王　曄， 王向公， 楊雙定， 高山榮， 鄭　儒， 邊明莉

(1. 中國石油集團(tuán)測井有限公司 華北事業(yè)部， 河北 任丘 062552；

2.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院， 湖北 武漢 430100；

3.中國石油集團(tuán)測井有限公司 長慶事業(yè)部， 陜西 西安 710201；

4.中國石油集團(tuán)測井有限公司 吐哈事業(yè)部， 新疆 哈密838202)

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基于孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的淡水水淹層定性識別方法

王曄1， 王向公2， 楊雙定3， 高山榮3， 鄭儒4， 邊明莉1

(1. 中國石油集團(tuán)測井有限公司 華北事業(yè)部， 河北 任丘 062552；

2.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院， 湖北 武漢 430100；

3.中國石油集團(tuán)測井有限公司 長慶事業(yè)部， 陜西 西安 710201；

4.中國石油集團(tuán)測井有限公司 吐哈事業(yè)部， 新疆 哈密838202)

摘要：以W區(qū)塊為研究對象，針對該區(qū)塊儲層巖性復(fù)雜、混合液礦化度變化大、測井響應(yīng)特征復(fù)雜、水淹級別難以劃分的難題，以實(shí)驗(yàn)資料和測井資料為基礎(chǔ)，研發(fā)了孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算模型.結(jié)合投產(chǎn)資料，建立了相應(yīng)的解釋標(biāo)準(zhǔn)，形成了基于孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的淡水水淹層定性識別方法與技術(shù),實(shí)際應(yīng)用表明該方法效果良好.

關(guān)鍵詞：淡水水淹層； 測井響應(yīng)特征； 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)； 定性識別方法

W區(qū)塊開發(fā)層系為三疊系Y組C段，該區(qū)塊已注水開發(fā)多年，現(xiàn)采用擴(kuò)邊、調(diào)整等增產(chǎn)措施. 目前，該區(qū)塊已投入注水開發(fā)，大部分井區(qū)注入水是淡水，為CaCL2型，氯根離子濃度5.0×10-5～7.0×10-5mol/mL,最大2.77×10-4mol/mL，屬于典型的淡水水淹. 在水淹層中，儲層中的物性、含油性等發(fā)生了相應(yīng)變化，混合液礦化度變化大，測井響應(yīng)特征復(fù)雜，致使水淹級別難以劃分，增加了建立水淹層評價模型的難度.

由資料分析可知，對于水淹層來說，孔隙結(jié)構(gòu)好的油層，注水前為高產(chǎn)油層，注水后，驅(qū)油效率高，水洗強(qiáng)度大，一段時間后變成強(qiáng)水淹層；孔隙結(jié)構(gòu)差的油層注水前為低產(chǎn)差油層，注水后，驅(qū)油效率低，水洗強(qiáng)度小，形成弱水淹層甚至未被水淹[1]. 由此可見，孔隙結(jié)構(gòu)與油層水淹程度有一定的關(guān)聯(lián)性，因此可利用孔隙結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行水淹層定性識別.

1孔隙結(jié)構(gòu)類型分析及其參數(shù)求取

1.1孔隙結(jié)構(gòu)類型分析

在注水開發(fā)過程中，儲層中的粘土礦物受注入水的影響，也會發(fā)生一系列變化. 其中，這些變化主要受粘土礦物的化學(xué)成分、含量及其產(chǎn)狀的影響. 對于中、強(qiáng)水淹層，由于儲層孔隙較大、孔喉較粗，會形成優(yōu)勢滲流通道，粘土礦物容易直接被強(qiáng)水流沖走，致使泥質(zhì)含量降低；對于弱水淹層，由于儲層孔隙、孔喉半徑較小，粘土礦物不僅不易被注入水沖走，而且會因?yàn)樗舻脑颍蛔⑷胨莅l(fā)生水化、膨脹，堵塞孔隙和喉道，致使儲層物性進(jìn)一步變差[2].

