水淹层测井评价

国家重点实验室 水淹层测井评价 国家重点实验室 水淹层测井评价 国家重点实验室 我国油田开发现状 我国绝大多数油田为 陆相沉积 ， 油藏非均质性严重，天然能量不足 ，主要采用 注水方式 开采。我国是世界上注水开发油田比例最高的 国家之一，注水开发油田的储量占 总储量的 85 以上。由于近十几年来 ，没有大的新的油田发现，原油的稳产基本上依靠已开发油田的控水稳油、综合治理等挖潜措施。以我国石油天然气股份有限公司为例，到 2002年底已采出地质储量的 可采储量的 平均综合含水达 见水井数占采油井总数 。 国家重点实验室 我国油田开发现状 这其中： （ 1） 综合含水低于 60的采油井占总采油井数的 。这些井大都处于稳产前期，稳产和增产的 潜力相对比较大，但这些井所在油田的规模一般较小。 （ 2） 综合含水在 60 80的采油井占总采油井数的 ；这些井的年产油量占全年产油量的 这些井大都处在各油田稳产阶段和递减阶段的过渡期，稳产难度逐渐增大。 国家重点实验室 我国油田开发现状 （ 3） 综合含水大于 80的采油井占总采油井数的 这些井的年产油量占全年产油量的40。这些井所在油田大都已进入开发的中后期，开发工作难度大，但这些油田一般规模较大，是今后一段时间内开发的主体部分。 因此，无论从采油井见水构成情况，还是从原油产量构成角度来看， 绝大多数油田已进入高含水阶段。 国家重点实验室 调整挖潜难度增大，措施效果变差，调整井位难定。 当前油水分布特点 开发的困难主要是 我国油田开发现状 国家重点实验室 合治理，增加波及体积，提高采收率； 加单井产油量； 面活性剂等。 目前开发的主要对策： 无论那种对策，前提是搞清地下油水分布，确定剩余油富集区域。 我国油田开发现状 国家重点实验室 测井、数值模拟、油藏工程物质平衡、生产动态分析等， 其中 测井 是通过井筒采集地层信息最多，覆盖面最广，采样密度最大，最能实时反映地层条件下各项参数的技术，是监测静态和动态含油饱和度的主要手段，水驱开发油田水淹区内的测井技术 水淹层测井技术也就应“运”而生。 预测地下剩余油分布方法 我国油田开发现状 国家重点实验室 水淹层测井取得的进展 （ 1） 系统地开展了水淹层岩石物理特性的实验研究，取得了 5个方面的主要成果 我国水淹层测井的进展 得出地层电阻率 w 随注入水电阻率 所谓的 , w 之间并不像阿尔奇公式表达的那样总是单调反比关系，指出利用常规测井（主要是电阻率测井）资料计算水淹层含水饱和度的复杂性及阿尔奇公式对水淹层测井解释的局限性。 国家重点实验室 水淹层测井取得的进展 含水饱和度指数 n 与岩石润湿性、油水在孔隙内的分布以及地层水电阻率有关，即 n 在水驱过程中是变化的，并非总是常数。 在低阻情况下，含水饱和度的变化对岩石介电常数的影响更敏感。 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 水淹层测井取得的进展 阳离子交换离子量（ 在水驱初期较高，在水驱后期降低。 利用受控锰离子方法可以将水组分的核磁共振测井（ 的几弛豫时间降至 2 一 10范围内，从而实现油水的分离。 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 1979 年以前水淹层测井系列以 电阻率测井和自然电位测井 为主， 利用自然电位基线偏移定性划分水淹层； 1981 年加入 人工电位测井 ，即激发极化电位测井； 1984 年加测 自然电流测井 ； “八五”以来 ，油田进入高含水中后期，要求进行层内细分和剩余油饱和度定量解释，这样又发展了一套 薄层、超薄层的水淹层测井系列 ，加测 高分辨率侧向测井和高分辨率声波测井。 (2) 各油田相继建立了适合自己油田特点的水淹层测井系列 以大庆油田为例： 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 从各油田实际特点出发，以“ 九条曲线 ”为基础，相继建立了 水淹层测井系列（简称“全测井系列”） 。 各油田还根据实际需要增加一些选测项目，如 介电、电磁波、激发极化电位、中子伽马、 C / 0 能谱、中子寿命、井温、电缆地层测试 等。 其他油田 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 1996年 10 月以来， 胜利、大港、辽河 三个油田从国外引进玻璃钢套管及感应测井仪器，根据各自油田的地质特点建成了 5 口玻璃钢套管井 ，并成功地进行了多种测井系列的多次测井，为在玻璃钢套管井中利用相对较成熟电阻率测井技术监测水淹层剩余油饱和度开辟了一条新路。 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 近年来 ， 硼中子寿命测井 在各油田得到较广泛推广应用，在套管井水淹层剩余油饱和度解释上发挥很好的作用。 最近两年有些油田尝试利用 核磁共振测井和套管井电阻率测井 技术开展水淹层测井解释，并取得初步应用效果。 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 鉴于阿尔奇公式在水淹层测井解释中的局限性，促使我国测井工作者探索新的解释模型和解释方法。比较有代表性的解释模型和解释方法有： 淡化系数法、标定模型法、水淹模型法、函数判别分析法、神经网络分析法 等。 （ 3）开展了水淹层测井解释模型和解释方法研究 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 河南油田针对 砾岩油层非均质性严重、孔隙结构复杂、水性变化大 的特点总结出 3 种水淹类型 11 种电性特征，建立中厚层水淹层内细分解释模型； 华北油田、辽河油田、大港油田分别在碳酸盐岩、稠油、高凝油油藏 中的水淹层测井解释中总结出很多行之有效的解释方法。 （ 3）开展了水淹层测井解释模型和解释方法研究 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 为调整井提供准确射孔层位，避开强水淹层，降低单井含水率； 为压裂酸化等井下措施提供改造层位，确保压裂酸化作业达到最佳控水增油目的； 通过多井水淹层测井解释，为调整井部署方案提供依据，使开发调整方案达到最佳效果； 通过水淹层精细解释，可以发现过去被忽视的含油薄层或超薄层，增加油田可采储量。 （ 4）水淹层测井在油田开发中取得很好应用效果 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 （ 1） 系统地开展了水淹层岩石物理特性的实验研究，取得了 5个方面的主要成果 (2) 各油田相继建立了适合自己油田特点的水淹层测井系列 （ 3）开展了水淹层测井解释模型和解释方法研究 （ 4）水淹层测井在油田开发中取得很好应用效果 取得的主要成果（小结）： 我国水淹层测井的进展 国家重点实验室 （ 1）开展水淹层岩石物性模拟实验 掌握油藏水淹过程中 测井响应 变化规律。 注入水矿化度 变化 回注混注导致的 岩性、物性、含油性 的变化 岩石孔隙度和渗透性变化（ 升高 /降低 ) 水淹层岩心非电法物理响应的实验研究 水淹层测井技术发展方向 水淹层测井技术发展方向 国家重点实验室 ( 2 ）开展水淹层测井新方法和新理论研究。 由于储层的 非均质性、岩性的复杂性以及注入水的变化， 油田开发后期水淹层解释的难度越来越大，现有的均质测井理论和方法受到极大的挑战。