董紅,蔣興才

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司,遼寧盤錦124011; 2.遼河油田多種經(jīng)營(yíng)事業(yè)部裕隆公司,遼寧盤錦124011)

基于時(shí)間推移的咸水泥漿侵入條件下的儲(chǔ)層流體識(shí)別方法

董紅1,蔣興才2

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司,遼寧盤錦124011; 2.遼河油田多種經(jīng)營(yíng)事業(yè)部裕隆公司,遼寧盤錦124011)

咸水泥漿侵入造成遼河灘海地區(qū)儲(chǔ)層流體的識(shí)別困難?；诶碚撗芯?建立了陣列感應(yīng)測(cè)井動(dòng)態(tài)侵入響應(yīng)模型,開發(fā)了時(shí)間推移測(cè)井?dāng)?shù)值模擬軟件。該方法可以分析滲透率、孔隙度、飽和度、泥漿礦化度、地層水礦化度、地層和井眼壓力等18個(gè)地層和井眼參數(shù)變化時(shí)對(duì)陣列感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)的影響。給出徑向電阻率分布、泥漿侵入深度、測(cè)井響應(yīng)、含水飽和度、地層水電阻率、地層水礦化度隨泥漿浸泡時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化特性。在遼河灘海地區(qū)11口井78個(gè)層進(jìn)行時(shí)間推移測(cè)井模擬和測(cè)井響應(yīng)分析,確定了儲(chǔ)層定量解釋標(biāo)準(zhǔn),測(cè)井解釋符合率提高了10%,解決了灘海地區(qū)低電阻率油氣層識(shí)別難的問題,同時(shí)也為儲(chǔ)層流體識(shí)別提供了一種新方法。

測(cè)井解釋;時(shí)間推移;泥漿侵入;礦化度;電阻率;浸泡時(shí)間;動(dòng)態(tài)變化

0 引 言

利用電測(cè)井識(shí)別油氣層,求準(zhǔn)油層真電阻率,進(jìn)而估算油層原始含油(氣)飽和度,是測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重要研究?jī)?nèi)容之一。但是,測(cè)井結(jié)果還受鉆井泥漿濾液侵入地層的影響。傳統(tǒng)的電阻率測(cè)井侵入校正,均基于靜態(tài)侵入階躍模型,認(rèn)為侵入帶和原狀地層之間電阻率的變化呈階梯狀突變,且沒有考慮侵入的時(shí)間效應(yīng)。實(shí)際上,泥漿濾液對(duì)地層可動(dòng)烴的驅(qū)替是一個(gè)多相滲流過程,地層參數(shù)的變化并非呈階梯狀突變,而且還與泥漿浸泡時(shí)間有關(guān)[1]。本文利用兩相滲流、巖電和電阻率測(cè)井理論[1],建立了電阻率測(cè)井動(dòng)態(tài)侵入響應(yīng)模型,在實(shí)際應(yīng)用中獲得了比較好的效果。

1 時(shí)間推移測(cè)井?dāng)?shù)值模擬影響因素分析

在進(jìn)行時(shí)間推移測(cè)井?dāng)?shù)值模擬的過程中需要考慮地層物性、井眼條件、泥漿性能等因素,在模擬計(jì)算時(shí)需要選取的參數(shù)包括時(shí)間網(wǎng)格參數(shù)、徑向網(wǎng)格參數(shù)、地層絕對(duì)滲透率、泥餅滲透率、油(氣)水相的相對(duì)滲透率曲線、地層孔隙度、地層溫度、A rchie公式中的常數(shù)、膠結(jié)指數(shù)、飽和度指數(shù)、井眼壓力、地層原始?jí)毫?、地層原始水飽和度、泥漿濾液礦化度、地層水礦化度、油(氣)水黏度、流體密度、毛細(xì)管壓力曲線等。

理論上,所有參數(shù)對(duì)模擬結(jié)果都有影響。但是,對(duì)于給定層位,地層絕對(duì)滲透率、地層孔隙度、膠結(jié)指數(shù)、飽和度指數(shù)、A rchie公式常數(shù) a和b、井眼壓力、地層原始?jí)毫?、地層溫度、目的層厚度、上下圍巖電阻率、毛細(xì)管壓力等參數(shù)相對(duì)不變。因此,對(duì)于給定地層,主要考慮泥漿濾液礦化度、泥餅滲透率、油相最大相對(duì)滲透率、水相最大相對(duì)滲透率、地層原始水飽和度、地層水礦化度和地層原油黏度的影響。通過對(duì)灘海地區(qū)儲(chǔ)層的實(shí)際模擬發(fā)現(xiàn),泥漿濾液礦化度、泥餅滲透率、水相最大相對(duì)滲透率、地層原始水飽和度、地層水礦化度對(duì)測(cè)井響應(yīng)的影響比較大。

