介電掃描測井技術對水淹層評價效果分析

梁忠奎，孫愛艷，田曉冬，田超國

(中國石油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

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介電掃描測井技術對水淹層評價效果分析

梁忠奎，孫愛艷，田曉冬，田超國

(中國石油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

對于注水開發油藏，油層水淹后，受混合地層水礦化度變化影響，電性特征復雜，僅以電阻率、孔隙度測井技術對水淹層進行識別難度較大。介電掃描測井技術是利用高頻介電常數對地層水礦化度變化不敏感這一特性，結合孔隙度參數對水淹層含油性進行評價。從應用效果來看，該技術能夠有效克服地層水礦化度變化，可對水淹層含油性進行客觀評價，但受儀器探測深度淺、只反映沖洗帶內含油氣信息、泥漿侵入等影響，計算的含油飽和度偏低，評價時需建立相適應的測井解釋標準。此外，該技術受井徑變化影響較大，在井眼較差的井段，易造成曲線失真，在應用時要充分考慮井眼環境的影響。

介電掃描測井；水淹層評價；介電常數

0 引 言

南堡陸地油藏深層巖性、物性、含油性變化大，油氣層測井響應特征非常復雜，識別難度大[1-3]。注淡水開發加劇了地層水礦化度的復雜程度，原有的以電阻率、孔隙度為主的測井采集技術適應性差，無法滿足水淹層評價要求[4]。由于高頻介電常數對地層水礦化度變化不敏感，只反映儲層含水體積信息，結合孔隙度參數能夠計算出儲層的含油飽和度。而介電掃描測井儀器與常規介電測井儀器相比具有采集信息量大、貼井壁測量、能夠定量評價儲層含油性等諸多優點，因此，在水淹層測井評價中引用介電掃描測井技術。

1 介電常數實驗研究

對工區已有7口井45個樣品的介電常數實驗數據對比分析后發現，高頻介電常數對水礦化度變化不敏感，與含油性線性關系良好，為在水淹層評價中引入介電掃描測井技術奠定基礎。

1.1 介電常數與水礦化度關系

利用孔隙度相同的飽和巖樣測得不同礦化度下高頻、低頻介電常數的變化規律(圖1)。由圖1可見，47 MHz的低頻介電常數隨礦化度增加呈小幅度增加趨勢，200 MHz的高頻介電常數隨礦化度變化不明顯。說明地層水礦化度變化對低頻介電常數有一定影響，而對200 MHz的高頻介電常數的影響可忽略不計。

圖1 介電常數與地層水礦化度關系

1.2 介電常數與含油性關系

在孔隙度(17.01%)一定的條件下，測試200 MHz高頻介電常數與不同礦化度下的含水飽和度關系(圖2)。由圖2可知，隨著含水飽和度的增加，介電常數呈線性增加趨勢明顯，數據點收斂，且不同礦化度的介電常數之間差異不明顯。這一現象充分說明，高頻介電常數對含水體積變化敏感，間接反映了含油性信息。

圖2 介電常數與含水飽和度關系

2 介電掃描測井儀器原理

介電掃描測井儀是斯倫貝謝推出的新一代介電測井儀器，適用于水淹層、低對比度油層以及低孔、低滲油氣層等疑難儲層的測井解釋評價。儀器由2個發射器和8個接收天線組按照并列正交偶極子方式組成，并集成到曲面基板上，采用貼井壁的測量方式，工作頻率分別為20、100、200、960 MHz，儀器探測深度為25.4～101.6 mm(沖洗帶)，縱向分辨率為25.4 mm。從地層中測得徑向信息、地質構造信息和巖石基質信息，通過解釋模型反演各種頻率下不同發射器和接收器所記錄的數據，計算出含油飽和度等地層信息：

ε=ffreq(φt，Sw，εm，εo，εw，a，b)

(1)

So=1-Sw

(2)

式中：ε為地層介電常數；εm為巖石骨架固有介電常數；εw為水分子介電常數；εo為油氣介電常數；φt為總孔隙度，%；Sw為含水飽和度，%；So為含油氣飽和度，%；a、b為與巖石結構有關的參數。