因此，深入开展非均质油藏水淹层测井理论和方法研究，特别是开展 非电法水淹层测井理论与方法 的研究是今后水淹层测井发展的方向。 水淹层测井技术发展方向 国家重点实验室 ( 3 ）进一步完善水淹层测井系列。 目前，各油田由于储层类型和水淹状况差别较大，采用的测井系列以 电阻率测井系列 为主，而迄今尚没有用于 直接测量地层混合液电阻率（ 的测井方法，在很大程度上影响了水淹层测井解释的精度。因此针对不同油藏的岩性条件和水淹程度，不断把新的水淹层测井方法引入到测井系列之中，与其他的测井方法配合应用，形成完善的水淹层测井系列，这是提高水淹层测井技术水平的关键 水淹层测井技术发展方向 国家重点实验室 ( 4 ）建立新的水淹层测井解释模型。 目前的水淹层测井解释模型主要是在阿尔奇公式 基础上演变而来，其中最基本的计算条件是已知 地层混合液电阻率 。但由于油田实际注人水性质变化大，既有清水，又有污水回注，同时还有二者兼注的，使得水淹层混合液电阻率难以求准，影响了水淹层测井解释的精度。 水淹层测井技术发展方向 国家重点实验室 ( 5 ）开展组合测并、综合解释，提高水淹层测井解释符合率。 在今后一个时期，新的测井方法（如阵列感应测井、套管井电阻率测井、核磁共振测井 ）将被广泛应用，水淹层测井系列将会进一步完善，相应的解释技术也会出现。组合测井、综合解释将成为提高水淹层测井解释水平的必然方向。 水淹层测井技术发展方向 国家重点实验室 利用多井水淹层测井解释结果，结合区域地质和生产数据，主要 利用数学手段（如克里金插值）进行井间剩余油分布预测 ； 积极开展 井间监测技术 （如 井间电法、井间声波、井间示踪 等）和解释方法研究，以井间第一手监测资料开展井间剩余油分布研究，指出剩余油分布富集区域及其变化规律，为油田开发方案调整、控水稳油、提高油田开发效果提供可靠依据。 水淹层测井技术发展方向 ( 6 ）在井点水淹层测井解释的基础上，开展井间平面水淹层剩余油分布研究。 国家重点实验室 油田开发水淹层分类 根据含水率（ 的变化，可将水驱油田划分为如下开发阶段： 无水采油期： 60 。 其中高含水采油期又可分为： 高含水采油前期： 60 % 90 按含水率划分的油田开发阶段 国家重点实验室 油田开发水淹层分类 由于我国油田主要是水驱层状油田，因此可用下图中的水驱层状油田 R (含水率可采出程度）关系理论曲线的中值（ n = 0 . 5 曲线）估算不同含水开发阶段的可采储量采出程度（ R ）和剩余可采储量采出程度（ 1 一 R ）的理论值（见表 1 一11 ）。 按含水率划分的油田开发阶段 国家重点实验室 油田开发水淹层分类 国家重点实验室 油田开发水淹层分类 由表 1 一 11 看出，我国油田的高含水采油阶段是一个很重要的生产阶段， 对应含水率 60% ，采出可采储量约 40% ，还有约 60 的可采储量可供开采。而到特高含水采油阶段对应 含水率 90 % ，采出可采储量约 80% ，还有将近 1 / 5 的可采储量可供开采。 国家重点实验室 油层注水后将产水，根据含水率（ 评价水淹层水淹级别的标准如下： 10 % ：油层； 10% 40 % :弱水淹层； 40 % 80 % :中水淹层 80 % 98 % ：水层。 按储层含水率划分水淹级别 油田开发水淹层分类 国家重点实验室 由于各油田的束缚水饱和度不同，因而很难用统一的含水饱和度划分水淹等级。可用与油层含水饱和度及束缚水饱和度同时有关的驱油效率 大小作为判断水淹级别的标准。驱油效率 右式计算： 按驱油效率（ 划分水淹级别 S w iS w 1油田开发水淹层分类 国家重点实验室 0 . 35 ：弱水淹层； 0 . 35 0 . 55 ：强水淹层。 