安塞特低滲透油田井間電位剩余油監(jiān)測(cè)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

李新春，王小軍，劉 淵，周文軍，王浪波，馮春艷

（1.中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 716000；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室；3.中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院；4.中國石油長慶油田分公司第二采油廠）

安塞特低滲透油田井間電位剩余油監(jiān)測(cè)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

李新春1，王小軍1，劉 淵1，周文軍2，3，王浪波1，馮春艷4

（1.中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 716000；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室；3.中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院；4.中國石油長慶油田分公司第二采油廠）

安塞油田王窯區(qū)目前已進(jìn)入開發(fā)中后期，地層非均質(zhì)性強(qiáng)、水驅(qū)不均等造成平面及剖面上剩余油動(dòng)用難度大，單靠動(dòng)態(tài)分析法難以準(zhǔn)確判斷剩余油分布規(guī)律，需要結(jié)合動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)一步分析判斷。利用井間電位法測(cè)試技術(shù)監(jiān)測(cè)目的層電阻率，依據(jù)電阻率分布及變化評(píng)價(jià)平面剩余油富集區(qū)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，王窯老區(qū)淡水驅(qū)開發(fā)油藏地層電阻率遵循理論上“U”型變化規(guī)律，即隨著水淹程度的提高地層電阻率先下降，而后又升高。高產(chǎn)水率地層電阻率整體呈上升趨勢(shì)，也有部分降低，其變化與產(chǎn)出水礦化度有關(guān)，遵循高礦化度低電阻、低礦化度高電阻的規(guī)律。

安塞油田；特低滲透油田；地層電阻率分布；剩余油；適應(yīng)性評(píng)價(jià)

安塞油田王窯區(qū)位于陜西省延安市安塞－志丹縣境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造屬于陜北斜坡（伊陜斜坡）。砂體呈北東－南西向展布，油層分布穩(wěn)定，主要發(fā)育長611層，為三角洲前緣水下分流河道、河口壩沉積。油藏埋深1 220～1 550 m，平均油層厚18.3 m，原始含油飽和度51.2%，屬于邊底水微弱的特低滲巖性油藏。原始地層水礦化度65.8 g／L，水型為CaCl2型。

目前國內(nèi)外應(yīng)用井間電位法判斷平面剩余油分布的測(cè)試技術(shù)已在多個(gè)油田應(yīng)用，從測(cè)試施工工藝到資料成果處理形成了一整套較成熟的技術(shù)。安塞油田在王窯老區(qū)應(yīng)用井－地可控源大地電阻率層析成像方法（井－地ERT）實(shí)施了16個(gè)井組的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果與動(dòng)態(tài)資料不能完全吻合。

本次評(píng)價(jià)運(yùn)用動(dòng)態(tài)資料及多項(xiàng)油水井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果資料，分析判斷該技術(shù)在安塞油田的適應(yīng)性，并提出解釋中存在的問題及建議。

1 井－地ERT監(jiān)測(cè)原理與施工方法

1.1 監(jiān)測(cè)技術(shù)原理

三維電阻率層析成像方法是一種地球物理探測(cè)方法，全稱是井－地可控源大地電阻率層析成像方法，在石油天然氣勘探中，用于解決探測(cè)油氣藏邊界、油水邊界、井周圍油氣藏、剩余油分布等問題。地下油氣藏的電阻率與圍巖的電阻率存在明顯的差異，地面采集系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)到目的層地層電阻率。

在測(cè)試資料解釋中，根據(jù)電測(cè)解釋原理，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，含水飽和度解釋一般應(yīng)用阿爾奇公式進(jìn)行飽和度計(jì)算：

式中：Sw為反演面積內(nèi)某點(diǎn)的含水飽和度；Rt為反演面積內(nèi)某點(diǎn)反演計(jì)算的電阻率；φ為反演面積內(nèi)某點(diǎn)孔隙度；Rw為該地區(qū)的地層水電阻率。

根據(jù)反演所得的電阻率和反演計(jì)算區(qū)的孔隙度分布，利用阿爾奇公式計(jì)算出該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的含水飽和度，模擬出監(jiān)測(cè)區(qū)域平面剩余油分布。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試施工方法

井－地ERT方法采用高密度發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對(duì)地下進(jìn)行電場(chǎng)透視，利用大地電阻率的差異進(jìn)行成像，將一個(gè)供電電極（A電極）固定在井口套管，另一個(gè)回流電極（B電極）放在地表，一般位于井口附近或油氣藏頂部。在A電極發(fā)射的電流從油氣藏之下回流到地表B電極的過程中，油氣藏對(duì)電流的流動(dòng)方向和分布將產(chǎn)生明顯的影響，導(dǎo)致電流流動(dòng)方向的改變。在這種情況下，油氣藏的分布不但決定了地下電流的分布，同時(shí)也決定了地表電場(chǎng)的分布，引起地表觀測(cè)電場(chǎng)的變化，地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收到地面電位數(shù)據(jù)。