圖1為電鏡掃描示意圖. 從圖中可以看出，未水淹和弱水淹主要發(fā)育為剩余粒間孔，孔隙內(nèi)發(fā)育綠泥石膜和自生石英，水淹后粘土礦物綠泥石發(fā)育堵塞了喉道，喉道連通性較差；中水淹主要發(fā)育為剩余粒間孔；粘土礦物特征為局部高嶺石書頁狀形態(tài)完整，伊利石橋接完好；水淹后大喉道比較干凈，礦物少；強(qiáng)水淹孔隙類型為粒間孔、粒內(nèi)溶孔，粒間孔道內(nèi)發(fā)育綠泥石薄膜，水淹變化特征為大喉道礦物洗的較為干凈，葉片狀綠泥石均勻分布[3].

圖1　電鏡掃描示意圖

1.2儲層物性綜合指數(shù)計算

表征儲層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)很多，其大部分屬于微觀參數(shù)，僅依靠取樣測試資料難以直接求取. 層物性綜合指數(shù)(式1)作為儲層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與測井信息之間的紐帶，在一定程度上可反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)[4].

選取儲層物性綜合指數(shù)(Q)作為利用測井資料評價儲層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的中間環(huán)節(jié)，可以利用取心井段巖心物性分析數(shù)據(jù)計算儲層的Q.

(1)

式中：K為滲透率，mD；φ為孔隙度，%.

1.3孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)計算

通過對實(shí)驗(yàn)巖心的壓汞毛管壓力資料以及巖心物性資料進(jìn)行分析，剔除部分質(zhì)量較差的樣品后，繪制儲層物性綜合指數(shù)Q和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的交會圖，發(fā)現(xiàn)物性綜合指數(shù)與最大孔喉半徑Rd及排驅(qū)壓力Pd存在良好的相關(guān)性. 排驅(qū)壓力與最大孔喉半徑成反比，既排驅(qū)壓力越小，最大孔喉半徑越大，孔隙空間的連通性越好；排驅(qū)壓力越大，水銀能夠進(jìn)入巖樣的最大孔喉半徑越小，孔隙空間的連通性越差[5].

圖2、圖3為物性綜合指數(shù)與最大孔喉半徑和排驅(qū)壓力的關(guān)系圖.從圖中可以看出，物性綜合指數(shù)與最大孔喉半徑和排驅(qū)壓力的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到了0.9以上，說明通過該圖可以利用物性綜合指數(shù)較準(zhǔn)確的計算出最大孔喉半徑及排驅(qū)壓力.

圖2　物性綜合指數(shù)與最大孔喉半徑關(guān)系

圖3　物性綜合指數(shù)與排驅(qū)壓力關(guān)系

圖4為WJ1井孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)處理數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比圖，WJ1井為研究區(qū)塊的一口檢查井，該井于2009年完井，射孔井段為1156～1162m，日產(chǎn)油0.9m3，日產(chǎn)水6.3m3. 從圖中可以看出第二道和第三道分別為運(yùn)用上述方法求取的排驅(qū)壓力和最大孔喉半徑，通過與壓汞實(shí)驗(yàn)得到的排驅(qū)壓力和最大孔喉半徑值比較后發(fā)現(xiàn)處理結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合度較高，說明上文中提出的方法具有較高的準(zhǔn)確性.

圖4　WJ1井孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)處理數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比

2水淹層識別及其識別標(biāo)準(zhǔn)建立

根據(jù)孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)計算方法，使用測井資料計算出了排驅(qū)壓力與最大孔喉半徑，結(jié)合投產(chǎn)資料制作了排驅(qū)壓力與最大孔喉半徑關(guān)系圖(圖6).

圖5　排驅(qū)壓力與最大孔喉半徑關(guān)系

根據(jù)該圖，區(qū)分出了油層、弱水淹、中水淹、強(qiáng)水淹之間的劃分界線. 分界線的函數(shù)表達(dá)式見公式(2)至公式(4).

