安塞特低滲透油藏水淹層識別方法及應(yīng)用

張洪軍，高月剛，王學(xué)生，王瑞剛,張昊澤,李二黨,王磊飛

(1.中國石油長慶油田公司第一采油廠,陜西 延安 716000;2.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心,北京 100083)

安塞特低滲透油藏水淹層識別方法及應(yīng)用

張洪軍1，高月剛1，王學(xué)生1，王瑞剛1,張昊澤2,李二黨1,王磊飛1

(1.中國石油長慶油田公司第一采油廠,陜西 延安 716000;2.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心,北京 100083)

安塞油田部分區(qū)塊已進入中高含水階段，水驅(qū)狀況和剩余油分布復(fù)雜，現(xiàn)有井網(wǎng)條件下老油田提高采收率難度加大，根據(jù)測井資料和測井響應(yīng)綜合分析水淹油層電性特征及水淹機理，定量定性評價油層水洗程度和水淹狀況，形成了安塞油田水淹層解釋方法，且符合率達高到90%左右。

安塞油田 孔喉半徑 水淹層 測井響應(yīng) 剩余油

目前，我國絕大多數(shù)油田都廣泛采用注水開發(fā)，并且多數(shù)油田已進入高和特高含水的開發(fā)階段，即使含水已達80%以上，可采儲量采出程度仍只有63%，累計采油量還不到可采儲量的三分之二，還有三分之一以上的原油沒有采出[1]。這一方面說明我國高含水油田仍具有挖潛和提高采收率的巨大潛力，另一方面則要求在產(chǎn)水率很高的條件下準(zhǔn)確地評價水淹層。

隨著油田注水開發(fā)，主力油層被水淹的情況越來越嚴(yán)重，在此情況下，國內(nèi)外在測井技術(shù)和解釋方法方面都做了一定程度的研究，在目前水淹層定量解釋方法中，大多使用了阿爾奇公式和擴展的阿爾奇公式(對其公式中各個參數(shù)的影響因素進行校正)，但是，各自所研究的解釋方法都具有一定的局限性且不宜推廣[2-3]，各油田現(xiàn)有的水淹層測井解釋方法都有不同程度的缺陷。國外，尤其是俄羅斯，在水淹層測井解釋方面做的工作較多，但也沒有形成一種很有效的水淹層解釋方法，解釋符合率一直不能令人滿意。特別對于“三低”油藏，由于儲層在縱、橫向上的各向異性和非均質(zhì)性更為嚴(yán)重，造成注水驅(qū)油和沖刷過程更為復(fù)雜。油層水淹后，其物性參數(shù)及巖性、含油性等參數(shù)發(fā)生一系列變化，測井響應(yīng)呈現(xiàn)多樣化，從而增加了水淹層測井解釋難度,水淹層測井解釋仍是當(dāng)今石油工業(yè)中的一個世界性的難題。本文主要從油層水淹后，研究油層巖性變化、含油性變化、物性變化和電性變化等四性關(guān)系變化，從而更清楚地展現(xiàn)低滲透油田油層水淹標(biāo)志，同時結(jié)合動態(tài)特征反演其變化過程。從其應(yīng)用效果來看，該方法符合率較高。

1 安塞油田水淹級別劃分

安塞油田經(jīng)過30多年注水開發(fā)，隨著注水開發(fā)時間的延長，油井水淹逐年增多，已經(jīng)進入開發(fā)中后期，結(jié)合中國石油標(biāo)準(zhǔn)[4-5](SY/T6718水淹層測井解釋規(guī)程)，同時根據(jù)目前安塞油田所處的開發(fā)階段(中后期)，將安塞油田水淹級別按產(chǎn)水率fw劃分為四級，分別為未水淹(油層)fw<20%，弱含水20%≤fw≤40%，中含水40%≤fw≤80%，強含水fw>80%。

2 油層水淹測井相應(yīng)特征

安塞油田平面上受人工裂縫和天然裂縫影響，主向油井快速見水并水淹，平均見水周期17個月，平均水線推進速度1.21 m/d，側(cè)向油井見水周期較長，見水周期在3～5a，平均水線推進速度0.38 m/d，剖面上主向油井縱向上水淹厚度大，水淹程度高，側(cè)向井水淹程度低，剩余油富集，統(tǒng)計水淹層測井資料567口、試油資料236口、歷年剩余油測試資料125口，綜合對比研究，總結(jié)分析出安塞油田水淹油層存在以下特征。

