基于時間推移的咸水泥漿侵入條件下的儲層流體識別方法

董紅,蔣興才

(1.中國石油長城鉆探工程有限公司測井公司,遼寧盤錦124011; 2.遼河油田多種經營事業部裕隆公司,遼寧盤錦124011)

基于時間推移的咸水泥漿侵入條件下的儲層流體識別方法

董紅1,蔣興才2

(1.中國石油長城鉆探工程有限公司測井公司,遼寧盤錦124011; 2.遼河油田多種經營事業部裕隆公司,遼寧盤錦124011)

咸水泥漿侵入造成遼河灘海地區儲層流體的識別困難。基于理論研究,建立了陣列感應測井動態侵入響應模型,開發了時間推移測井數值模擬軟件。該方法可以分析滲透率、孔隙度、飽和度、泥漿礦化度、地層水礦化度、地層和井眼壓力等18個地層和井眼參數變化時對陣列感應測井響應的影響。給出徑向電阻率分布、泥漿侵入深度、測井響應、含水飽和度、地層水電阻率、地層水礦化度隨泥漿浸泡時間的動態變化特性。在遼河灘海地區11口井78個層進行時間推移測井模擬和測井響應分析,確定了儲層定量解釋標準,測井解釋符合率提高了10%,解決了灘海地區低電阻率油氣層識別難的問題,同時也為儲層流體識別提供了一種新方法。

測井解釋;時間推移;泥漿侵入;礦化度;電阻率;浸泡時間;動態變化

0 引 言

利用電測井識別油氣層,求準油層真電阻率,進而估算油層原始含油(氣)飽和度,是測井儲層評價的重要研究內容之一。但是,測井結果還受鉆井泥漿濾液侵入地層的影響。傳統的電阻率測井侵入校正,均基于靜態侵入階躍模型,認為侵入帶和原狀地層之間電阻率的變化呈階梯狀突變,且沒有考慮侵入的時間效應。實際上,泥漿濾液對地層可動烴的驅替是一個多相滲流過程,地層參數的變化并非呈階梯狀突變,而且還與泥漿浸泡時間有關[1]。本文利用兩相滲流、巖電和電阻率測井理論[1],建立了電阻率測井動態侵入響應模型,在實際應用中獲得了比較好的效果。

1 時間推移測井數值模擬影響因素分析

在進行時間推移測井數值模擬的過程中需要考慮地層物性、井眼條件、泥漿性能等因素,在模擬計算時需要選取的參數包括時間網格參數、徑向網格參數、地層絕對滲透率、泥餅滲透率、油(氣)水相的相對滲透率曲線、地層孔隙度、地層溫度、A rchie公式中的常數、膠結指數、飽和度指數、井眼壓力、地層原始壓力、地層原始水飽和度、泥漿濾液礦化度、地層水礦化度、油(氣)水黏度、流體密度、毛細管壓力曲線等。

理論上,所有參數對模擬結果都有影響。但是,對于給定層位,地層絕對滲透率、地層孔隙度、膠結指數、飽和度指數、A rchie公式常數 a和b、井眼壓力、地層原始壓力、地層溫度、目的層厚度、上下圍巖電阻率、毛細管壓力等參數相對不變。因此,對于給定地層,主要考慮泥漿濾液礦化度、泥餅滲透率、油相最大相對滲透率、水相最大相對滲透率、地層原始水飽和度、地層水礦化度和地層原油黏度的影響。通過對灘海地區儲層的實際模擬發現,泥漿濾液礦化度、泥餅滲透率、水相最大相對滲透率、地層原始水飽和度、地層水礦化度對測井響應的影響比較大。

本文以灘海地區××井56油層的參數為基礎,改變各項參數,計算分析總結它們對測井響應的影響規律。

1.1 泥餅滲透率的影響

取泥餅滲透率分別為 0.001、0.007、0.013、0.019 mD和0.025 mD＊,計算徑向電阻率分布(見圖1)。由圖1可見,泥餅滲透率變化對沖洗帶和過渡帶影響明顯,不影響沖洗帶和地層電阻率。隨泥餅滲透率增大,沖洗帶和過渡帶均向地層深處移動,范圍逐漸變寬;泥漿浸泡時間長,影響更嚴重。

1.2 水相最大相對滲透率的影響

分別取油相相對滲透率為0.02、0.04、0.045、0.05和0.07 mD,計算徑向電阻率分布(見圖2)。油層中,水相相對滲透率變化影響徑向電阻率分布的過渡帶。

1.3 地層含水飽和度

設殘余油飽和度 Sor=0.15,束縛水飽和度Swi=0.4時,取含水飽和度分別為0.41、0.5、0.6、0.7和0.8,計算徑向電阻率分布(見圖3)。給定殘余油飽和度和束縛水飽和度,地層含水飽和度變化不影響徑向電阻率分布的沖洗帶和過渡帶,只影響地層電阻率。

1.4 泥漿濾液礦化度

取泥漿濾液礦化度分別為 10 000、15 000、24 000、35 000 m g/L和45 000 m g/L,計算徑向電阻率分布(見圖4)。泥漿礦化度變化只影響徑向電阻率分布的沖洗帶和過渡帶電阻率,不影響地層電阻率。

1.5 地層水礦化度

取地層水礦化度分別為1 700、2 400、3 100、4 000 mg/L和5 000 mg/L,計算徑向電阻率分布(見圖5)。地層水礦化度主要影響徑向電阻率分布的地層電阻率部分。