本文以灘海地區(qū)××井56油層的參數(shù)為基礎(chǔ),改變各項(xiàng)參數(shù),計(jì)算分析總結(jié)它們對(duì)測(cè)井響應(yīng)的影響規(guī)律。

1.1 泥餅滲透率的影響

取泥餅滲透率分別為 0.001、0.007、0.013、0.019 mD和0.025 mD＊,計(jì)算徑向電阻率分布(見圖1)。由圖1可見,泥餅滲透率變化對(duì)沖洗帶和過渡帶影響明顯,不影響沖洗帶和地層電阻率。隨泥餅滲透率增大,沖洗帶和過渡帶均向地層深處移動(dòng),范圍逐漸變寬;泥漿浸泡時(shí)間長(zhǎng),影響更嚴(yán)重。

1.2 水相最大相對(duì)滲透率的影響

分別取油相相對(duì)滲透率為0.02、0.04、0.045、0.05和0.07 mD,計(jì)算徑向電阻率分布(見圖2)。油層中,水相相對(duì)滲透率變化影響徑向電阻率分布的過渡帶。

1.3 地層含水飽和度

設(shè)殘余油飽和度 Sor=0.15,束縛水飽和度Swi=0.4時(shí),取含水飽和度分別為0.41、0.5、0.6、0.7和0.8,計(jì)算徑向電阻率分布(見圖3)。給定殘余油飽和度和束縛水飽和度,地層含水飽和度變化不影響徑向電阻率分布的沖洗帶和過渡帶,只影響地層電阻率。

1.4 泥漿濾液礦化度

取泥漿濾液礦化度分別為 10 000、15 000、24 000、35 000 m g/L和45 000 m g/L,計(jì)算徑向電阻率分布(見圖4)。泥漿礦化度變化只影響徑向電阻率分布的沖洗帶和過渡帶電阻率,不影響地層電阻率。

1.5 地層水礦化度

取地層水礦化度分別為1 700、2 400、3 100、4 000 mg/L和5 000 mg/L,計(jì)算徑向電阻率分布(見圖5)。地層水礦化度主要影響徑向電阻率分布的地層電阻率部分。

圖1 泥餅滲透率變化對(duì)徑向電阻率分布的影響

圖2 水相最大相對(duì)滲透率變化對(duì)徑向電阻率分布的影響

圖3 地層含水飽和度變化對(duì)徑向電阻率分布的影響

圖4 泥漿濾液礦化度變化對(duì)徑向電阻率分布的影響

圖5 地層水礦化度變化對(duì)徑向電阻率分布的影響

2 時(shí)間推移測(cè)井?dāng)?shù)值模擬的參數(shù)選取

對(duì)于給定的地區(qū),在進(jìn)行時(shí)間推移測(cè)井?dāng)?shù)值模擬計(jì)算時(shí),其時(shí)間網(wǎng)格參數(shù)、徑向網(wǎng)格參數(shù)、A rchie公式中的常數(shù)、膠結(jié)指數(shù)、飽和度指數(shù)是相對(duì)不變的,泥漿濾液礦化度、地層水礦化度、泥餅滲透率、井眼壓力、地層原始?jí)毫Φ葏?shù)可根據(jù)理論公式計(jì)算得到[2],而油/氣/水黏度、流體密度、毛細(xì)管壓力曲線等通過試油資料并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行推算,這里詳細(xì)介紹地層絕對(duì)滲透率、油水相的相對(duì)滲透率、地層孔隙度、地層溫度、地層束縛水飽和度的計(jì)算方法。