2.1電阻率Rt呈不對稱“U”型變化

安塞油田目前平均含水已達到60%左右，由加密調(diào)整井電阻率Rt與產(chǎn)水率fw的關(guān)系可知，隨著含水升高，電阻率呈不對稱“U”型變化規(guī)律。當(dāng)Rt≥25Ω·m時，出現(xiàn)高含水井的幾率增大；當(dāng)3040 Ω·m時，表現(xiàn)為高水淹。(見圖1)

圖1 加密井電阻率Rt與產(chǎn)水率fw關(guān)系

主要原因是水淹初期和中期地層水還未充分淡化，含水飽和度上升，電阻率降低。水淹后期，驅(qū)油效率降低，含水飽和度上升速度較慢，地層水的淡化對地層電阻率的影響逐漸起主導(dǎo)作用，地層電阻率達到或超過油層電阻率。

從變化程度來看，低水淹層電阻率一般變小，變化幅度為-15%～0%；

中水淹層電阻率可能變小也可能略為變大，變化幅度-10%～5%以內(nèi)；

高水淹層電阻率一般變大，變化幅度大于5%。(見圖2)

圖2 不同水淹級別電阻率變化幅度

2.2聲波時差A(yù)C增大

油層水淹后，聲波時差A(yù)C一般情況增大，其機理為長期注水開發(fā)，油層中含量較高的蒙脫石等粘土礦物會吸附膨脹，使巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，總孔隙度增大，呈離散狀附著在砂巖顆粒表面或占據(jù)粒間孔隙空間的粘土礦物和泥質(zhì)成分可能被注入水溶解或沖走[5]，造成儲集層孔隙喉道半徑增大，地層壓力上升到原始地層壓力以上，形成裂縫。此外，鉆井過程中在地層中產(chǎn)生徑向裂縫。油層、低水淹、中水淹井聲波時差變化不大，但對于高水淹井，水淹段聲波時差A(yù)C增加較大(見圖3。)

圖3 不同水淹程度聲波時差A(yù)C變化對比

圖4 X井C611-2測井解釋綜合圖

例如：從X井C611-2層測井綜合圖可見(見圖4)，聲波時差達到266.5 μs/m，鄰井××1井聲波時差為245.5 μs/m，因此判斷該井C611-2層為高水淹，該井試油日產(chǎn)油0.00 m3，日產(chǎn)水10.53 m3，投產(chǎn)后含水100%，與試油、投產(chǎn)結(jié)果一致。

2.3自然電位SP發(fā)生基線偏移或幅度變化

由于儲層層內(nèi)非均質(zhì)性，水淹部位地層水礦化度被淡化，從而引起自然電位SP基線發(fā)生偏移或幅度變化。若自然電位SP上部基線偏移，表明油層上部水淹，若自然電位SP下部基線偏移，表明油層下部水淹。自然電位SP偏移越大[7-9]，水淹程度越高，若油層中部或全部水淹，自然電位SP基線不偏移，但幅度下降。17口不同水淹程度加密調(diào)整井測井曲線顯示，主要以自然電位SP曲線上部負偏移為主，即油層上部水淹，占統(tǒng)計井的58.8%，自然電位SP曲線不偏移，幅度下降主要為高水淹井(表1)。

表1 17口加密井自然電位SP曲線變化

2.4泥質(zhì)含量降低，自然伽馬值變小

通過325口加密井資料和周圍老井測井資料對比，弱水淹層、中水淹層到強水淹層與老鄰井相比，泥質(zhì)含量都有不同程度的降低，強水洗泥質(zhì)含量降低在10%～15%之間。

3 應(yīng)用效果及認識

3.1優(yōu)化加密井改造

對40口新打加密井利用上述方法進行了水淹層識別，并進行了射孔位置和儲層改造參數(shù)優(yōu)化。從優(yōu)化前后試油結(jié)論看，試油產(chǎn)水率由54.7%下降至14.1%，取得了較好效果。因此，水淹層識別方法能夠有效指導(dǎo)加密井現(xiàn)場射孔位置優(yōu)化和精細儲層改造。

例如：Wj**井C611-2層測井綜合解釋圖顯示1號層電阻率Rt異常高，判斷該層段高水淹層，對該井C611-2層2號層進行射孔，試油結(jié)論為52.46m3純油(見表2)。

表2 安塞油田加密區(qū)優(yōu)化前后儲層改造效果對比

3.2動用老井未見水油層剩余油

堅持6個不等于的原則，即“油田高含水不等于每口井都高含水、油井高含水不等于每個層都高含水、油層高含水不等于每個部位、每個方向都高含水、地質(zhì)工作精細不等于認清了地下所有的潛力、開發(fā)調(diào)整精細不等于每個區(qū)塊、井和層都已調(diào)整到位”，利用上述方法，通過補孔和對未壓開油層段重復(fù)改造等手段，動用未水洗油層剩余油，2013-2014年共實施68口，平均單井日增油1.21 t，累計增油1.9×104t，平均有效期16個月，射開程度由32.1%提高到81.2%，水驅(qū)控制程度增加8.6%(見圖5)。

