汪 津，鄒磊落，米興奪，王 冠

（大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

泥漿侵入油氣儲(chǔ)層是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程，其侵入程度取決于鉆井泥漿柱壓力與原始地層壓力之間正壓差、地層特性、鉆井條件、泥漿特性和浸泡時(shí)間等諸多因素[1，2]。為充分認(rèn)識(shí)制約泥漿侵入程度的主控因素以及侵入對(duì)油氣層的影響程度，有效指導(dǎo)油氣層評(píng)價(jià)，從實(shí)驗(yàn)室泥漿侵入模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間推移測(cè)井試驗(yàn)兩個(gè)方面入手，通過(guò)優(yōu)選歧口凹陷31口/51井次代表性井、5種地層水礦化度類型、4種原油黏度、8種泥漿類型、250塊次巖樣共計(jì)890次實(shí)驗(yàn)室泥漿侵入模擬及測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，重點(diǎn)分析了不同類型泥漿、不同泥漿濾液/地層水電阻率、不同浸泡時(shí)間、不同儲(chǔ)層流體性質(zhì)、不同儲(chǔ)層物性情況下泥漿侵入規(guī)律及測(cè)井響應(yīng)特征。

1 不同類型泥漿對(duì)侵入的影響規(guī)律

泥漿對(duì)電阻率影響程度與泥漿類型有明顯關(guān)系，泥餅的滲透性對(duì)泥漿侵入起主導(dǎo)作用[3，4]。本次研究對(duì)選用的歧口凹陷同一區(qū)塊、同一層位不同物性級(jí)別的32塊砂巖巖心，按滲透率基本一致的原則分為兩組，一組利用普通泥漿進(jìn)行浸泡，一組利用暫堵型泥漿進(jìn)行浸泡；兩組泥漿除了暫堵劑以外，其他性能完全一致；測(cè)量?jī)煞N不同性能泥漿對(duì)巖樣驅(qū)替模擬泥漿侵入過(guò)程中的電阻率動(dòng)態(tài)變化（見(jiàn)圖1）。在泥漿驅(qū)替早期，兩種泥漿類型驅(qū)替環(huán)境下，巖樣電阻率比值基本一致，反映在有效泥餅形成之前，泥漿的封堵性對(duì)侵入影響不明顯。隨著驅(qū)替時(shí)間增加，泥餅逐漸形成，泥漿的封堵性能明顯體現(xiàn)出來(lái)，暫堵型泥漿侵入達(dá)到平衡所需時(shí)間為普通型泥漿的0.5倍左右。從達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后巖樣電阻率比值來(lái)看，普通泥漿浸泡后，巖樣電阻率比值在0.35～0.76，平均比值為0.54；封堵型泥漿浸泡后，巖樣電阻率比值在0.59～0.94，平均比值為0.72；封堵型泥漿電阻率降低程度大約為普通型泥漿的0.6倍；暫堵型泥漿可有效減少泥漿侵入影響。

2 浸泡時(shí)間對(duì)侵入的影響規(guī)律

浸泡時(shí)間對(duì)儲(chǔ)層電阻率變化影響明顯，不同浸泡時(shí)間儲(chǔ)層電阻率變化規(guī)律不同，實(shí)驗(yàn)室條件下飽和油、飽含水巖樣在不同泥漿濾液/地層水條件下，巖樣電阻率隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律（見(jiàn)圖2）。淡水泥漿侵入環(huán)境下，飽和水巖樣隨著浸泡時(shí)間的增加電阻率逐漸升高；對(duì)于飽和油巖樣，電性變化過(guò)程比較復(fù)雜，侵入初期階段電阻率基本不變，隨著浸泡時(shí)間增加電阻率開始降低，電阻率降低到一定程度不再降低，隨著浸泡時(shí)間的進(jìn)一步增加，電阻率開始回升，甚至超過(guò)原始電阻率并逐漸至穩(wěn)定不變，該電阻率降低并升高的過(guò)程稱之為低電阻率環(huán)帶，低阻環(huán)帶出現(xiàn)的時(shí)間早晚與物性有關(guān)，物性越好出現(xiàn)的時(shí)間越早。咸水泥漿侵入環(huán)境下，不論是飽和油還是飽含水巖樣，隨著浸泡時(shí)間增加，巖樣電阻率均表現(xiàn)為迅速降低趨勢(shì)；但電阻率降低程度和速度方面明顯存在差異。

