李光軍

(中石化河南石油工程有限公司測(cè)井公司, 河南 南陽 473132)

0 引 言

河南油田泌陽凹陷老區(qū)進(jìn)入開發(fā)后期,主力油田綜合含水已達(dá)90%以上。高含水油田確定儲(chǔ)集層剩余油飽和度,尋找可補(bǔ)充的潛力油氣層是老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)的保證。河南油田應(yīng)用RMT測(cè)井儀開展老油田剩余油飽和度監(jiān)測(cè),通過對(duì)測(cè)井環(huán)境、巖性影響等校正,形成了1套完善的解釋方法,取得良好應(yīng)用效果,年平均工作量40井次。因此,需要采用國(guó)產(chǎn)的同類型剩余油監(jiān)測(cè)儀器,滿足生產(chǎn)需要。國(guó)產(chǎn)高精度碳氧比測(cè)井儀采用雙源距設(shè)計(jì),降低了井徑、井內(nèi)液體種類、套管尺寸和水泥環(huán)等因素的影響,其分辨率達(dá)到0.5 m、探測(cè)半徑最大50 cm,儀器穩(wěn)定性好,測(cè)量精度高,通過對(duì)其響應(yīng)特征和影響因素研究,建立了地層參數(shù)解釋模型和適合泌陽凹陷儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的定量標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用后取得良好的效果,能夠滿足該區(qū)中、高孔隙儲(chǔ)層飽和度評(píng)價(jià)的需要。

1 測(cè)井原理

高精度碳氧比測(cè)井是利用14.1 MeV的高能脈沖中子轟擊地層,使中子與地層介質(zhì)作用后,經(jīng)過非彈性散射和熱中子俘獲反應(yīng)而產(chǎn)生次生伽馬射線,產(chǎn)生表征元素及不同強(qiáng)度和能量的伽馬射線。采用能譜測(cè)量技術(shù),記錄由碳、氧、硅、鈣以及其他元素與中子作用產(chǎn)生的非彈性散射伽馬射線和俘獲伽馬射線的強(qiáng)度,主要利用碳元素、氧元素作為油和水的指示元素,利用硅元素、鈣元素作為巖性的指示元素,采用比值法進(jìn)行剩余油計(jì)算解釋[1-3]。

碳氧比測(cè)井主要影響因素是地層孔隙度。從其響應(yīng)扇形圖(見圖1)可以看出,測(cè)量的C/O值是含油飽和度的函數(shù)和孔隙度的函數(shù)。以砂巖地層為例,孔隙度和含油飽和度由小變大,測(cè)量的C/O值也隨之增大。當(dāng)?shù)貙涌紫抖刃∮?5%時(shí),油層和水層的C/O差值極小,區(qū)分油層和水層的分辨率極低。當(dāng)?shù)貙涌紫抖却笥?0%時(shí),油層和水層的C/O差值明顯增大,區(qū)分油層和水層的分辨率提高。因此,碳氧比能譜測(cè)井對(duì)于評(píng)價(jià)孔隙度小于15%的地層存在較大誤差。泌陽凹陷儲(chǔ)層孔隙度平均在15%～30%之間,適合利用碳氧比技術(shù)開展飽和度評(píng)價(jià)。

圖1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的C/O變化圖

2 測(cè)井影響因素及校正

非彈性散射伽馬能譜的C/O值測(cè)量在不同的井眼環(huán)境下完成,被測(cè)地層的泥質(zhì)含量、套管厚度等因素都對(duì)非彈性散射伽馬的測(cè)量產(chǎn)生影響。泌陽凹陷儲(chǔ)層泥質(zhì)含量5%～15%,部分地層中泥質(zhì)含碳,而熱采油井和常采油井所下套管的尺寸和壁厚均不相同,因此,為了準(zhǔn)確地獲取C/O值,求得地層的含油飽和度,必須對(duì)上述影響因素進(jìn)行校正處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)該區(qū)C/O測(cè)量值隨著泥質(zhì)含量的增加而增大,硅鈣比隨泥質(zhì)含量的增加而減小。隨著套管的尺寸和壁厚增加,C/O測(cè)量值逐漸降低。據(jù)此采用如下經(jīng)驗(yàn)校正方法。

