張新雨，郭海敏　(長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100)

穆永利　(中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司測(cè)井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

侯振永，馬煥英　(中海油服油田技術(shù)事業(yè)部，北京 101149)

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海上某油田PNN測(cè)井泥質(zhì)校正及解釋參數(shù)敏感性研究

張新雨，郭海敏(長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100)

穆永利(中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司測(cè)井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

侯振永，馬煥英(中海油服油田技術(shù)事業(yè)部，北京 101149)

[摘要]針對(duì)海上某油田PNN(pulse neutron neutron)測(cè)井泥質(zhì)含量過高，計(jì)算參數(shù)選取不當(dāng)對(duì)飽和度計(jì)算精度的影響，提出了F因子校正方法，用于消除泥質(zhì)含量的影響。通過研究標(biāo)準(zhǔn)公式的6個(gè)參數(shù)的敏感性，準(zhǔn)確確定解釋參數(shù)，提高了飽和度計(jì)算精度。該方法在海上某油田進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)用效果良好。

[關(guān)鍵詞]PNN測(cè)井；泥質(zhì)含量；F因子校正；飽和度

PNN(pulse neutron neutron)測(cè)井在一定程度上改進(jìn)了傳統(tǒng)脈沖中子測(cè)井的局限性，在低礦化度地層取得了較好的應(yīng)用效果[1，2]。但是，泥質(zhì)含量對(duì)飽和度計(jì)算結(jié)果的影響是解釋過程中的難題。張鋒等[3]通過蒙特卡羅模擬指出泥質(zhì)含量增加會(huì)影響含水飽和度計(jì)算，對(duì)區(qū)分油水層不利。王可朝等[4]針對(duì)青海油田高泥質(zhì)含量地層，采用交會(huì)圖版實(shí)現(xiàn)了變骨架泥質(zhì)校正求取剩余油飽和度的方法，但是該方法在海上某油田應(yīng)用效果不好。為此，筆者通過分析泥質(zhì)含量對(duì)PNN測(cè)井解釋的影響，提出F因子校正方法，分析了6個(gè)參數(shù)的敏感性，其中水俘獲截面和孔隙度線性增加時(shí)，含水飽和度非線性減小，且減小幅度越來(lái)越小，對(duì)解釋參數(shù)的準(zhǔn)確確定具有指導(dǎo)意義。

1泥質(zhì)影響因素分析及校正

1.1PNN測(cè)井原理

PNN測(cè)井通過向地層發(fā)射14MeV的高能快中子，記錄未被地層俘獲的剩余熱中子計(jì)數(shù)率，提取地層俘獲截面，從而計(jì)算剩余油飽和度[5]。與傳統(tǒng)的中子壽命測(cè)井相比，PNN測(cè)井有效避免了由本底伽馬和延遲伽馬所帶來(lái)的影響，提高了含水飽和度計(jì)算的準(zhǔn)確性。

1.2泥質(zhì)分析及F因子校正方法

海上PNN測(cè)井受到多種因素的影響，主要包括泥質(zhì)含量、管柱結(jié)構(gòu)、井眼、儀器位置、地層礦化度、孔隙度等[6]。上述因素都會(huì)對(duì)熱中子的衰減造成一定影響，給計(jì)算剩余油飽和度帶來(lái)困難。通過對(duì)海上某油田實(shí)際PNN測(cè)井資料調(diào)研，高泥質(zhì)含量是主要影響因素，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)在20%～30%及以上對(duì)飽和度計(jì)算產(chǎn)生影響較大。

海上某油田部分儲(chǔ)層存在泥質(zhì)含量較高的情況，導(dǎo)致地層俘獲截面(Σlog)偏大，從而導(dǎo)致計(jì)算的含水飽和度偏大。以海上某油田X井為例(如圖1所示)，935～946m井段由于泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)(φ(sh))較高(20%～30%)，導(dǎo)致PNN測(cè)井計(jì)算的含水飽和度(Sw,PNN)與完井含水飽和度(Sw,c)相比過大。為此，引入F因子對(duì)計(jì)算模型的泥質(zhì)含量進(jìn)行校正(F因子校正法的適用條件為射孔層段的地層含水飽和度(Sw)變化不大，并且待校正層與未射孔層處于同一個(gè)層內(nèi))。

圖1　海上某油田X井測(cè)井顯示圖

根據(jù)體積模型公式：

(1)

式中：Σma、Σsh、Σw、Σh分別為巖石骨架、泥質(zhì)、地層水及烴的俘獲截面，c.u.。

由式(1)可知，地層俘獲截面為：

Σlog=[(1-φ(sh)-φ)Σma+φ(sh)Σsh+φ(1-Sw)Σh+φSwΣw]

(2)

引入校正因子F：

ΣF=[(1-φ(sh)-φ)Σma+Fφ(sh)Σsh+φ(1-Sw)Σh+φSwΣw]

(3)

由此可得：

(4)

圖2為統(tǒng)計(jì)的海上某油田體積模型與增強(qiáng)圖版F的取值范圍。在低孔隙度、低礦化度條件下，建議選擇增強(qiáng)圖版校正值。

圖2　標(biāo)準(zhǔn)體積模型F值分布(a)及增強(qiáng)圖版F值分布(b)

2參數(shù)敏感性研究

根據(jù)式(1)可知，要準(zhǔn)確計(jì)算Sw，需要準(zhǔn)確確定Σlog、Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等7個(gè)變量。為此，筆者研究了上述變量參數(shù)對(duì)Sw計(jì)算的影響程度。

