梁忠奎，孫愛艷，田曉冬，田超國

(中國石油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

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介電掃描測井技術(shù)對水淹層評價(jià)效果分析

梁忠奎，孫愛艷，田曉冬，田超國

(中國石油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

對于注水開發(fā)油藏，油層水淹后，受混合地層水礦化度變化影響，電性特征復(fù)雜，僅以電阻率、孔隙度測井技術(shù)對水淹層進(jìn)行識別難度較大。介電掃描測井技術(shù)是利用高頻介電常數(shù)對地層水礦化度變化不敏感這一特性，結(jié)合孔隙度參數(shù)對水淹層含油性進(jìn)行評價(jià)。從應(yīng)用效果來看，該技術(shù)能夠有效克服地層水礦化度變化，可對水淹層含油性進(jìn)行客觀評價(jià)，但受儀器探測深度淺、只反映沖洗帶內(nèi)含油氣信息、泥漿侵入等影響，計(jì)算的含油飽和度偏低，評價(jià)時(shí)需建立相適應(yīng)的測井解釋標(biāo)準(zhǔn)。此外，該技術(shù)受井徑變化影響較大，在井眼較差的井段，易造成曲線失真，在應(yīng)用時(shí)要充分考慮井眼環(huán)境的影響。

介電掃描測井；水淹層評價(jià)；介電常數(shù)

0 引 言

南堡陸地油藏深層巖性、物性、含油性變化大，油氣層測井響應(yīng)特征非常復(fù)雜，識別難度大[1-3]。注淡水開發(fā)加劇了地層水礦化度的復(fù)雜程度，原有的以電阻率、孔隙度為主的測井采集技術(shù)適應(yīng)性差，無法滿足水淹層評價(jià)要求[4]。由于高頻介電常數(shù)對地層水礦化度變化不敏感，只反映儲(chǔ)層含水體積信息，結(jié)合孔隙度參數(shù)能夠計(jì)算出儲(chǔ)層的含油飽和度。而介電掃描測井儀器與常規(guī)介電測井儀器相比具有采集信息量大、貼井壁測量、能夠定量評價(jià)儲(chǔ)層含油性等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，在水淹層測井評價(jià)中引用介電掃描測井技術(shù)。

1 介電常數(shù)實(shí)驗(yàn)研究

對工區(qū)已有7口井45個(gè)樣品的介電常數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析后發(fā)現(xiàn)，高頻介電常數(shù)對水礦化度變化不敏感，與含油性線性關(guān)系良好，為在水淹層評價(jià)中引入介電掃描測井技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1.1 介電常數(shù)與水礦化度關(guān)系

利用孔隙度相同的飽和巖樣測得不同礦化度下高頻、低頻介電常數(shù)的變化規(guī)律(圖1)。由圖1可見，47 MHz的低頻介電常數(shù)隨礦化度增加呈小幅度增加趨勢，200 MHz的高頻介電常數(shù)隨礦化度變化不明顯。說明地層水礦化度變化對低頻介電常數(shù)有一定影響，而對200 MHz的高頻介電常數(shù)的影響可忽略不計(jì)。

圖1 介電常數(shù)與地層水礦化度關(guān)系

1.2 介電常數(shù)與含油性關(guān)系

在孔隙度(17.01%)一定的條件下，測試200 MHz高頻介電常數(shù)與不同礦化度下的含水飽和度關(guān)系(圖2)。由圖2可知，隨著含水飽和度的增加，介電常數(shù)呈線性增加趨勢明顯，數(shù)據(jù)點(diǎn)收斂，且不同礦化度的介電常數(shù)之間差異不明顯。這一現(xiàn)象充分說明，高頻介電常數(shù)對含水體積變化敏感，間接反映了含油性信息。