泥質(zhì)影響校正

(C/O)′=C/O×(1-Vsh)m

(1)

(Si/Ca)′=Si/Ca×(1+Vsh)n

(2)

套管厚度影響校正

(So)′=So×KF

(3)

式中,C/O、(C/O)′分別為校正前、校正后碳氧比值;Si/Ca、(Si/Ca)′分別為校正前、校正后硅鈣比值;Vsh為泥質(zhì)含量;So、(So)′分別為校正前、校正后含油飽和度;m、n為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);KF為套管厚度校正系數(shù),對(duì)于5in*非法定計(jì)量單位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同套管KF=1.1,對(duì)于8in套管KF=0.9,對(duì)于6in套管KF=1.0。

3 測(cè)井資料解釋

對(duì)于老區(qū)水淹層,可以利用高精度碳氧比資料計(jì)算儲(chǔ)層泥質(zhì)含量、孔隙度、含油飽和度等參數(shù)。

(1) 泥質(zhì)含量計(jì)算。泥質(zhì)含量通常采用完井GR曲線計(jì)算,對(duì)于老井水淹后的地層,碳氧比測(cè)井資料包含1條全硅計(jì)數(shù)率曲線FCC。FCC與GR曲線相關(guān)性達(dá)到0.9,能較好地反映地層巖性的變化,利用該曲線采用與GR曲線相同方法計(jì)算地層泥質(zhì)含量。

(4)

式中,FCC為解釋層的硅計(jì)數(shù)率值;FCCmin為泥巖地層的硅計(jì)數(shù)率值;FCCmax為純砂巖地層硅計(jì)數(shù)率值;IFCC為硅計(jì)數(shù)率相對(duì)值。

泥質(zhì)含量Vsh

對(duì)于剛開始學(xué)習(xí)漢字的小學(xué)生而言，只能通過觀察看到字的形體，其讀音與意思完全不知。如果學(xué)會(huì)了漢字的拼讀方法（拼音），則他們即可通過拼音對(duì)漢字發(fā)音，以此來認(rèn)識(shí)更多的字。在閱讀過程中，有利于幫助學(xué)生對(duì)不認(rèn)識(shí)的漢字查閱和知悉其意思。在造句練習(xí)過程中，如果遇到不認(rèn)識(shí)的字，則可利用字詞典查找拼音并得知其意思。值得一提的是，學(xué)生通過發(fā)音可以提高他們的識(shí)字與記憶能力。實(shí)踐中我們可以看到，小學(xué)生根本沒有高效率或者科學(xué)的學(xué)習(xí)方式和方法，多數(shù)是靠死記硬記的方式加強(qiáng)記憶。該種情況下如果遇到近似的漢字就會(huì)混淆，把握不準(zhǔn)。通過拼音教學(xué)可以有效引導(dǎo)學(xué)生正確發(fā)音和誦讀，提高學(xué)生的準(zhǔn)確記憶能力。

(5)

式中,c為希爾奇(Hilchie)指數(shù),第三系地層取c=3.7,老地層取c=2。

(2) 孔隙度計(jì)算。俘獲測(cè)井計(jì)數(shù)值與地層的含氫量有關(guān),相當(dāng)于中子孔隙度測(cè)井,高精度碳氧比中俘獲與非彈的計(jì)數(shù)比CI值主要反映地層的俘獲信息,非彈的作用是消除產(chǎn)額不穩(wěn)因素。資料對(duì)比表明,碳氧比測(cè)井曲線俘獲與非彈計(jì)數(shù)比CI和聲波時(shí)差、中子測(cè)井值有很好的相關(guān)性,可用于計(jì)算地層孔隙度。

其計(jì)算公式為

φ=-57.328×CI+91.465

(6)

(3) 飽和度計(jì)算。

含油飽和度So計(jì)算公式

(7)

(8)