按驱油效率（ 划分水淹级别 油田开发水淹层分类 国家重点实验室 按采出程度划分水淹级别 同样由于各油田的束缚水饱和度及含水上升规律不同，很难用统一的采出程度（ R ）标准判断水淹级别，应根据各自油田地质开发条件确定，如双河油田划分标准为： R水淹 水淹 油田开发水淹层分类 国家重点实验室 水淹层测井方法主要包括以下几种： 自然电位测井 激发极化电位测井 电阻率测井 介电测井 碳氧比能谱测井 中子寿命测井 核磁共振测井 复电阻率测井 目前我国水淹层测井方法仍然以声电组合测井为主，注重分析各种方法的水淹层测井响应特征。建立定量的解释关系，采用多种模式识别方法。 水淹层测井方法 国家重点实验室 基本原理 在注水开发的地区，油层被水淹，同一口井中，由于油层的物性有差异，各层 注水压力不同 ，注入水矿化度不断改变等都会造成 不同层内地层水的电阻率（矿化度）不一样。 在这种情况下，若能 求准地层水电阻率 淹层内混合液电阻率 就解决了一个水淹层划分的大问题。由于自然电位测井，对水的特性比较敏感，在现有的侧井系列中，只有这种测井方法能直接计算层水电阻率，因此应当把自然电位测井作为求准水淹层混合液电阻率的方法来研究 。 国家重点实验室 基本原理基线偏移 众所周知自然电位受到围岩，泥质，储层内含油等影响等，均能使自然电位发生偏移。利用自然电位发生的偏差区分水淹层。通常在储层被淡水水淹的初期，住往使水淹部位与围岩边界处的自然电位曲线发生基线偏移根据这一偏移位，可定性判断淡水水淹层。 我国许多油田，如大庆油田、胜利油田、中原油田、南阳油田等都用此法定性判断水淹初期的水淹层。但这种方法有缺陷无法划分水淹等级，即无法定量解释水淹层在水淹中、后期，自然电位墓线偏移不明显 国家重点实验室 （ 1） 淡水水淹纯砂岩的特征及分析 当纯砂岩（ a2a3（见右图） 分别对应泥岩，油层，水淹层以及泥浆滤液内的矿化度 图 2 2 正旋回沉积水淹层国家重点实验室 遗传算法简介 a1/a2/a1/=-(kd+ka)lg(a2/a2/a3/a2/=-(kd+ka)lg(a2/a1/a3/a1/=-(kd+ka)lg(a2/自然电位的偏移 (a)lg(a2/ 于 以对于正旋回沉积的储层，在底部产生偏移，其值与注入水矿化度有关。因此，根据自然电位基线偏移可定性判别水淹层。 国家重点实验室 基本原理 当储层为反旋回沉积时，油层顶部被水淹，同样道理曲线顶部出现偏移，若矿化度与正旋沉积时相同，那么偏移的值为： (a)lg(a2/（ 2） 油层全部水淹 在这种情况下，井壁附近矿化度为 a2=有 (kd+ka)lg(a2/ (kd+ka)lg(a3/ 家重点实验室 因此，在全部被水淹时，没有基线偏移。 （ 3）顶底水淹，中部未水淹 同理可以分析，这种情况也不存在基线偏移。 根据上面的分析，我们至少可以知道两点： 基线偏移的根本原因就是注入水矿化度与地层水矿化度不同 基线偏移的大小决定于两个矿化度的比值的对数： lg(a2/其他水淹的情况可以类似地分析 国家重点实验室 激发极化电位测井 基本原理 岩石在外加电场的情况下，其内的的离子会发生重新的定向排列，导致岩石的两端产生电位，这种电位就是人工激发，使得岩石电离层发生极化的电位，即激发极化电位。 不同的岩石具有不同的 极化率（ 极化率与地层岩性有关。 国家重点实验室 图 2C ，化率与地层水矿化度的关系曲线。图中 激发极化电位测井适用于砂泥岩剖面的测井，水淹层也存在基线偏移，分析方法与 激发极化电位测井 国家重点实验室 电阻率测井 注入水以后，地层水的电阻率必然发生变化，有 为混合液电阻率。如果仍然用 w，已经不是水淹层的含水饱和度。岩电相驱试验可以研究水淹层电阻率的变化规律。 图 2种情况下，其曲线形态如图（ c）所示 且随着用 减小的程度更明显。 国家重点实验室 电阻率测井 2. 