(diǎn)，總結(jié)出定性識(shí)別水淹層的方法。油層水淹后，以自然伽馬曲線數(shù)值變低、聲波時(shí)差增大、電阻率測(cè)井值降低、含油飽和度下降為主要特征。

2）利用巖心分析資料及試油生產(chǎn)資料，結(jié)合常規(guī)測(cè)井資料，進(jìn)行了水淹層定量解釋方法研究，確立了王場(chǎng)油田水淹層評(píng)價(jià)中各參數(shù)的計(jì)算方法。經(jīng)新井投產(chǎn)證實(shí)，研究得到的解釋模型和方法適用于王場(chǎng)油田水淹層測(cè)井識(shí)別與定量評(píng)價(jià)工作。

［1］楊世剛.高含水期粉砂巖儲(chǔ)層水淹層解釋方法研究［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，25（4）:63～65.

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