2.1 地層溫度計(jì)算方法

根據(jù)試油資料確定灘海地區(qū)地層溫度計(jì)算公式

式中,T為儲(chǔ)層溫度,℃;H為儲(chǔ)層深度,m。

2.2 地層孔隙度與絕對(duì)滲透率計(jì)算方法

通過對(duì)比巖心分析數(shù)據(jù)與測(cè)井響應(yīng)之間的關(guān)系,確定地層孔隙度與絕對(duì)滲透率的計(jì)算公式

式中,φ為儲(chǔ)層孔隙度,%;K為儲(chǔ)層空氣滲透率,×

10-3μm2;AC為聲波時(shí)差值,μs/ft＊。

2.3 地層束縛水飽和度計(jì)算方法

利用巖心核磁共振分析數(shù)據(jù),綜合物性參數(shù)( K/φ)與核磁共振分析束縛水飽和度建立關(guān)系式

式中,Swi為儲(chǔ)層束縛水飽和度,%;K為儲(chǔ)層空氣滲透率,×10-3μm2;φ為儲(chǔ)層有效孔隙度,%。

2.4 油、水相的相對(duì)滲透率計(jì)算方法

利用灘海地區(qū)的相對(duì)滲透率分析資料,通過回歸分析確定油、水相的相對(duì)滲透率計(jì)算公式為

式中,Krw為水相相對(duì)滲透率,%;Kro為油相相對(duì)滲透率,%;Sw為儲(chǔ)層含水飽和度,%。

3 實(shí)際應(yīng)用效果

通過在遼河灘海地區(qū)11口井78個(gè)層進(jìn)行時(shí)間推移測(cè)井模擬,圖6為×××層的時(shí)間推移模擬結(jié)果,通過測(cè)井響應(yīng)和模擬結(jié)果分析確定了儲(chǔ)層的解釋標(biāo)準(zhǔn)。油層:水相相對(duì)滲透率小于0.1;水層:水相相對(duì)滲透率大于0.15,當(dāng)水相相對(duì)滲透率在0.1～0.15之間時(shí),結(jié)合含水飽和度數(shù)值以及其他資料綜合分析確定地層流體性質(zhì),在實(shí)際應(yīng)用中,測(cè)井解釋符合率提高了10%。

圖7為遼河灘海地區(qū)××1井測(cè)井曲線圖。通過對(duì)該井50、51、53、54、55、56層進(jìn)行模擬得解釋結(jié)論為油層(具體模擬結(jié)果見表1),而實(shí)際試油為油層,證實(shí)了結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖8為遼河灘海地區(qū)× ×2井測(cè)井曲線圖,該井77、78、79、80層原解釋結(jié)論為油層,通過利用時(shí)間推移測(cè)井模擬軟件進(jìn)行再分析,具體模擬結(jié)果見表2,這4個(gè)層為水層,而實(shí)際試油為水層,證實(shí)了結(jié)果的準(zhǔn)確性。

表1 遼河灘海地區(qū)××1井時(shí)間推移測(cè)井模擬結(jié)果

表2 遼河灘海地區(qū)××2井時(shí)間推移測(cè)井模擬結(jié)果

圖6 時(shí)間推移模擬結(jié)果

圖7 遼河灘海地區(qū)××1井測(cè)井曲線圖

4 結(jié) 論

(1)對(duì)于同一地層,模擬結(jié)果主要受地層水礦化度、泥漿濾液礦化度、泥餅滲透率、水相相對(duì)滲透率的影響。

(2)利用時(shí)間推移測(cè)井模擬可以確定徑向電阻率、測(cè)井響應(yīng)和含水飽和度動(dòng)態(tài)分布特征,可以更有效地認(rèn)識(shí)地層的泥漿侵入情況。

(3)利用時(shí)間推移測(cè)井模擬結(jié)果可以有效識(shí)別油氣層,為油氣評(píng)價(jià)提供了一種新思路。

圖8 遼河灘海地區(qū)××2井測(cè)井曲線圖

[1] 張建華,劉振華,仵杰.電法測(cè)井原理與應(yīng)用[M].西安:西北大學(xué)出版社,2002.

[2] 雍世和,張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營(yíng):中國(guó)石油大學(xué)出版社,1996.

[3] 中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)公司.低阻油氣層測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)方法與技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2006.

[4] 丁娛嬌,邵維志,王志勇,等.不同泥漿侵入環(huán)境下儲(chǔ)層電性變化特征[J].測(cè)井技術(shù),2009,33(4):315-320.

Reservoir Fluids Identification Method Based on Time-lapse Logging in Salt M ud Invasion Environment

DONG Hong1,JIANG Xingcai2
(1.GWDCWireline Logging Company,CNPC,Panjin,Liaoning 124011,China; 2.Yulong Company,Diversified Department of Liaohe Oilfield,Panjin,Liaoning 124011,China)

Because of saltmud invasion it is difficult to identify reservoir fluids in the beach area. Based on theo retical research,established is an array induction logging dynamic intrusion response model and developed is a time-lapse logging numerical simulation software.This method can analyze the impactof 18 parameterson the array induction logging responses,such aspermeability,porosity,saturation,mud salinity,formation water salinity,formation and wellbore p ressure,etc..Given are the characteristics of the dynam ic changes of radial resistivity distribution, mud invasion dep th,log response,water saturation,formation water resistivity,formation water salinity w ith themud soaking time.Provided is quantitative identification reservoir w ith log data. Through the time-lapse simulation and response analysisof 78 layersof 11 wells in Liaohe region, the quantitative interp retation standard of the reservoir has been determined,the coincidence rate of w hich is increased by 10%,therefo re the difficult p roblem s are solved about low resistivity oil and gas layer identification in the beach area.Log app lication show the abovemethod isa new app roach fo r reservoir fluid identification.

log interp retation,time-lap se,mud invasion,salinity,resistivity,soaking time,dynamic change

P631.84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

董紅,女,1972年生,高級(jí)工程師,主要從事測(cè)井解釋及方法研究工作。

2010-10-28 本文編輯 余迎)