黃 峰孟 展鄧南濤.陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究；.延長油田股份有限公司永寧采油廠

基于流體替換方法精細(xì)識別油層

黃 峰1孟 展2鄧南濤1
1.陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究；2.延長油田股份有限公司永寧采油廠

陜北斜坡位于鄂爾多斯盆地東緣，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造活動較弱，地層發(fā)育平緩，缺乏有利于油氣聚集的二級構(gòu)造帶和構(gòu)造圈閉，宏觀上主控于巖性影響，形成了低滲復(fù)雜巖性圈閉類型油氣藏，巖性油氣藏有著復(fù)雜的礦物組分、孔隙結(jié)構(gòu)、粒度分布及薄互層等特征，導(dǎo)致油水層電性差異小，電測井識別困難。

引起油層電阻率低對比度的主要成因有：黏土礦物因陽離子交換產(chǎn)生的附加導(dǎo)電性；流體性質(zhì)變化含水飽和度高，地層水礦化度大，導(dǎo)電能力強(qiáng)；儲層孔隙結(jié)構(gòu)差，低孔喉比、高孔隙迂曲度導(dǎo)致微孔隙含量增加，形成微孔隙與滲流孔隙，導(dǎo)致高束縛水飽和度。本文基于流體替換思想，研究流體性質(zhì)變化對電性的影響程度。

流體替換思路

研究區(qū)內(nèi)儲層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對電性影響大，通過流體替換思想，理論上利用同一儲層底部的流體替換上部流體，反演出上部儲層流體性質(zhì)相同下的理論電阻率，在其他巖石物理?xiàng)l件不變時，上部儲層的理論電阻率與實(shí)測電阻率差異能夠直接反映流體性質(zhì)變化引起的電阻率變化值。

根據(jù)Archie飽和度公式展開得出含水飽和度、孔隙度與電阻率、巖電參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式：

同一儲層上部的飽和度關(guān)系：

下部的飽和度關(guān)系：

將公式（2）與公式（3）合并，基于流體替換思想，同儲層段底部流體替換上部流體，則該儲層段上下部分的含水飽和度Sw、地層水電阻率Rw等巖石孔隙流體性質(zhì)相同，則：

得出：

其中：Rt上是流體替換后儲層上部的理論電阻率，Rt下是儲層下部實(shí)測的地層電阻率，φ上、m上分別儲層上部的孔隙度與膠結(jié)指數(shù)，φ下、m下分別儲層下部的孔隙度與膠結(jié)指數(shù)。

巖性與孔隙結(jié)構(gòu)宏觀上綜合反映是孔隙度與滲透率，滲透率與孔隙度的比值反映了巖石孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，因此采用綜合物性指數(shù)可研究孔隙結(jié)構(gòu)。膠結(jié)指數(shù)m受控于巖石孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，對巖石孔隙彎曲度、喉道寬度等敏感，研究井區(qū)利用綜合物性指數(shù)與膠結(jié)指數(shù)m回歸出二者函數(shù)關(guān)系式：

統(tǒng)計研究井區(qū)巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬合實(shí)測聲波時差A(yù)C與巖心孔隙度φ，回歸出通過實(shí)測聲波時差計算有效孔隙度φ的模型公式：

將公式（5）、（6）代入公式（4）中，在同一儲層內(nèi)底部流體替換上部流體的研究思路下，可以計算出儲層內(nèi)流體性質(zhì)統(tǒng)一時儲層上部的理論電阻率Rt上，該電阻率是以儲層縱向上流體性質(zhì)相同為前題，而實(shí)測的儲層上部電阻率Rt實(shí)包括了流體性質(zhì)在縱向上變化對電阻率的貢獻(xiàn)值，因此，二者之差直接反映了同一儲層流體性質(zhì)在縱向上變化引起的電性差異，進(jìn)而反映出同一儲層縱向上含油飽和度的差異。

圖1 XY261井測井解釋成果圖

圖2 XY419井測井解釋成果圖

實(shí)例應(yīng)用

應(yīng)用1：研究區(qū)XY261井1430.7-1445.8砂巖儲層段有11、12號測井解釋層，11號層的聲波時差A(yù)C為，電阻率Rt為16.5?.m，12號層的聲波時差A(yù)C為，電阻率Rt為9.7?.m，基于流體替換思路模型以及孔隙度、膠結(jié)指數(shù)計算公式，利用已知12號層參數(shù)反演出11號層流體被替換成12號層流體時的理論電阻率Rt理為14.7?.m，與實(shí)測地層電阻率相比Rt，因流體性質(zhì)縱向變化引起的電阻率變化值僅為1.8?.m，較12號層含油飽和度增加貢獻(xiàn)值為8%，而根據(jù)水層判別標(biāo)準(zhǔn)識別12號層為水層，綜合分析二次解釋11號層為含油水層，不是油水同層，通過XY261井生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，日產(chǎn)油0. 16 噸，含水率86%，確認(rèn)為含油水層。

應(yīng) 用2： 研 究 區(qū)XY419井1816.7- 1841.0砂巖儲層段有14、15號測井解釋層，14號層的聲波時差A(yù)C為，電阻率Rt為 9.5?.m，15號層的聲波時差A(yù)C為，電阻率Rt為4.7?.m，基于流體替換思路模型以及孔隙度、膠結(jié)指數(shù)計算公式，利用已知15號層參數(shù)反演出14號層流體被替換成15號層流體時的理論電阻率Rt理為4.9?.m，與實(shí)測地層電阻率相比Rt，因流體性質(zhì)縱向變化引起的電阻率變化值為 4.6?.m，較15號層含油飽和度增加貢獻(xiàn)值為17%，而根據(jù)水層判別標(biāo)準(zhǔn)識別15號層是水層，綜合分析二次解釋14號層是油水同層，不是含油水層，通過XY419井生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，日產(chǎn)油1.21 t，含水率59%，確認(rèn)是油水同層。

結(jié)語與建議

1）根據(jù)流體替換思想，儲層上下部流體性質(zhì)統(tǒng)一時計反演儲層上部的理論電阻率，理論電阻率只由物性、孔隙結(jié)構(gòu)影響，避開流體性質(zhì)變化因素，進(jìn)而與儲層上部實(shí)測電阻率比較，可以研究流體性質(zhì)在縱向上變化引起的電阻率變化差異，推算出該差異對含油飽和度的貢獻(xiàn)值大小，因此有利于精細(xì)識別油水層，特別是對于油水同層、含油水層在測井解釋圖版法上判別不準(zhǔn)確時有重要應(yīng)用意義。

2）孔隙結(jié)構(gòu)是孔隙度、滲透率在宏觀上的直觀體現(xiàn)，采用滲透率與孔隙度的比值，即：綜合物性指數(shù)可以研究孔隙結(jié)構(gòu)對膠結(jié)指數(shù)等的響應(yīng)特征。