2王窯區(qū)監(jiān)測(cè)成果及適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法

王窯區(qū)開發(fā)層系單一，監(jiān)測(cè)到的電阻率可靠性相對(duì)較高，本次研究以王窯老區(qū)為對(duì)象，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是地層電阻率的影響因素及其隨著注水開發(fā)變化規(guī)律，并評(píng)價(jià)該技術(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)果與解釋的合理性，為下步技術(shù)改進(jìn)提供思路。

2.1電阻率與含水飽和度關(guān)系［1］

注水開發(fā)地層的電阻率與含水飽和度之間存在著復(fù)雜的變化關(guān)系，這種變化與注水礦化度有關(guān)，其理論關(guān)系如圖1所示，當(dāng)Rwp＞Rw即注入水礦化度低于地層水礦化度時(shí)，Rt隨著Sw增加呈不對(duì)稱“U”型變化；隨著Rwp／Rw比值變大，U形不對(duì)稱越顯著。

圖1 油層水淹含水飽和度Sw與電阻率Rt理論變化關(guān)系

安塞油田長6層注入水是洛河層淡水，為CaCl2型，氯根離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)（50～70）×10－6，最大277×10－6。當(dāng)洛河層低礦化度水注入長6高礦化度地層時(shí)，長6地層水在不同程度上被淡化，理論上來說，其變化應(yīng)該符合第一種變化規(guī)律［2］。

2.2 安塞油田王窯區(qū)完井電測(cè)電阻率與水淹層響應(yīng)特征

王窯區(qū)長6層注淡水巖電實(shí)驗(yàn)見圖2，加密井完井電測(cè)電阻率與試油產(chǎn)水率交會(huì)圖見圖3，可以看出隨著產(chǎn)水率的升高，電阻率稍下降，然后就開始急促上升，其形態(tài)近似“反L”形。

2.3 井間電位監(jiān)測(cè)地層電阻率變化規(guī)律

井地ERT監(jiān)測(cè)技術(shù)依據(jù)地層電阻率來判斷剩余油分布，判斷監(jiān)測(cè)到的地層電阻率的真實(shí)性是評(píng)價(jià)該技術(shù)可行性的關(guān)鍵。統(tǒng)計(jì)分析監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)88口采油井監(jiān)測(cè)電阻率與開發(fā)動(dòng)態(tài)資料的關(guān)系，與理論變化規(guī)律做對(duì)比，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.3.1 監(jiān)測(cè)電阻率與動(dòng)態(tài)資料的關(guān)系

圖2 王窯區(qū)長6油藏注淡水巖電實(shí)驗(yàn)

圖3 王窯區(qū)長6儲(chǔ)層試油產(chǎn)水率與電阻率交會(huì)圖

對(duì)于淡水注水開發(fā)油藏，理論和完井電測(cè)都顯示其地層電阻率與油井水淹程度呈不對(duì)稱“U”型關(guān)系，那么井間電位監(jiān)測(cè)法得到的地層電阻率是否也遵循這樣的規(guī)律？為了說明這個(gè)問題，做了王窯監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)88口采油井監(jiān)測(cè)電阻率與產(chǎn)水率交會(huì)圖（圖4）。從圖上可以看出，隨著產(chǎn)水率的升高，電阻率稍微下降，然后就開始上升，并且隨著產(chǎn)水率的升高，電阻率上升幅度增大，與理論及完井電測(cè)解釋結(jié)論基本一致。

圖4 王窯區(qū)油井產(chǎn)水率與監(jiān)測(cè)電阻率交會(huì)圖

油井產(chǎn)出水礦化度與電阻率交會(huì)圖（圖5）表明，水淹層地層電阻率與油井水淹類別即產(chǎn)出水礦化度有關(guān)，隨著產(chǎn)出水礦化度的升高，高產(chǎn)水地層電阻率有明顯下降趨勢(shì)，這正是引起高含水率地層電阻率出現(xiàn)高阻和低阻分支的重要原因。從理論上講，地層水礦化度與電阻率有直接關(guān)系，電阻率隨著產(chǎn)出水礦化度的增長呈線性下降。

圖5 王窯區(qū)產(chǎn)出水礦化度與監(jiān)測(cè)電阻率交會(huì)圖

以監(jiān)測(cè)區(qū)油井王14－15井為例，實(shí)施監(jiān)測(cè)時(shí)該井含水97.2%，產(chǎn)出水礦化度15 210 mg／L，屬于低礦化度類型，井間電位監(jiān)測(cè)到其電阻率值高達(dá)50Ω·m，遠(yuǎn)高于油藏原始電阻率值28.4Ω·m，這是由于地層水淹引起的地層電阻率異常高。

