水淹層識別技術研究與探討

于紹澤，榮宇，沈鴻圖，孫亞飛，鹿昊，馬金江

（1. 東北石油大學 地球科學學院， 黑龍江 大慶 163000； 2. 大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163000）

水淹層識別技術研究與探討

于紹澤1，榮宇,2，沈鴻圖2，孫亞飛2，鹿昊2，馬金江2

（1. 東北石油大學 地球科學學院， 黑龍江 大慶 163000； 2. 大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163000）

通過大量的文獻調研,從水淹層分類入手,討論了水淹過程中儲層參數的變化以及水淹層的常規測井識別方法，介紹了各種水淹層識別解釋技術在油田實際生產中的應用實例,最后做了概括總結。

水淹層；儲層參數變化；測井識別方法

目前,在全世界大多數的油田開采過程中,以注水開采的油氣產量占全部油氣產量的絕大部分。而由于長期注入大量的水,國內外各大油田先后進入了注水開發中后期,油層中出現水淹的情況很普遍,其中大部分油田開采的油氣含水率已相當高。我國東部的許多老油田甚至已經進入了高含水中后期開發階段,地下原油受注入水的長期驅替,造成水淹關系非常復雜,地下原油分布不均勻,剩余油的開采難度增大,采收率降低,地下水分布及礦化度變化莫測。因此水驅油田的水淹層測井定量解釋顯得尤為重要,準確識別水淹層,合理確定油層水淹級別,最大限度地提高油田采收率是老油田挖潛增效的重要途徑[1-3]。

1　水淹層的分類

根據水驅油過程中注入水本身的性質,可以將水淹層分為三種類型,分別是污水水淹層、淡水水淹層以及邊水水淹層[4]。

顧名思義,污水水淹層是指污水回注或者淡水污水混合注入而形成的水淹層,這種水淹層驅動水的礦化度異常復雜,而使得測井解釋的難度增加。邊水水淹層是指靠近邊水或者邊外水驅油過程中形成的水淹層,這種水淹層常見于原始油水界面的上移或已經破壞了原始油水關系的情況。淡水水淹層即油淡水驅油形成的水淹層。

2　水淹過程中儲層參數的變化

2.1泥質含量的變化

油層在水淹的過程中,儲層中得泥質含量與水淹程度存在一定關系,在水淹初期,水淹程度弱,儲層中泥質含量變化很小,但是隨著水淹程度的加大,儲集層中的粘土礦物被注入水沖刷攜帶,導致儲層中泥質含量減小[5]。

2.2儲層物理性質的變化

水驅油的過程中,儲層的物理性質即孔隙度 φ和滲透率k與儲層的水淹層度及泥質含量關系密切。一般情況下,常規砂巖儲層隨著水淹程度增加,粒間空隙被注入水沖刷,空隙結構變好,φ和k隨之增大；二泥質儲層,在弱水淹的區域,粘土礦物由于注入水的浸泡會發生膨脹,使得空隙直徑變小,吼道變窄,φ和k隨之減小,在中等和強水淹區域,粘土含量唄水沖刷攜帶走,上文提到,泥質含量降低,φ和k隨之增大。

2.3儲層含油飽和度的變化

隨著水淹程度的不斷加大,整體上含油飽和度是降低的。在水驅油的過程中,注入水不是活塞式直接推進的,而是沿著孔隙度大滲透性能好的位置推進,這就導致在儲層中空隙小滲透性不好的位置存在大量剩余油。所以,在水驅油的過程中,儲層物性較好的原始油層含油飽和度較高,首當其沖被水淹,含有飽和度下降很快,二連通性較差的不穩剩余油飽和度比較高,形成剩余油分布不均勻。

2.4電阻率的變化

在油田的生產時間當中,很多生產事實能夠證明,在儲層弱水淹的情況下,電阻率值變小；二在強水淹時,電阻率的變化是受注入水電阻率與油層水電阻率的比值 Rwj/Rw以及油層原始含水飽和度決定的；當油層水淹程度比較高時,尤其是特高水淹時,電阻率的變化受Rwj控制。所以,在污水或者咸水回注入時,點抓走了隨著Sw的升高表現出減小的趨勢,而在淡水驅油時,當 Rwj/Rw較大時,電阻率隨著含水飽和度的增高而增高,當 Rwj/Rw比較小時,電阻率隨著含水飽和度的增加而減小。

3　水淹層的測井識別方法

3.1自然點位SP測井法

當儲層發生較小程度的水淹時,原始地層水剛開始被注入水取代,這時候兩者沒有發生離子交換,SP值降低,發生基線偏移。當儲層水淹程度中等時,隨著進入地層中得注入水不斷增加,注入水與地層水發生離子交換,泥巖基線與 SP的值均發生偏移。當儲層水淹程度很高時,SP與泥巖基線發生了明顯的變化,總體上呈現臺階狀顯示（如圖1）。

圖1　不同水淹期自然電位變化特征Fig.1 Variation characteristics of SP in different flooding period