3 侵入平衡時(shí)間與泥漿濾液/地層水電阻率、儲(chǔ)層物性、含油性關(guān)系

圖1 不同類型泥漿驅(qū)替過(guò)程電阻率變化圖

確定侵入達(dá)到平衡狀態(tài)所需時(shí)間對(duì)于優(yōu)化測(cè)井時(shí)間極為重要[5，6]，侵入達(dá)到平衡所需時(shí)間受泥漿濾液/地層水電阻率、儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)共同決定（見(jiàn)圖3）。泥漿濾液/地層水電阻率比值不同，侵入達(dá)到平衡時(shí)間不同，咸水泥漿侵入達(dá)到平衡的速度明顯快于淡水泥漿侵入，說(shuō)明相同浸泡時(shí)間內(nèi)，鹽水泥漿對(duì)儲(chǔ)層的影響程度要大于淡水泥漿；相同物性的油層，鹽水泥漿侵入達(dá)到平衡的速度為淡水泥漿侵入的1.5～3倍。儲(chǔ)層所含流體性質(zhì)不同，侵入達(dá)到平衡時(shí)間不同，這一點(diǎn)在鹽水泥漿侵入儲(chǔ)層，表現(xiàn)更明顯；相同物性條件下，油層侵入達(dá)到平衡的速度大約為水層的1.5倍。儲(chǔ)層物性越好，侵入達(dá)到平衡狀態(tài)所需時(shí)間越短，侵入達(dá)到平衡所需時(shí)間與滲透率關(guān)系為：

圖2 不同浸泡時(shí)間下電阻率變化規(guī)律

圖3 平衡時(shí)間與泥漿濾液/地層水電阻率、儲(chǔ)層滲透率、流體性質(zhì)關(guān)系圖

淡水泥漿侵入飽含水巖樣（Rmf/Rw=4.17）時(shí)，

咸水泥漿侵入飽含水巖樣（Rmf/Rw=0.356）時(shí)，

淡水泥漿侵入飽和油巖樣（Rmf/Rw=4.17）時(shí)，

咸水泥漿侵入飽和油巖樣（Rmf/Rw=0.356）時(shí)，

式中：Rmf-泥漿濾液電阻率；Rw-地層水電阻率；tw-泥漿濾液驅(qū)替達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需時(shí)間；K-巖樣滲透率；R-相關(guān)系數(shù)。

4 儲(chǔ)層電性變化程度與泥漿濾液電阻率、儲(chǔ)層流體性質(zhì)關(guān)系

泥漿侵入平衡后的儲(chǔ)層電性變化程度主要受儲(chǔ)層流體性質(zhì)、泥漿濾液/地層水電阻率共同控制[7]，與儲(chǔ)層物性的關(guān)系不是很密切（見(jiàn)圖4）。巖樣飽含流體性質(zhì)不同，儲(chǔ)層電性變化程度不同，水層以泥漿濾液/地層水電阻率比值等于1為分界線，比值大于1時(shí)，侵入后電阻率增高，小于1時(shí)，侵入后電阻率降低；對(duì)于油層該比值增大到3.6左右；咸水泥漿侵入相同物性儲(chǔ)層條件下，油層電性變化程度大約為水層2.5倍。泥漿濾液越咸，侵入后巖樣電性變化越明顯，巖樣電阻率降低程度同泥漿濾液與地層水電阻率比值呈雙對(duì)數(shù)關(guān)系：

飽含水巖樣：

飽和油巖樣：

式中：Rt-泥漿濾液驅(qū)侵入后巖樣電阻率；Ro-原始電阻率。

圖4 儲(chǔ)層電性變化與流體性質(zhì)、泥漿濾液電阻率關(guān)系圖

由于本次所用的實(shí)驗(yàn)室模擬泥漿侵入過(guò)程所使用的巖心是小尺寸巖心，并不能完全模擬地層條件下各種變化過(guò)程；故其得到的泥漿侵入所需穩(wěn)定時(shí)間和電阻率變化計(jì)算公式不能完全用于定量描述地層條件下泥漿侵入后儲(chǔ)層的電性變化特征，但其總體變化趨勢(shì)是沒(méi)有任何問(wèn)題的。

5 結(jié)論

泥漿侵入過(guò)程所需時(shí)間長(zhǎng)短由儲(chǔ)層滲透率、儲(chǔ)層流體性質(zhì)、泥漿濾液/地層水電阻率共同控制；當(dāng)儲(chǔ)層流體性質(zhì)、泥漿濾液/地層水電阻率比值一定時(shí)，泥漿侵入過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時(shí)間與滲透率的對(duì)數(shù)呈指數(shù)關(guān)系，其關(guān)系系數(shù)與儲(chǔ)層流體性質(zhì)、泥漿濾液/地層水電阻率比值相關(guān)。當(dāng)侵入達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，儲(chǔ)層電性變化程度主要受儲(chǔ)層流體性質(zhì)、地層水與泥漿礦化度差異共同控制；當(dāng)儲(chǔ)層流體性質(zhì)一定時(shí)，儲(chǔ)層電阻率與地層水與泥漿電阻率比值呈雙對(duì)數(shù)關(guān)系。