3 介電掃描測井應用效果分析

南堡陸地油藏深層目標區開發單元沉積特征為一套小湖盆、多物源、近物源扇三角洲沉積體系，主要以扇三角洲前緣亞相為主，骨架砂體以水下分流河道砂和席狀砂為主。油藏埋藏深、斷塊破碎、物性差、油水關系復雜、儲層非均質強[5-7]。受注水開發的影響，目前主力油層均已出現水淹狀況。由于采用淺層低礦化度注入水開發，油層水淹后電性特征復雜，常規測井技術對水淹層識別能力差[8-9]。為有效識別水淹層，引入介電掃描測井技術，結合生產實例對該技術的應用效果和影響因素進行分析。

X井是目標區的1口水淹檢查井，111、121、131號層的巖性、物性與電性特征相近，在區域常規測井解釋上滿足油層解釋標準。介電掃描測井評價結果顯示(圖3)：121號層介電計算含油飽和度接近30%；111、131號層介電計算含油飽和度在18%左右，121號層與111、131號層飽和度差異明顯。考慮到泥漿侵入對近井地帶含油飽和度的影響，介電掃描測井將121號層解釋為油層、111、131號層解釋為含油水層。油藏地質信息顯示，111和131號層對應鄰井注水層，累計吸水量分別為6.78×104m3和2.69×104m3，121號層鄰井未對應注水層。結合常規測井評價技術，將111、131號層綜合解釋為強水淹層，121號層綜合解釋為油層。111、131號層單層試油，日產水大于10 m3/d，帶油花，證實為強水淹層；121號層單層試油，日產油為7.83 t/d，含水率為7%，證實為油層。介電掃描測井在水淹層評價中取得良好的應用效果。由于介電掃描測井探測深度有限，只反映沖洗帶內的含油氣信息，因此含油飽和度計算結果低于地層的真實含油飽和度，需要建立與之相適應的測井解釋標準，使介電掃描測井技術在水淹層測井評價中達到最好的應用結果。

介電掃描測井采用貼井壁的測量方式，且探測深度淺，易受井筒環境的影響。在井況較差的測井環境下，極板很難緊密貼合到井壁測量，采集的資料質量得不到保證，無法準確反映儲層的真實信息。

Y井56號層為該地區發育的一套巖性較均勻的水層。井徑曲線顯示，該層2 680 m以下井眼擴徑嚴重，2 670～2 680 m層段有縮徑現象，2 670 m以上井況逐漸變好(圖4)。

在井眼擴徑井段，介電掃描測井曲線嚴重失真，失去了對儲層評價的能力；在井眼縮徑井段，介電掃描測井曲線也受到一定的影響，未能完全真實反映儲層信息；2 670 m以上層段隨著井徑正常，介電掃描測井曲線質量恢復正常。而在同一深度，探測深度相對較淺的中子、密度測井曲線并未因井徑變化表現出明顯的曲線失真現象，

圖3 X井介電掃描測井應用效果

圖4 Y井井況對介電掃描測井的影響

說明介電掃描測井更易受到井徑變化的影響。在利用介電掃描測井資料進行水淹層評價過程中，要充分考慮井眼環境的影響，降低該技術應用風險。

4 結 論

(1) 200 MHz以上的介電常數基本不受地層水礦化度變化的影響，只對儲層含水體積敏感，高頻介電常數結合孔隙度參數能夠對儲層含油性進行評價，輔助識別水淹層。

(2) 受泥漿濾液侵入的影響，介電掃描測井儀器只反映侵入帶的殘余油氣信息，導致介電掃描測井計算含油飽和度與原始地層相比明顯偏低，但油層與水淹層含油飽和度差別明顯。在建立合理的解釋標準基礎上，該項技術能對水淹層進行識別。

(3) 由于介電掃描測井探測深度淺、易受井筒環境的影響，應用過程中要充分考慮井眼擴徑對測井資料的影響，使之達到最好的應用效果。

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編輯 姜 嶺

20150330；改回日期：20150615

中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司科技項目“南堡陸地水淹層識別技術試驗研究”(研2012-27)

梁忠奎(1979-)，男，工程師，2005年畢業于大慶石油學院勘查技術與工程專業，2008年畢業于該校地球探測與信息技術專業，獲碩士學位，現從事測井解釋評價工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.026

TE341

A

1006-6535(2015)04-0101-03