3.2自然伽瑪GR測井法

高滲透率的水淹層自然伽瑪有明顯增高,是指示水淹層的重要特征[6]。當注入水進入油層后,油層受到外界的干擾,儲層內部的孔隙結構、巖石的物理化學特征以及流體的性質都會發生變化。隨著注入水的不斷推進,原始地層水中的放射性元素在巖石顆粒的表面容易沉淀,致使水淹層出現高鈾顯示,GR值出現高異常值。

4　水淹層識別技術研究-應用實例

2003年宋子齊等[7],利用常規的測井識別方法,包括自然點位、、雙頻介電測井、聲波時差、電阻率、自然伽馬、熱中子壽命、碳氧比等測井曲線來識別劃分水淹層,并根據每種測井曲線的水淹表現特征,分別對砂泥巖剖面和下套管的老井水淹層段進行分析,提出了每種測井曲線劃分水淹層的方法及技術。提出了提高水淹層測井解釋方法實用效果的進一步實驗研究工作。

2004年劉傳平等[8],針對大慶油田進入二次加密調整以后,大慶長垣葡萄花高臺子油層中的薄(砂巖有效厚度＜0.5 m)、差油層(獨立表外層)成為加密調整的重點對象,根據此類儲層的地質特點及油田污水回注的開發現狀,用油藏條件下的水淹層導電機理研究為指導,提出應用演示狐貍相分析技術,能夠突出水淹層的測井響應信息,經后期實際資料驗證,解釋的符合率達到75%以上。

2008年吳畏[9]以研究對象的地質狀況及巖石物性資料、試水試油資料等與測井資料進行對比,建立聯系,在對水淹層的測井曲線特征及影響因素的基礎上,總結出了一套比較實用的水淹層測井解釋方法。

5　其 他

中國大多數油田已經進入開發后期,產水率比較高,儲層水淹程度高,針對于水淹層的研究尤其是測井解釋方法研究尤為重要,面對困難與挑戰,國內許多科研單位包括實驗室、研究中心及高校科研人員都出去了很多努力。但是面對復雜的地質條件水淹情況,所有石油工作者應更加努力克服以往不足,吸取實際生產中經驗。主要問題有現在水淹層的基礎研究理論比較薄弱,許多解釋模型和方法對于復雜多變的實際生產情況不適應,大部分油田還不能進行薄層，超薄層級別的水淹層劃分[10]。

6　結束語

水淹層測井解釋識別技術的研究在油田開發后期顯得尤為重要，常規測井方法對于復雜水淹情況略有不足，急需一些新方法來適應復雜多變的實際生產。

［1］El-Khatib N.Waterflooding performance of communicating stratified reservoirs with log-normal permeability distribution[J].SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 1999, 2(06): 542-549.

［2］Albertoni A, Lake L W.Inferring inter well connectiveity only from well rate fluctuations in waterfloods[J].SPE Reservoir Eval.& Eng. 2003, 6(1): 6-16.

［3］劉紅歧,彭仕宓,陳燁菲,等.高含水期水淹層的定量識別[J].新疆石油學院學報,2003,15(2)：38-42.

［4］李楨,駱淼,楊曦，等.水淹層測井解釋方法綜訴[J].工程地球物理學報,2006,8(3)：287-293.

［5］田中元.砂礫巖水淹層水淹機理及解釋方法[D].中國石油勘探開發研究院碩士論文,2000.

［6］徐保慶,伍泰榮,田樹全.自然伽瑪測井在油田開發中的應用[J].斷塊油氣田,2002,9(5)：86-88.

［7］宋子齊, 趙磊, 王瑞飛, 康立明, 陳榮環, 白振強.利用常規的測井識別方法[J].西安石油學院(自然科學版),2003,11(18)：50-54.

［8］劉傳平,楊青山,楊景強,鐘淑敏.薄差層水淹層測井解釋技術研究[J].大慶油田地質與開發,2004,10(23)：118-120.

［9］吳畏.水淹層測井解釋方法及應用[J].內蒙古石油化工,2008,10(1)：119-122.

［10］慈建發,何世明,李振英,王銘,崔繼明.蔣永祥.水淹層測井發展現狀與未來[J]. 天然氣工業,2005,7(25)：44-46.

Research and Discussion on the Identification Technology for Water Flooded Layer

YU Shao-ze1，RONG Yu2，SHEN Hong-tu2，SUN Ya-fei2，LU Hao2，MA Jin-jiang2
（1. Northeast Petroleum University, College of Earth Sciences, Heilongjiang Daqing 163000，China；2. Daqing Oil Field Company, Heilongjiang Daqing 163000，China）

Through investigating massive literature, starting from the water flooded layer classification, the change of reservoir parameters in water flooding process was discussed as well as conventional logging identification methods of water flooded reservoir; application of all kinds of water flooded layer identification interpretation techniques in oilfield production was introduced.

Water flooded reservoir; Change of reservoir parameters; Logging identification method

TE 122

A

1671-0460（2014）12-2680-02

2014-06-15

于紹澤（1989-），男，黑龍江大慶人，2012年畢業于東北石油大學勘查技術與工程專業。E-mail：wxxdyx_33@163.com。