式中,(C/O)w和ΔC/O的確定方法采用C/O與Si/Ca交會(huì)法,(C/O)w表示水線;XIW為水線截距,通常取2.36;K為水線斜率,取0.8[1];ΔC/O表示給定Si/Ca值時(shí),對(duì)于確定的孔隙度從水線到油線的C/O值增量,也可采用以下經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算

ΔC/O=0.6×φ1.11

(9)

(4) 以上述處理方法為基礎(chǔ),采用碳氧比與孔隙度交會(huì)法、碳氧比和硅鈣比幅度差與含油飽和度交會(huì)法,可直觀判別油水層。圖2、圖3為某區(qū)塊交會(huì)圖,表1為某區(qū)塊總結(jié)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

表1 某區(qū)塊儲(chǔ)層判斷標(biāo)準(zhǔn)

圖2 碳氧比與孔隙度關(guān)系圖

圖3 碳氧比和硅鈣比幅度差與含油飽和度關(guān)系圖

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 指導(dǎo)高含水稠油井調(diào)層

L1××井原來生產(chǎn)層為8-1、8-2、9號(hào)層,由于高含水,需上返開采。采用高精度碳氧比測(cè)井評(píng)價(jià)該井目前剩余油情況,資料處理后將1、2、3、5、6層評(píng)價(jià)為含油性較好的潛力層,建議封堵原產(chǎn)層(見圖4)。隨后采用蒸汽吞吐方式開采,日產(chǎn)油3.3 t, 水5.4 m3,實(shí)現(xiàn)年增油756.0 t,取得較理想的效果。

圖4 L1××井高精度碳氧比測(cè)井解釋成果圖

圖5 L×××井2、3、4號(hào)層高精度碳氧比測(cè)井解釋成果圖

圖6 C×××井20、21號(hào)層高精度碳氧比測(cè)井解釋成果圖

3.2 替代完井測(cè)井識(shí)別油水層

L×××井為套管鉆井稠油井,完鉆后直接用鉆井套管完井,無法取得常規(guī)測(cè)井資料。完井后采用高精度碳氧比測(cè)井,2、3、4號(hào)層顯示較好含油性,評(píng)價(jià)為潛力層,射開2、3、4號(hào)層生產(chǎn)(見圖5),日產(chǎn)油1.7 t,水16 m3,證實(shí)了評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.3 低電阻率油層識(shí)別

復(fù)雜斷塊區(qū)低電阻率油層、高電阻率水層并存,單井縱向上電性差別大,油層識(shí)別難度大。C×××井21號(hào)層平面上其低部位鄰井對(duì)應(yīng)層已證實(shí)為油層。高精度碳氧比測(cè)井結(jié)果顯示該井21號(hào)層物性好,但含油性很差,解釋為水層。2013年6月13日補(bǔ)孔20號(hào)層、21號(hào)層,結(jié)果日產(chǎn)水16.7 m3,無油,證實(shí)為水層(見圖6)。

4 結(jié) 論

(1) 國(guó)產(chǎn)雙源距高精度碳氧比測(cè)井儀性能穩(wěn)定,其雙源距設(shè)計(jì),降低了井徑、井內(nèi)液體種類、套管尺寸和水泥環(huán)等因素的影響,采集的信息較好地反映了儲(chǔ)層巖性、含油性,可以替代進(jìn)口儀器用于儲(chǔ)層飽和度評(píng)價(jià)。

(2) 該儀器采集的全硅計(jì)數(shù)率較好地反映地層巖性,可用于地層對(duì)比和泥質(zhì)含量計(jì)算;俘獲與非彈計(jì)數(shù)比反映地層孔隙性,可用于孔隙度計(jì)算;碳氧比曲線可計(jì)算儲(chǔ)層含油飽和度,采用碳氧比與孔隙度交會(huì)法,碳氧比和硅鈣比幅度差與含油飽和度交會(huì)法,可判別油水層。

(3) 泌陽凹陷17口井的實(shí)際應(yīng)用效果說明該技術(shù)在厚油層細(xì)分解釋、高含水井調(diào)層、低電阻率油層識(shí)別、關(guān)停井復(fù)產(chǎn)等方面發(fā)揮重要作用,投產(chǎn)驗(yàn)證資料解釋符合率達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)。

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