高含水油井礦化度普遍低于60 000 mg／L，低于油藏原始礦化度89 200 mg／L，低礦化度引起高含水率地層電阻率升高在井間電位監(jiān)測(cè)中和理論是一致的。

為劃分不同水淹程度地層電阻率范圍，做了監(jiān)測(cè)電阻率與油井礦化度和產(chǎn)水率比值交會(huì)圖（圖6）。從圖上可以看出，當(dāng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)油井產(chǎn)出水礦化度和產(chǎn)水率的比值高于1 200時(shí)，地層為弱水洗地層，在資料處理中無論監(jiān)測(cè)電阻率高低都按剩余油富集區(qū)處理；當(dāng)比值低于1 200時(shí)，地層為中高水洗地層，在資料處理中無論監(jiān)測(cè)電阻率高低都按中高水洗地層處理。在這一區(qū)域中，中水洗與高水洗地層無法識(shí)別。

2.3.2 井間電位剩余油監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

上述論證表明，井間電位監(jiān)測(cè)地層電阻率值符合實(shí)際，對(duì)于安塞特低滲透注水開發(fā)油藏，地層電阻率隨著開發(fā)時(shí)間的推移，其變化規(guī)律符合理論上的不對(duì)稱“U”型模型［3－5］。

圖6 王窯區(qū)監(jiān)測(cè)電阻率與油井礦化度和產(chǎn)水率比值交會(huì)圖

該測(cè)試項(xiàng)目原用的傳統(tǒng)阿爾奇公式適用于注入水礦化度高于地層水礦化度地質(zhì)條件，對(duì)于安塞淡水驅(qū)油藏不能反應(yīng)真實(shí)剩余油分布，應(yīng)引入反演計(jì)算地層含水飽和度的阿爾奇公式修正系數(shù)，進(jìn)一步完善資料處理方法。

3 結(jié)論

（1）井間電位監(jiān)測(cè)技術(shù)能反映安塞油田注水開發(fā)區(qū)塊地層真實(shí)電阻率，但僅憑電阻率值的高低不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)已注水開發(fā)區(qū)塊平面剩余油分布狀況。

（2）測(cè)試顯示安塞油田電阻率在28Ω·m到30 Ω·m時(shí)，地層呈中低水洗；電阻率值低于18Ω·m或者高于40Ω·m時(shí)，地層為高水洗，利用測(cè)試電阻可以判斷平面上高水洗區(qū)分布情況。

（3）監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)油井產(chǎn)出水礦化度與產(chǎn)水率的比值可作為劃分弱水洗與中高水洗地層的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)比值高于1 200時(shí)為弱水洗地層，當(dāng)比值低于1200時(shí)為中高水洗地層。

（4）傳統(tǒng)的阿爾奇公式不適應(yīng)安塞油田井間電位監(jiān)測(cè)資料解釋，需引入阿爾奇修正公式做好后期資料處理工作。

［1］ 張金成.電位法井間監(jiān)測(cè)技術(shù)［J］.地震地質(zhì)，2001，（2）：292－300.

［2］ 靳文奇.安塞油田長6油層組長期注水后儲(chǔ)層變化特征［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，（3）：618－624.

［3］ 王愛國.電位法井間監(jiān)測(cè)剩余油技術(shù)在江漢油田的應(yīng)用［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（4）：126－127.

［4］ 王小軍.如何應(yīng)用電測(cè)參數(shù)判別儲(chǔ)層水淹程度［J］.西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，37（1）：28－31.

［5］ 吳柏志，李軍.電位法井間監(jiān)測(cè)技術(shù)在壓裂裂縫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2001，25（2）：126－128.

Ansai oilfield Wangyao area has entered the middle and late stage of development，the formation heterogeneity is strong，water flooding is not equal，which caused difficulty of residual oil production degree in the plane and the profile.Dynamic analysis method is difficult to accurately determine the residual oil distribution law.A combination of dynamic monitoring technique is required for further analysis.Using cross－well potential to test target layer resistivity，and using resistivity distribution and change to evaluate residual oil enrichment zone.Monitoring results show that Wangyao area fresh water flooding reservoir formation resistivity followed the theory of"U"type change，that is the formation resistivity decrease firstly，then increase with the increasing of water flooding degree.High water flooding strata resistivity show rising trend，with which small parts reduce.The change is related with output water salinity，which followed the law of high salinity with low resistance and low salinity with high resistance.

127Evaluation of cross－well potential residual oil in Ansai ultra low permeability oilfield

Li Xinchun（No.1 Production Plant of Changqing Oilfield Company，PetroChina，Xi'an，Shaanxi 716000）

Ansai oilfield；ultra low permeability oilfield；strata resistivity distribution；residual oil；adaptability evaluation

TE33

A

1673－8217（2012）04－0127－03

2012－03－03

李新春，工程師，1983年生，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），現(xiàn)從事油田開發(fā)研究工作。

李金華