阻率相等） 这种情况下，其曲线形态如图（ b）所示在岩芯含油饱和度减少到残余油饱和度之前， 是到达残余油饱和度时， 而有所上升由此可见，如掀人水可以选择的话，而甲步发初期，注林矿化度应尽可能接近原始地层水矿化度，用 的注入水，就能基本满足这个要求，因此，用油田污水回注是发展方向 国家重点实验室 电阻率测井 2 电阻率曲线受注入水的性质和水淹程度的影响 边水（地层水）水淹引起电阻率减小 当油层由边水推进或注入与地层水矿化度相同的水时，由于储层导电能力的增加引起电阻率减小，水淹层程度越高，电阻率幅度减小越明显，电阻率径向特征为增阻侵入。 淡水水淹电阻率曲线的变化 淡水水淹初期，电阻率降低，但是在淡水水淹后期，电阻率急剧增加， 3倍，因此，电阻率异常高值定位强水淹。 污水水淹电阻率的变化 这种情况电阻率的变化有高有低，难以统一。 国家重点实验室 介电测井 基本原理 目前双频介电侧井仪 使用的频率为 4700电测井仪初始是为了解决 高阻淡水层和低阻油层 而设计的，这类地层用常规测井区分很困难，而 水的介电常数比组成地层的其他组分的介电常数大好几倍甚至几十倍 ，因此介电测井资料就比较容易地将它们分开。在注水开发过程中，由于注入水性质相差很大，有淡水、污水、地层水等引起地层的电性变化相当大，特别是淡水水淹问题，常规测井很难做出正确的水淹级别的判断，介电测井在此能充分地发挥其优越性。 国家重点实验室 介电测井 图 1 强水淹 图 1 国家重点实验室 油层 图 2 国家重点实验室 介电测井 实例 图 1 、图 2 分别为某井的介电侧井和常规侧井数字处理成果图在 1713 1716m 处， 常规解释含油饱和度为 45， 由于该层泥质较重，无可动水存在，故解释为油层。而介电测井资料计算含油饱和度仅为 22 % ，所以解释为强淹单层投产该层 日产油 5水 34连续两个月含水率 88 ， 为强淹层。从而证实了该方法在评价水淹层中的正确性。 国家重点实验室 由以上的含油饱和度对比来看， 介电常数 解释法在划分水淹层和水淹级别方面有其优越性因此 介电常数解释法可用于水淹层解释 ，水淹级别的划分但是，介电测井并不适合于所有的地区。在某油田浅层系的应用较好，水淹层解释符合率在 85% 以上，这是因为该区物性较好所致。在低 孔隙储层，地层中流体体积相对较小 ，流体性质的变化对介电常数的贡献也相应减小，介电侧井在评价水淹层方面有些无能为力，不能作定量评价，仅能作为常规测井解释的一种参考。 介电测井 国家重点实验室 碳氧比能谱测井方法是 20 世纪 50 年代初期开始的一种新型的脉冲中子测井方法。基本原理是：向地层发射 快中子 （ 14 ，同时记录分析快中子与地层中元素的原子核发生 非弹性散射作用 而产生的 特征 射线 能谱。其中碳的特征能量是 在记录上很容易将两种 射线区分开来。所以分析非弹性散射 射线的能谱，便可以知道碳、氧两种元素的相对含量，而得到 C/O 值，油中含碳不含氧，水中含氧不含碳，这样由C/O 值的高低可以计算含油饱和度的大小。 C/基本原理 国家重点实验室 C/双探测器，即长、短源距探测器，但由于它们具有不同的源距，对地层和井眼的相对响应份额是不同的，短源距探测器由于源距较小而主要探测井筒内流体和部分地层的响应，所以 短源距探测器起井眼周围环境影响校正的作用 ； 长源距探测器 与单探测器碳氧比具有相似的源距，故能探测到大部分地层的信息和少量的井筒内流体的信息 。因此，双探测器碳氧比能谱测井较单探测器碳氧比能谱测井存在优势， 不仅可反映地层的含油性，而且可以反映井筒内的流体信息 。 双源距 C/国家重点实验室 C/当油层水淹时，油层会因水的增多而引起氧元素含量的增加，在测井曲线上体现为碳氧比曲线的幅度相对减小， 水淹程度越高，碳氧比曲线幅度减少的越多。 