羅剛，覃建華，馮利娟，許長福，徐后偉，蔣志斌

（中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依834000）

0 引 言

隨著我國各大油田相繼進(jìn)入勘探開發(fā)后期，水淹層測井解釋作為有效指導(dǎo)油藏調(diào)整挖潛的重要環(huán)節(jié)就顯得越來越重要［1］。要弄清不同儲層的水淹級別，首先要弄清水淹層的測井響應(yīng)，識別水淹現(xiàn)象。量化測井響應(yīng)曲線在水淹前后的變化是評價(jià)水淹強(qiáng)弱的關(guān)鍵?；謴?fù)原始地層電阻率是有效方法之一，關(guān)于這方面文章較少。譚鋒奇等［2］通過細(xì)分巖性，分析礫巖儲層水淹前后黏土、地層水、束縛水等含量改變引起的電阻率變化，并通過多元回歸求取原始地層電阻率；李翔等［3］利用聲波與侵入帶電阻率建立公式恢復(fù)原始電阻率；盧文凱等［4］利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP模型自回歸線性預(yù)測原始電阻率?；謴?fù)方法多以多元回歸為主，結(jié)合泥質(zhì)含量與物性回歸的較少，且結(jié)論較單一，不易驗(yàn)證。本文針對石南21井區(qū)頭屯河組油藏水淹層采用多種方法恢復(fù)原始電阻率，方法理論性強(qiáng)，適用性強(qiáng)，可以推廣。

1 水淹層的測井響應(yīng)機(jī)理

常規(guī)測井曲線為9條綜合曲線，可分3大類，分別反映儲層巖性、電性和物性。水驅(qū)油藏的開發(fā)過程主要是孔隙中流體的變化，實(shí)質(zhì)為部分可動油被注入水取代，故測井曲線的水淹層響應(yīng)主要是能反映流體成分的測井曲線響應(yīng)。

巖性曲線中自然電位測量地層水與鉆井液因離子的擴(kuò)散與吸附作用產(chǎn)生的自然電動勢，儲層水淹后自然電位相對于泥巖基線幅度明顯降低，且隨水淹程度加強(qiáng)，曲線幅度降低越大；自然伽馬測量地層中天然放射性的強(qiáng)度，儲層水淹后雖會因?yàn)闆_刷帶走部分黏土，但影響較??；井徑反映井眼規(guī)則度，僅與巖性有關(guān)，與流體無關(guān)［5］。

電性曲線深中淺電阻率測井分別反映原狀地層、侵入帶、沖洗帶電阻率特征，最能反映流體成分的變化。儲層水淹后，當(dāng)注入水為清水時(shí)，地層電阻率Rt先降低，后升高，呈現(xiàn)一個(gè)非對稱性的U型曲線，注入水為污水則不會出現(xiàn)Rt升高特征［6］。

孔隙度曲線分別從縱波沿井壁的傳播速度、巖層的補(bǔ)償體積密度、含氫指數(shù)反映儲層孔隙度變化；注入水帶走部分黏土，改變了孔隙喉道的大小，對儲層滲透性影響較大，也使得孔隙空間略有增大。但是儲層中親水性黏土對儲層孔隙空間的影響恰恰相反。綜合2個(gè)方面的影響，水淹儲層的孔隙度略有增大，但幅度較小，可以近似認(rèn)為不變［5］。故電阻率曲線幅度降低是水淹層的主要測井響應(yīng)［7］。

2 石南21井區(qū)頭屯河組油藏水淹規(guī)律

石南21井區(qū)頭屯河組油藏位于準(zhǔn)噶爾盆地，儲層孔隙度14.9%，滲透率16.8×10－3μm2，油層厚度10.5m，由上至下分為3個(gè)小層為低孔隙度低滲透率塊狀砂巖油藏，2004年投入開發(fā)，目前進(jìn)入中含水階段，含水率51.6%。

根據(jù)產(chǎn)吸剖面數(shù)據(jù)，由于層間干擾造成油藏動用差異，主要產(chǎn)液、吸水層為J2t32，產(chǎn)液、吸水量百分比分別為71.8%、52.5%，產(chǎn)吸能力明顯強(qiáng)于與