圖5 動用未水淹段井采油曲線

4 結(jié)論

(1)安塞油田C6油藏水淹層測井曲線特征主要表現(xiàn)在電阻率Rt、自然電位SP、聲波時差A(yù)C曲線的變化。電阻率Rt呈不對稱“U”型變化規(guī)律，當(dāng)Rt≥25Ω·m時，出現(xiàn)高含水井的幾率增大，當(dāng)3040Ω·m時，表現(xiàn)為高水淹；自然電位曲線主要以上部負偏移為主，即油層上部水淹，自然電位SP曲線不偏移，幅度下降主要為高水淹井；油層、低水淹、中水淹井聲波時差變化不大，但對于高水淹井，水淹段聲波時差A(yù)C增加較大。

(2)運用儲層水淹過程中電阻率Rt變化規(guī)律、自然電位SP基線偏移或幅度變化、聲波時差A(yù)C增大均能較好地識別水淹層,但存在一定局限性。針對這一局限性，通過多條曲線組合指標(biāo)變化識別水淹層，有效提高了水淹層識別的精度。

(3)水淹層識別方法能有效指導(dǎo)加密井現(xiàn)場射孔位置優(yōu)化和精細儲層改造，提高區(qū)塊開發(fā)效果，對安塞油田長關(guān)井的恢復(fù)生產(chǎn)及低產(chǎn)低效井的治理提高了技術(shù)方向。

[1] 孫全力，馮文光，姚昌宇.半封閉邊水油藏特高含水期剩余油分布特征[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,(3):18-19.

[2] 劉正鋒，王天波.復(fù)雜注水條件下儲層電性物性變化機理實驗研究[J].測井技術(shù)，2005，29(4):293-298.

[3] 侯連華，王京紅，劉澤容.水淹層測井評價方法[J].石油學(xué)報，1999，20(3):19-21.

[4] 俞軍，耿昕，李曉輝.低滲透油藏巖電實驗方法改進及應(yīng)用效果[J].測井技術(shù)，2006，30(5):19-21.

[5] 荊萬學(xué)，陳永吉.淺談阿爾奇公式的物理學(xué)原型[J].測井技術(shù)，1997，21(4):289-291.

[6] 夏宏泉，陳福煊，劉之的.阿爾奇公式中m、n參數(shù)與地層水礦化度、圍壓和溫度的實驗關(guān)系研究[J].國外測井技術(shù)，2002,17(5):51-54.

[7] 魏玉梅，王文榮.水淹層解釋方法研究及應(yīng)用[J].國外測井技術(shù)，2000，15(3):8-11.

[8] 趙培華.油田開發(fā)水淹層測井技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003:12-23.

[9] 高印軍.水淹層測井解釋技術(shù)研究與應(yīng)用[J]石油勘探與開發(fā)，2001,28(5):42.

(編輯 王建年)

Recognition method for water-flooded layers in Ansai extra-low permeability reservoir and its application

Zhang Hongjun1,Gao Yuegang1，Wang Xuesheng1，Wang Ruigang1,Zhang Haoze2，Li Erdang1,Wang Leifei1

(1.No.1OilProductionPlantofChangqingOilfildCompany,PetroChina,Yan'an，716000,China;2.OilandGasResourcesStrategicResearchCenterofMinistryofLandandResources，Beijing100034，China)

Since some blocks in Ansai Oilfield have entered the middle-high water cut stage，water-flooding condition and remaining oil distribution are complex.Under the condition of current well pattern，it is difficult to increase oil recovery of mature oilfield.Based on data and responses of logging，the electrical characteristics of water-flooded layers and the water-flooded mechanism were comprehensively analyzed，and the degree and condition of water flooding were quantitatively evaluated.And then a recognition method for water-flooded layers was established in Ansai Oilfield，which has a coincidence rate of more than 90%.

Ansai Oilfield;pore-throat radius；water flooded layer；logging response；oil remaining

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.04.011

TE348

A

2015-05-21；改回日期2015-07-17。

張洪軍(1981—)，工程師，現(xiàn)主要從事油田開發(fā)工作，電話：029-86506207。E-mail：zhjun_cq@petrochina.com.cn。

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2011ZX05013-005)。