圖2 介電常數(shù)與含水飽和度關(guān)系

2 介電掃描測井儀器原理

介電掃描測井儀是斯倫貝謝推出的新一代介電測井儀器，適用于水淹層、低對比度油層以及低孔、低滲油氣層等疑難儲(chǔ)層的測井解釋評價(jià)。儀器由2個(gè)發(fā)射器和8個(gè)接收天線組按照并列正交偶極子方式組成，并集成到曲面基板上，采用貼井壁的測量方式，工作頻率分別為20、100、200、960 MHz，儀器探測深度為25.4～101.6 mm(沖洗帶)，縱向分辨率為25.4 mm。從地層中測得徑向信息、地質(zhì)構(gòu)造信息和巖石基質(zhì)信息，通過解釋模型反演各種頻率下不同發(fā)射器和接收器所記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算出含油飽和度等地層信息：

ε=ffreq(φt，Sw，εm，εo，εw，a，b)

(1)

So=1-Sw

(2)

式中：ε為地層介電常數(shù)；εm為巖石骨架固有介電常數(shù)；εw為水分子介電常數(shù)；εo為油氣介電常數(shù)；φt為總孔隙度，%；Sw為含水飽和度，%；So為含油氣飽和度，%；a、b為與巖石結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。

3 介電掃描測井應(yīng)用效果分析

南堡陸地油藏深層目標(biāo)區(qū)開發(fā)單元沉積特征為一套小湖盆、多物源、近物源扇三角洲沉積體系，主要以扇三角洲前緣亞相為主，骨架砂體以水下分流河道砂和席狀砂為主。油藏埋藏深、斷塊破碎、物性差、油水關(guān)系復(fù)雜、儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)[5-7]。受注水開發(fā)的影響，目前主力油層均已出現(xiàn)水淹狀況。由于采用淺層低礦化度注入水開發(fā)，油層水淹后電性特征復(fù)雜，常規(guī)測井技術(shù)對水淹層識別能力差[8-9]。為有效識別水淹層，引入介電掃描測井技術(shù)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)例對該技術(shù)的應(yīng)用效果和影響因素進(jìn)行分析。

X井是目標(biāo)區(qū)的1口水淹檢查井，111、121、131號層的巖性、物性與電性特征相近，在區(qū)域常規(guī)測井解釋上滿足油層解釋標(biāo)準(zhǔn)。介電掃描測井評價(jià)結(jié)果顯示(圖3)：121號層介電計(jì)算含油飽和度接近30%；111、131號層介電計(jì)算含油飽和度在18%左右，121號層與111、131號層飽和度差異明顯?？紤]到泥漿侵入對近井地帶含油飽和度的影響，介電掃描測井將121號層解釋為油層、111、131號層解釋為含油水層。油藏地質(zhì)信息顯示，111和131號層對應(yīng)鄰井注水層，累計(jì)吸水量分別為6.78×104m3和2.69×104m3，121號層鄰井未對應(yīng)注水層。結(jié)合常規(guī)測井評價(jià)技術(shù)，將111、131號層綜合解釋為強(qiáng)水淹層，121號層綜合解釋為油層。111、131號層單層試油，日產(chǎn)水大于10 m3/d，帶油花，證實(shí)為強(qiáng)水淹層；121號層單層試油，日產(chǎn)油為7.83 t/d，含水率為7%，證實(shí)為油層。介電掃描測井在水淹層評價(jià)中取得良好的應(yīng)用效果。由于介電掃描測井探測深度有限，只反映沖洗帶內(nèi)的含油氣信息，因此含油飽和度計(jì)算結(jié)果低于地層的真實(shí)含油飽和度，需要建立與之相適應(yīng)的測井解釋標(biāo)準(zhǔn)，使介電掃描測井技術(shù)在水淹層測井評價(jià)中達(dá)到最好的應(yīng)用結(jié)果。

介電掃描測井采用貼井壁的測量方式，且探測深度淺，易受井筒環(huán)境的影響。在井況較差的測井環(huán)境下，極板很難緊密貼合到井壁測量，采集的資料質(zhì)量得不到保證，無法準(zhǔn)確反映儲(chǔ)層的真實(shí)信息。