圖1 泥餅滲透率變化對徑向電阻率分布的影響

圖2 水相最大相對滲透率變化對徑向電阻率分布的影響

圖3 地層含水飽和度變化對徑向電阻率分布的影響

圖4 泥漿濾液礦化度變化對徑向電阻率分布的影響

圖5 地層水礦化度變化對徑向電阻率分布的影響

2 時間推移測井數值模擬的參數選取

對于給定的地區,在進行時間推移測井數值模擬計算時,其時間網格參數、徑向網格參數、A rchie公式中的常數、膠結指數、飽和度指數是相對不變的,泥漿濾液礦化度、地層水礦化度、泥餅滲透率、井眼壓力、地層原始壓力等參數可根據理論公式計算得到[2],而油/氣/水黏度、流體密度、毛細管壓力曲線等通過試油資料并結合經驗公式進行推算,這里詳細介紹地層絕對滲透率、油水相的相對滲透率、地層孔隙度、地層溫度、地層束縛水飽和度的計算方法。

2.1 地層溫度計算方法

根據試油資料確定灘海地區地層溫度計算公式

式中,T為儲層溫度,℃;H為儲層深度,m。

2.2 地層孔隙度與絕對滲透率計算方法

通過對比巖心分析數據與測井響應之間的關系,確定地層孔隙度與絕對滲透率的計算公式

式中,φ為儲層孔隙度,%;K為儲層空氣滲透率,×

10-3μm2;AC為聲波時差值,μs/ft＊。

2.3 地層束縛水飽和度計算方法

利用巖心核磁共振分析數據,綜合物性參數( K/φ)與核磁共振分析束縛水飽和度建立關系式

式中,Swi為儲層束縛水飽和度,%;K為儲層空氣滲透率,×10-3μm2;φ為儲層有效孔隙度,%。

2.4 油、水相的相對滲透率計算方法

利用灘海地區的相對滲透率分析資料,通過回歸分析確定油、水相的相對滲透率計算公式為

式中,Krw為水相相對滲透率,%;Kro為油相相對滲透率,%;Sw為儲層含水飽和度,%。

3 實際應用效果

通過在遼河灘海地區11口井78個層進行時間推移測井模擬,圖6為×××層的時間推移模擬結果,通過測井響應和模擬結果分析確定了儲層的解釋標準。油層:水相相對滲透率小于0.1;水層:水相相對滲透率大于0.15,當水相相對滲透率在0.1～0.15之間時,結合含水飽和度數值以及其他資料綜合分析確定地層流體性質,在實際應用中,測井解釋符合率提高了10%。

圖7為遼河灘海地區××1井測井曲線圖。通過對該井50、51、53、54、55、56層進行模擬得解釋結論為油層(具體模擬結果見表1),而實際試油為油層,證實了結果的準確性。圖8為遼河灘海地區× ×2井測井曲線圖,該井77、78、79、80層原解釋結論為油層,通過利用時間推移測井模擬軟件進行再分析,具體模擬結果見表2,這4個層為水層,而實際試油為水層,證實了結果的準確性。

表1 遼河灘海地區××1井時間推移測井模擬結果

表2 遼河灘海地區××2井時間推移測井模擬結果

圖6 時間推移模擬結果

圖7 遼河灘海地區××1井測井曲線圖

4 結 論

(1)對于同一地層,模擬結果主要受地層水礦化度、泥漿濾液礦化度、泥餅滲透率、水相相對滲透率的影響。

(2)利用時間推移測井模擬可以確定徑向電阻率、測井響應和含水飽和度動態分布特征,可以更有效地認識地層的泥漿侵入情況。

(3)利用時間推移測井模擬結果可以有效識別油氣層,為油氣評價提供了一種新思路。

圖8 遼河灘海地區××2井測井曲線圖

[1] 張建華,劉振華,仵杰.電法測井原理與應用[M].西安:西北大學出版社,2002.

[2] 雍世和,張超謨.測井數據處理與綜合解釋[M].東營:中國石油大學出版社,1996.

[3] 中國石油勘探與生產公司.低阻油氣層測井識別評價方法與技術[M].北京:石油工業出版社,2006.

[4] 丁娛嬌,邵維志,王志勇,等.不同泥漿侵入環境下儲層電性變化特征[J].測井技術,2009,33(4):315-320.

Reservoir Fluids Identification Method Based on Time-lapse Logging in Salt M ud Invasion Environment

DONG Hong1,JIANG Xingcai2
(1.GWDCWireline Logging Company,CNPC,Panjin,Liaoning 124011,China; 2.Yulong Company,Diversified Department of Liaohe Oilfield,Panjin,Liaoning 124011,China)

Because of saltmud invasion it is difficult to identify reservoir fluids in the beach area. Based on theo retical research,established is an array induction logging dynamic intrusion response model and developed is a time-lapse logging numerical simulation software.This method can analyze the impactof 18 parameterson the array induction logging responses,such aspermeability,porosity,saturation,mud salinity,formation water salinity,formation and wellbore p ressure,etc..Given are the characteristics of the dynam ic changes of radial resistivity distribution, mud invasion dep th,log response,water saturation,formation water resistivity,formation water salinity w ith themud soaking time.Provided is quantitative identification reservoir w ith log data. Through the time-lapse simulation and response analysisof 78 layersof 11 wells in Liaohe region, the quantitative interp retation standard of the reservoir has been determined,the coincidence rate of w hich is increased by 10%,therefo re the difficult p roblem s are solved about low resistivity oil and gas layer identification in the beach area.Log app lication show the abovemethod isa new app roach fo r reservoir fluid identification.

log interp retation,time-lap se,mud invasion,salinity,resistivity,soaking time,dynamic change

P631.84 文獻標識碼:A

董紅,女,1972年生,高級工程師,主要從事測井解釋及方法研究工作。

2010-10-28 本文編輯 余迎)