以 大庆油田某井 为例说明，该井 2001 年进行碳氧比能谱测井，测量井段为 836m 至 1325m，经过对资料的处理分析，认为扶余油层组的 2号层和 3号层C/2号层的底部是受岩性影响，其碳氧比值才略有增高，故 2 号层和 3 号层判定为强水淹； 实例分析 国家重点实验室 C/根据碳氧比测试资料提供的强水淹层位，对该井进行了堵水作业。采取堵水措施前，该井日产液 含水高达 堵水措施实施后，该井日产液 产油 含水为 82 ；证实了碳氧比解释结论的可靠性。见图 3（以上数据有改动） 实例分析 国家重点实验室 C/国家重点实验室 中子寿命测井 中子寿命测井即 热中子衰减时间测井 。它可以在裸眼井，又可以在套管井进行测量，分辨油气水层。 热中子寿命 与 宏观俘获截面 有关，而岩石的宏观俘获截面又与岩石的密度，矿物的种类及成份等因素有关。 中子寿命测井方法就是利用井下 脉冲中子发生器按 一定周期和一定宽度发射能量 14脉冲中子，使中子在地层中经过 弹性和非弹性碰撞 ，衰变为热中子，由井下仪器中的闪烁计数器记录中子俘获伽马射线或由 3 计数管记录热中子，并由并电路测量俘获伽马射线计数率或热中子随时间的衰减，算出地层的热中子宏观俘获截面戴命。 国家重点实验室 中子寿命测井 从上表中可知： （ l） 地层的 岩石骨架 与 孔隙中的原油 、 天然气、地层水 的 值有明显的差别，地层的 值与孔隙度有关。 国家重点实验室 中子寿命测井 ( 2 ）地层水俘获截面 随含氯量增加而急剧增大 ，高矿化度地层水的俘获截面比油、气高得多，因此根据 可定性划分油水层并定量求解地层含油、气饱和度。 ( 3 ） 天然气的 值很低 ，因此 中子寿命测井可以识别气层。 ( 4 ）中子寿命测井 受泥质和地层水矿化度影响，对测量结果应进行校正。 国家重点实验室 中子寿命测井 ( 5 ） 油与淡水的 值基本相同 ，因此对于淡水地层，难于用中子寿命测井去区分抽层。 ( 6 ） 硼砂的 值是原油乏值的 409 倍 ，而硼砂又易溶于水，因此 硼砂可作为 热中子寿命测井 区分油和淡水层的理想的示踪剂 ，这就是所谓的注硼中子寿命测井基本原理 国家重点实验室 中子寿命测井 直接用 计算 及到很多参数，通常采用 “测注测”的技术 确定剩余油饱和度。先进行一次测量，然后向目的层挤入液体，然后再测量。剩余油的饱和度可由下式计算： w） 的变化量， 的变化量 国家重点实验室 中子寿命测井 为了增油和提高采收率，还常常进行堵水作业，即向出水层挤进一定数量的化学堵水剂，以达到堵水增油的目的，在挤堵水剂前后，分别进行中子寿命测井以检查堵水效果， 称为“测一堵一测”。 时间推移中子寿命测井 在油田开发试验区中，常常选 1 2口井在不同时间进行中子寿命时间推移测井，跟踪监测油层剩余油饱和度的变化，观察注入水的波及程度，监测油层水淹的动态变化，划分油水界面，计算水淹层饱和度，研究驱油效果。 国家重点实验室 中子寿命测井 注硼中子寿命测井方法是在 低矿化度油田的注水开发井中注入具有高俘获截面的 硼药 （用硼砂或硼酸配制），硼溶液通过被射穿的孔眼扩散到地层中去，通过一定时间的扩散，层内可动水的含硼浓度趋于和井筒内硼溶液的含硼浓度相等。实际上注硼中子寿命测井是一种 “测一渗一测” 的测井方法。 注硼中子寿命测井 国家重点实验室 中子寿命测井 注硼中子寿命测井方法所测的基线和曲线的离差是扩散到地层水中的硼元素造成的，差的大小反映了自由水的多少，有明显的直观性： ( 1 ）没有离差是水淹较弱或高压层； ( 2 ）离差特别大的是自由水特别多的出水点，是大孔道所在处；。 ( 3 ）在非射孔部位出现离差是窜槽。 右图 是注硼中子寿命测井解释原理示意图 国家重点实验室 中子寿命测井 4, 13号层 2月射开投产，到 11月底产液 20水 100%，关井，硼中子寿命测井证实 13层为强水淹层，卡堵。