Y井56號層為該地區(qū)發(fā)育的一套巖性較均勻的水層。井徑曲線顯示，該層2 680 m以下井眼擴(kuò)徑嚴(yán)重，2 670～2 680 m層段有縮徑現(xiàn)象，2 670 m以上井況逐漸變好(圖4)。

在井眼擴(kuò)徑井段，介電掃描測井曲線嚴(yán)重失真，失去了對儲(chǔ)層評價(jià)的能力；在井眼縮徑井段，介電掃描測井曲線也受到一定的影響，未能完全真實(shí)反映儲(chǔ)層信息；2 670 m以上層段隨著井徑正常，介電掃描測井曲線質(zhì)量恢復(fù)正常。而在同一深度，探測深度相對較淺的中子、密度測井曲線并未因井徑變化表現(xiàn)出明顯的曲線失真現(xiàn)象，

圖3 X井介電掃描測井應(yīng)用效果

圖4 Y井井況對介電掃描測井的影響

說明介電掃描測井更易受到井徑變化的影響。在利用介電掃描測井資料進(jìn)行水淹層評價(jià)過程中，要充分考慮井眼環(huán)境的影響，降低該技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié) 論

(1) 200 MHz以上的介電常數(shù)基本不受地層水礦化度變化的影響，只對儲(chǔ)層含水體積敏感，高頻介電常數(shù)結(jié)合孔隙度參數(shù)能夠?qū)?chǔ)層含油性進(jìn)行評價(jià)，輔助識別水淹層。

(2) 受泥漿濾液侵入的影響，介電掃描測井儀器只反映侵入帶的殘余油氣信息，導(dǎo)致介電掃描測井計(jì)算含油飽和度與原始地層相比明顯偏低，但油層與水淹層含油飽和度差別明顯。在建立合理的解釋標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，該項(xiàng)技術(shù)能對水淹層進(jìn)行識別。

(3) 由于介電掃描測井探測深度淺、易受井筒環(huán)境的影響，應(yīng)用過程中要充分考慮井眼擴(kuò)徑對測井資料的影響，使之達(dá)到最好的應(yīng)用效果。

[1] 王群一，畢永斌，修德艷，等.復(fù)雜斷塊特高含水油田儲(chǔ)層及滲流規(guī)律研究[J].特種油氣藏，2013，20(4)：70-73.

[2] 馬越蛟，張紅梅，田曉冬，等.南堡凹陷水淹層地化識別與評價(jià)技術(shù)研究[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(5)：98-102.

[3] 杜建濤.提高喇嘛甸油田水淹層解釋精度方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2012，31(4)：167-170.

[4] 孫永濤.利用測井資料定性識別水淹層的交會(huì)圖方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2014，33(2)：161-164.

[5] 卿穎，張敬藝，汪浩源，等.南堡凹陷高南斜坡古近系東營組巖性油藏勘探實(shí)踐[J].特種油氣藏，2013，20(6)：48-52.

[6] 付廣，郭玉超，董亞南，等.南堡凹陷油氣成藏的有利地質(zhì)條件[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20(3)：1-4.

[7] 孟立新，秦永厚，陳淑琴，等.點(diǎn)壩砂體內(nèi)部剩余油分布及挖潛方法研究[J].特種油氣藏，2013，20(4)：92-95.

[8] 范宜仁，李虎，叢云海，等.測井資料標(biāo)準(zhǔn)化方法適用性分析與優(yōu)選策略[J].特種油氣藏，2013，20(2)：8-11.

[9] 王群一，畢永斌，張梅，等.南堡陸地油田水平井開發(fā)底水油藏油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J].油氣地質(zhì)與采收率，2012，19(6)：91-94.

編輯 姜 嶺

20150330；改回日期：20150615

中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司科技項(xiàng)目“南堡陸地水淹層識別技術(shù)試驗(yàn)研究”(研2012-27)

梁忠奎(1979-)，男，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院勘查技術(shù)與工程專業(yè)，2008年畢業(yè)于該校地球探測與信息技術(shù)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事測井解釋評價(jià)工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.026

TE341

A

1006-6535(2015)04-0101-03