Z1 = 3.9266 Pd - 3.385

(2)

Z2 = 5.0471 Pd - 3.2029

(3)

Z3 = 2.6957 Pd + 0.5544

(4)

根據(jù)排驅(qū)壓力與最大孔喉半徑關(guān)系圖，建立了孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對淡水水淹層水淹級別劃分標(biāo)準(zhǔn)，見表1.

表1孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對淡水水淹層水淹級別劃分標(biāo)準(zhǔn)

水淹級別最大孔喉半徑油層Rd

3應(yīng)用效果分析

根據(jù)所研究的利用孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)定性識別水淹層的方法，利用Fortran語言編制相應(yīng)的處理程序，以Forward測井解釋評價平臺為工具對研究區(qū)塊的15口井的15個試油層位進(jìn)行處理，其中13層與投產(chǎn)結(jié)論相符，2層不符合，識別準(zhǔn)確率為86.6% .

圖6為W21井孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)法應(yīng)用效果圖，該井投產(chǎn)日期為2013年，注入水為淡水，射孔層段為1 282～1 286m，前三個月日平均產(chǎn)液2.87m3/d、產(chǎn)油0.1t/d、含水率95.9%. 根據(jù)投產(chǎn)結(jié)論可以看出該井為強(qiáng)水淹層. 通過該效果圖可以看出處理結(jié)論與試油投產(chǎn)結(jié)論相符，說明該方法在研究區(qū)塊對淡水水淹層識別的可靠性.

圖6　W21井孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)法應(yīng)用效果

4結(jié)束語

(1) W區(qū)塊淡水水淹層由于巖性復(fù)雜、混合液礦化度變化大等因素的影響，水淹級別難以劃分.

(2) 基于常規(guī)測井資料計算孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)并建立相應(yīng)的解釋標(biāo)準(zhǔn)，通過對研究區(qū)塊的15口井的15個試油層位進(jìn)行處理，識別準(zhǔn)確率達(dá)86. 6%，應(yīng)用效果良好.

參考文獻(xiàn)：

[1] 雍世和,張超謨. 測井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營：中國石油大學(xué)出版社,2007.

[2] 譚成仟,吳少波,宋社民.哈南油田水淹層測井響應(yīng)特征及解釋方法研究[J].西北地質(zhì),2000,33(1):42-49.

[3] 張晉言,劉海河,劉偉. 核磁共振測井在深層砂礫巖孔隙結(jié)構(gòu)及有效性評價中的應(yīng)用[J]. 測井技術(shù), 2012,36(3):256-260.

[4] 袁偉,張占松,何小菊. 根據(jù)常規(guī)測井資料評價儲層孔隙結(jié)構(gòu)[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程,2014,14(33):7-11.

[5] 邵維志,丁娛嬌,劉亞,等. 核磁共振測井在儲層孔隙結(jié)構(gòu)評價中的應(yīng)用[J]. 測井技術(shù),2009,33(1):52-56.

(編輯：姚佳良)

Water flooded layer qualitative identification methods based on pore structure parameters

WANG Ye1, WANG Xiang-gong2, YANG Shuang-ding3,

GAO Shan-rong3, ZHENG Ru4， BIAN Ming-li1

(1.Huabei Division of China Petroleum Logging Group, Renqiu 062552, China;2. College of Geophysics and Oil Resources, Yangtze University, Wuhan 430100, China;3.Changqing Division of China Petroleum Logging Group, Xi′an 710201, China;4.Tuha Division of China Petroleum Logging Group, Hami 838202, China)

Abstract:To solve the problems of complex reservoir lithology, mixed liquor salinity changes, complex logging response and hard distinguishable water flooded level in the W region, based on experiment data and logging data, a computational model of pore structure parameters; with production data, a corresponding interpretation criteria was established, a layer of fresh water flooded qualitative identification methods and techniques that based on pore structure parameters were formed. Practical application proved that it had good effect.

Key words:fresh water flooded； logging response； pore structure parameters； qualitative identification method

中圖分類號：P631.8+4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-6197(2016)04-0041-03

作者簡介：王曄，男，wangye_97@163.com

收稿日期：2015-07-30