射开 8,9号层， 4t，含水 国家重点实验室 ( 1 )可以求得地层 剩余油饱和度 ，划分水淹层，为制定增油措施提供依据。 ( 2 )可以判断地层中 大孔道的出水点和 套管窜槽 ，为有效堵水，控水稳油提供依据。 ( 3 )可以找 死油层、漏油层 等，提高区块的 产油效率。 中子寿命测井 国家重点实验室 中子寿命测井 中子寿命测井方法的应用范围 ( 1 ） 对于常规的中子寿命测井来说，适用于地层水矿化度） 50000 L 、孔隙度大于 15 的地层。由于粘土矿物的俘获截面较大，泥质含量对中子寿命测井影响较大，需要进泥质校正。 ( 2 ）注硼中子寿命测井方法适应低矿化度地层水的油田，地层孔隙度应 大于 15 、厚大于 有较好的渗透性；地层应不存在严重漏失、大裂缝或大孔道。 ( 3 ）目的层如果进行压裂作业，应重新确定地层孔隙度，才能求准含油饱和度 家重点实验室 中子寿命测井 近几年来在全国许多油田进行了大量的注硼中子寿命测井，该项技术可以完成： 准确判断含水层位和窜槽层位 为堵水等挖潜措施提供依据 发现未动用层、 评价地层的封堵效果、 分析套管腐蚀、 监测产层剩余油饱和度变化、 了解油田剩余油饱和度纵向横向分布 但也存在许多问题， 国家重点实验室 中子寿命测井 主要问题是： ( 1 ）基础研究工作很薄弱。硼酸用量、硼酸浓度、注硼压力、最佳测试时间的选择等方面缺乏理论指导，存在很大的盲目性。 ( 2 ）目前解释水平基本上还处于定性解释阶段。对于定量解释求解剩余油饱和度方面还有许多问题需要深人探索。 国家重点实验室 核磁共振测井 核磁共振测井技术的物理基础是利用 氢原子核（质子 1H ）自身的磁性及其与外加磁场的相互作用 。它是通过测量地层岩石孔隙流体中氢核的核磁共振弛豫信号的幅度和弛豫速率，来探测地层岩石 孔隙结构和孔隙流体的有关信息 。氢核弛豫信号的幅度与地层的孔隙度成正比，其 弛豫速率或弛豫时间 隙大小和流体流动特性 有关。 基本原理 国家重点实验室 核磁共振测井 核磁共振测井资料可提供 以下 地层地质参数： ( 1 ） 映地层孔隙大小和分布及流体流动特性； ( 2 ）地层有效孔隙度； ( 3 ）自由流体体积； ( 4 ）毛管束缚流体体积； ( 5 ）渗透率。 国家重点实验室 核磁共振测井 差谱分析确定油气类型示意图 双等待时间 井。 根据油、气、水的弛豫响应特征不同，采用不同等待时间 行测量，可定性识别流体性质。 短等待时间 信号可完全恢复，烃信号不能完全恢复； 长等待时间 水信号可完全恢复，烃信号也能完全恢复。 国家重点实验室 核磁共振测井 差谱分析确定油气类型示意图 将两种等待时间（ 测量的 基本消除水隙的信号，剩下部分烃的信号，从而达到识度别油气层的目的 。这就是 差谱法， 国家重点实验室 （ 3） 双间隔时间 核磁共振测井 式中 （ 采用 冲法测量的弛豫时间； D ：地层流体的扩散系数； G ：磁场梯度； 回波间隔； ：氢核的旋磁比。 从上式可看出，增加回波间隔 导致 国家重点实验室 核磁共振测井 移谱分析识别油、气示意图 由于油气水的扩散系数不同，在 C 测井仪的梯度磁场中对 用长短几测井，油气水的此可定性识别流体性质（右图） ，该种方法即所谓移谱法。 国家重点实验室 核磁共振测井 4 测井实例分析 下图为某油田 沈 84 安 12 块 2000 年初调整井静 67 541 井的核磁测井综合解释成果图。该井的邻井动用井段为 1740 2230m。 核磁谱差分测井综合解释显示第 74层 谱无显示，为明显的水层； 第 54 至第 66 层均有 不同程度的差谱显示 ，但谱峰高度及面积存在差异，反映各层含 油丰度、水淹程度不同。 