選取海上某油田Y井地層參數(shù)變化較小的儲(chǔ)集層段(圖3中的8420～8450ft井段)，分別對(duì)Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等6個(gè)參數(shù)進(jìn)行敏感性研究。選擇層位的原則是裸眼井測(cè)井環(huán)境與PNN測(cè)井環(huán)境變化不大(最大限度地保證地層環(huán)境一致性是該研究的基礎(chǔ))，生產(chǎn)年限較短，最好是未動(dòng)用儲(chǔ)集層(研究目標(biāo)是儲(chǔ)集層)，既能保證在研究Σma、Σsh等敏感性時(shí)裸眼井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的可用性，又能保證在研究φ、φ(sh)等裸眼井參數(shù)敏感性時(shí)PNN測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的可用性。在上述原則下，改變?nèi)我庖粋€(gè)計(jì)算參數(shù)，觀察Sw的變化幅度，即能得到各參數(shù)在計(jì)算Sw時(shí)的敏感性。

圖3　海上某油田Y井研究層段

為了突出各計(jì)算參數(shù)分別對(duì)Sw計(jì)算的影響，采取了控制變量法，保證其他參數(shù)不變，研究參數(shù)的均勻變化。在研究Σma、Σsh、Σw、Σh等參數(shù)敏感性時(shí)，為保證研究結(jié)果更符合實(shí)際情況，φ、φ(sh)以及Σlog均選擇測(cè)量值。各參數(shù)的選取如表1所示。

表1　研究層段的參數(shù)取值

圖4　不同Σma敏感性研究圖

以Σma敏感性分析為例，從圖4中可以看出，隨著Σma線性增加，Sw隨之線性減小；不同深度點(diǎn)的Sw隨Σma的均勻增加而線性減少，Σma每增加1c.u.，8424～8427ft井段的Sw平均減少24.99%，8432～8436ft井段的Sw平均減少18.87%。

Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等6個(gè)參數(shù)敏感性分析結(jié)果如表2所示，可以看出，隨6個(gè)參數(shù)值增加，Sw減小，其中隨Σma、Σsh、Σh和φ(sh)均勻增加，Sw均勻減??；隨Σw和φ增加，Sw非線性減小，且減小幅度越來(lái)越小。

表2　研究層段參數(shù)敏感性分析結(jié)果

3實(shí)例分析

X井為海上某油田受泥質(zhì)影響較明顯的井，且研究井段為未射孔層段。通過交會(huì)圖版以及區(qū)塊經(jīng)驗(yàn)值，932～957m井段Σma、Σsh、Σw和Σh分別為18.4、30、46、17c.u.，φ及φ(sh)為裸眼井測(cè)量值，Σlog為PNN儀器測(cè)量值。采用C#語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了體積模型和增強(qiáng)圖版法2種剩余油飽和度計(jì)算解釋模塊，由于該井礦化度為20000mg/L，選擇增強(qiáng)圖版計(jì)算Sw。對(duì)935～946m井段采用增強(qiáng)圖版F因子校正方法進(jìn)行泥質(zhì)校正(F根據(jù)圖2(b)統(tǒng)計(jì)值選擇1.1)，校正后的Sw,PNN如圖5所示，其值與Sw,c相差不大，基本符合海上某油田的認(rèn)識(shí)規(guī)律。

圖5　海上某油田X井F因子校正效果圖

4結(jié)論

1)采用F因子校正方法分別對(duì)體積模型和增強(qiáng)圖版進(jìn)行泥質(zhì)校正，對(duì)比校正前、后的Sw,PNN與Sw,c，校正效果較好，符合海上某油田認(rèn)識(shí)規(guī)律。

2)通過參數(shù)敏感性分析，隨Σma、Σsh、Σh和φ(sh)均勻增加，Sw均勻減??；隨Σw和φ增加，Sw非線性減小，且減小幅度越來(lái)越小。

[參考文獻(xiàn)]

[1]郭海敏.生產(chǎn)測(cè)井導(dǎo)論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[2]黃志浩.PNN測(cè)井解釋方法改進(jìn)及應(yīng)用[J].中國(guó)海上油氣，2009，21(2)：94～95.

[3]張峰，王新光.脈沖中子-中子測(cè)井影響因素的數(shù)值模擬[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，33(6)：49～50.

[4]王可朝，張函，慕生福，等.高泥質(zhì)地層PNN測(cè)井的變骨架校正解釋方法研究[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2012，(6):135～137.

[5]黃隆基.核測(cè)井原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1985.

[6]郭海敏，陳猛，黎明.南翼山油田低孔低滲儲(chǔ)層PNN測(cè)井識(shí)別技術(shù)研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))，2012，34(6):81～82.

[編輯]龔丹

Shale Correction and Sensitivity of Interpretation Parameters of PNN Logging in An Offshore Oilfield

Zhang Xinyu，Guo Haimin，Mu Yongli，Hou Zhengyong，Ma Huanying

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofGeophysicsandOilResources，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

Abstract:In view of over high shale content and the influence of improper calculation parameters on calculation accuracy of saturation in PNN logging in an offshore oilfield, the method of F-factor correcting was proposed to eliminate the influence of the shale content. By studying the sensitivity of the 6 parameters of the standard formula, the interpreting parameters can be accurately determined to improve the accuracy of the saturation calculation.The method is tested in an offshore oilfield and the application effect is good.

Key words:PNN logging；shale content；F-factor correction；saturation

[中圖分類號(hào)]P631.84

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)8-0031-05

[作者簡(jiǎn)介]張新雨(1992-)，女，碩士生，現(xiàn)主要從事油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的研究工作，765991573@qq.com。

[基金項(xiàng)目]國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05020-006)。

[收稿日期]2015-12-04

[引著格式]張新雨，郭海敏，穆永利，等.海上某油田PNN測(cè)井泥質(zhì)校正及解釋參數(shù)敏感性研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(8):31～35.