過套管電阻率測井在該區(qū)應(yīng)用較好，主要動用層電阻率下降明顯。SN6×××井測試時(shí)含水率為85.1%，解釋結(jié)果顯示儲層中上部為弱水淹，下部強(qiáng)水淹，這與對應(yīng)注水井吸水剖面一致，吸水剖面均為下部強(qiáng)吸水＋吸水比例?。ㄒ妶D2）。

圖1 檢5××井綜合測井圖

圖2 SN6×××井過套管測井解釋成果圖

上述資料表明，油層底部水淹強(qiáng)于頂部，且測井曲線表現(xiàn)為Rt明顯降低，且與Rxo之間有明顯幅度差。對已有的1口取心試油井和4口過套管電阻率測井資料進(jìn)行分析，建立單層含水率與Rt下降值的關(guān)系曲線，單層含水率由試油或產(chǎn)液剖面數(shù)據(jù)得到。單層Rt下降值分2種情況：對于取心試油井，以鄰近老井相同層段、相似儲層段的Rt作為原始值，以取心井自身Rt作為目前值。對于過套管電阻率測井的井點(diǎn)，原始裸眼井測井Rt值作為原始值，以過套管測井值（REOS）作為目前值，原始值反映未水淹狀態(tài)，目前值反映水淹后狀態(tài)，兩者作差即得Rt下降值。以此，由15個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)建立的含水率與Rt下降值關(guān)系曲線呈對數(shù)正相關(guān)，故可建立定量識別標(biāo)準(zhǔn)（見圖3、表1）。

圖3 石南21井區(qū)Rt下降值與含水率關(guān)系曲線

表1 石南21井區(qū)水淹層定量解釋標(biāo)準(zhǔn)

3 原始地層電阻率Rt恢復(fù)方法

3.1 借用周圍老井相應(yīng)儲層段Rt值

分層段借用周圍老井Rt值作為未水淹地層Rt，計(jì)算目前Rt與Rt借用之間差值，從而定量判斷水淹級別。該方法不能消除巖性對電阻率值的影響，故在應(yīng)用時(shí)要以儲層段為對象。

3.2 多元回歸Rt

由于受沉積相及物源影響，在沉積環(huán)境相近的小范圍內(nèi)，所有測井曲線都是密切相關(guān)［4］，測井曲線間的相關(guān)性與地層的非均質(zhì)性、地層的巖性以及測井曲線的測井機(jī)理與探測深度密切相關(guān)。可根據(jù)這種相關(guān)性構(gòu)建函數(shù)從而可以計(jì)算出Rt曲線。

在石南21井區(qū)油藏中部均勻選擇11口老井作為多元回歸基礎(chǔ)。去除鈣質(zhì)砂巖段、鈣尖等異常點(diǎn)，分別建立Rt與水淹前后變化不大的曲線GR、CNL、AC、DEN等之間的關(guān)系，相關(guān)性最好的是GR（見圖4），其次是CNL（見圖5）。

圖4 GR與Rt關(guān)系曲線

圖5 CNL與Rt關(guān)系曲線

綜合相關(guān)性最好的2項(xiàng)參數(shù)GR、CNL，以達(dá)到巖性、物性雙重?cái)M合，進(jìn)行多元線性回歸，建立Rt恢復(fù)函數(shù)。對函數(shù)式（1）進(jìn)行檢驗(yàn)，Rt恢復(fù)與Rt數(shù)值接近（見圖6），擬合程度高。該方法對純砂泥巖地層有很好的應(yīng)用，對鈣質(zhì)砂巖、礫質(zhì)砂巖等特殊巖性擬合程度不高，應(yīng)當(dāng)予以剔除。

3.3 物性擬合Rt

補(bǔ)償中子與補(bǔ)償密度曲線是劃分巖性、估算孔隙度和含油性評價(jià)最常用的2種測井曲線，一般采用曲線重疊法［8］。通常在淡水泥漿，同一含油級別下，2條曲線分開越大（中子孔隙度大于密度孔隙度）代表砂巖泥質(zhì)含量越高［9－11］，孔隙度越低，儲層物性越差，沖洗帶交換的離子較少，交換的泥漿濾液作用被放大，致Rxo＞Rt，且幅差隨物性變差而變大；2條曲線交會越大（中子孔隙度小于密度孔隙度）代表砂巖越純，孔隙度越高，儲層物性越好，沖洗帶中較多的油氣被泥漿濾液替換，離子充分交換，致Rxo與Rt接近，甚至Rxo＜Rt。