国家重点实验室 核磁共振测井 4 测井实例分析 其中第 55 、第 61 、第 62 、第 64 、第65 等层的 差 谱 解释 指示这几层含烃体积较大，含油饱和度较高，可动水含量较低，计算的产水率也较低 ，这几层核磁测井综合解释为弱淹层。 54， 60， 63， 66号层差谱 显示较弱 ，说明 储层可动水含量相对较高，油层水淹程度相对较高 ，故综合解释为 强水淹层或中水淹层 。 2000年投产证实核磁测井解释是正确的。 国家重点实验室 核磁共振测井 国家重点实验室 核磁共振测井 下图为某油田静 67 一 549 井的核磁测井综合解释成果图。该井沙三段为其主要产层： 核磁测井解释显示第 23 、第 29 层为 明显的水层，差谱基本没有显示或显示很弱 ； 31层的 动峰比较靠后 ，达 1024谱面积及幅度都较高，指示含油饱和度较高，解释为弱水淹； 28 ， 30， 42， 43 等层差谱都 不同程度减弱 ，动峰有不同程度的前移 ，可动水含量增加，表明水淹程度所增加。 国家重点实验室 核磁共振测井 本井 层测试井段 1600 一 2185m ，与核磁测井解释结果一致，其中 7号层压力接近地层原始压力，第 28 压力较高，为注水见效层 ； 其他如第 30， 42 层均为 压力亏空层 ，指示 水淹程度较弱；第 30 层 平均含水饱和度达 83% ，可动水含量高，计算的产水率较高，综合解释为中水淹层 ； 第 42 层 平均含水饱和度为 43 % ，可吞含量相对较低，计算的产水率不到 20 % ，综合解释为弱水淹层 。 1999 年射开合试证实第 30 、 42 解释正确 （产量：油 气 266 国家重点实验室 核磁共振测井 国家重点实验室 复电阻率测井 复电阻率测井基础 1复电阻率的概念 从微观角度看，岩石是一种复杂的非均匀介质，而介质的复电阻率概念和复电导率、介电常数概念密切相关，它们均是对介质电性特征的宏观描述。 在不考虑地层电性参数的各向异性的情况下，在外加正弦谐振电场作用下，介质中总的电流密度以表示为： 国家重点实验室 复电阻率测井 国家重点实验室 可以看出，岩石电阻率（无论是实部或虚部）都随频率变化而变化，即它们是频率的函数。岩石电阻率的这种特性称为 频散特性。 普通的电阻率测井和侧向测井由于电流频率和电流强度较低，通常没有考虑电阻率的随着频率而发生的变化。 实际上电磁波在岩石地层的传播过程中，由于地层的各项异性，会使得 电磁波的幅度（即能量）和频率（即相位）都发生衰减 。只是低频低能量时这种衰减被忽略了。 复电阻率测井就是 利用电阻率的频散特性 来反映地层特征，尤其是流体特征的变化。 随钻测井中也是利用了电阻率的频散原理测量相位衰减电阻率和幅度衰减电阻率 。 复电阻率测井 国家重点实验室 右图 为根据上式计算的的复电阻率与频率的理论关系。而实际的岩石结构复杂，导电机理的描述极为困难，但是岩石复电阻率与频率的这种关系是进行复电阻率测井研究与应用的基础。 复电阻率测井 复电阻率与频率的理论关系示意图 国家重点实验室 复电阻率测井 国家重点实验室 复电阻率测井 下图为岩心在不同含水饱和度条件（ 100 % , 72 % , 56 % , 45 % , 40 % , 31 % ）下的复电阻率 图中可以看出，在高含水饱和度下（一般为水层），岩心复电阻率随频率变化较小，但随着含水饱和度 逐渐降低， 至接近束缚水状态（ 31 ) 时变化最大。岩石的这种频散特性为水淹层识别提供了一种新的有效测井方法。 国家重点实验室 复电阻率测井 岩石的这种频散特性为水淹层识别提供了一种新的有效测井方法。 国家重点实验室 复电阻率测井 下图为岩心在不同频率下，复电阻率 图中不难看出： 在高含水饱和度条件下和度情况下，各种频率的 乎重合在一起； 在含水饱和度较小即含油饱和度较大时，不同频率下复电阻率的模