圖6 Rt恢復(fù)與Rt關(guān)系曲線

據(jù)上述理論，仍用11口老井作為建模基礎(chǔ)，令

因CNL與DEN位于不同坐標(biāo)系，CNL取值范圍（45～－15）%，DEN取值范圍（1.95～2.95）（g·cm－3），直接相減達(dá)不到識別精度，為提高識別精度，放大幅度差與物性之間的關(guān)系，需進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將DEN按式（2）轉(zhuǎn)化為DEN′（DEN′取值范圍45～－15，同CNL），曲線形態(tài)仍與原DEN一致。ΔR為電阻率Rt與Rxo幅度差，Δφ為密度測井曲線與中子測井曲線幅度差。通過相關(guān)性分析，ΔR與Δφ之間呈明顯正相關(guān)（見圖7）。

為進(jìn)一步提高精度，對Δφ與DEN進(jìn)行歸一化

為減小儲層段物性整體變化引起的DEN系統(tǒng)誤差，用式（7）修正

從修正后的相關(guān)性曲線（見圖8）看出，散點(diǎn)更集中，相關(guān)程度較高。

水淹前后儲層物性近似不變，即Δφ不變，ΔR卻變化明顯。故可通過新鉆井的Δφ反算未水淹時(shí)的ΔR。沖洗帶因受鉆井濾液多次侵入，其電阻率Rxo在水淹前后，也可近似認(rèn)為不變，故ΔR的變化實(shí)為Rt變化引起，該方法擬合的新鉆井原始地層電阻率Rt擬合可通過式（8）表示

圖7 石南21井區(qū)Δφ與ΔR關(guān)系曲線

圖8 石南21井區(qū)Δφ′與ΔR關(guān)系曲線

對式（8）進(jìn)行檢驗(yàn)，關(guān)系曲線表明，斜率1.002，擬合程度高（見圖9）。該方法適用條件同多元回歸法。

圖9 Rt擬合與Rt關(guān)系曲線

4 應(yīng)用效果

綜合3種方法（Rt借用、Rt恢復(fù)、Rt擬合），對新鉆井進(jìn)行綜合解釋，形成識別規(guī)則：①如果3個(gè)特征參數(shù)的計(jì)算結(jié)果有2個(gè)及以上參數(shù)在同一水淹級別區(qū)間內(nèi)，則判斷該層為該區(qū)間的水淹級別；②當(dāng)3個(gè)參數(shù)水淹級別的計(jì)算結(jié)果都不相等時(shí)，以Rt擬合判別結(jié)果為主，并參照動態(tài)分析法對其部分結(jié)果進(jìn)行人為修正以確定相應(yīng)的水淹級別。

表2 石南21井區(qū)SNT6×××定量水淹層解釋成果表

圖10 石南21井區(qū)SNT6×××水淹級別定量解釋成果圖

5 結(jié) 論

（1）石南21井區(qū)頭屯河組油藏產(chǎn)水率與Rt下降值之間呈對數(shù)相關(guān)，Rt下降值越大，含水率越高。

（2）該油藏綜合測井曲線中Rt與GR、CNL之間相關(guān)性明顯，在近似認(rèn)為GR與CNL水淹前后不變的前提下，可通過多元線性回歸，求取新鉆井的原始電阻率Rt。

（3）DEN與CNL測井曲線間的幅差能有效反映儲層泥質(zhì)含量與物性變化，并與電阻率幅差（Rxo與Rt之間）有良好的相關(guān)性，可利用水淹前后DEN、CNL、Rxo都近似不變的基礎(chǔ)上，通過物性擬合求取新鉆井的原始電阻率Rt。

（4）原始電阻率Rt恢復(fù)不能單獨(dú)根據(jù)某一種方法確定，因?yàn)槊糠NRt恢復(fù)方法原理不一樣，不同儲層對不同方法下的參數(shù)敏感性也不一樣，因此要結(jié)合3種恢復(fù)方法與動態(tài)分析綜合判斷，使識別精度與符合率提高。

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