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薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 摘要 目前，中国很多油田的薄层产量已经占到油田总产量的一定比例，成为这 些油田原油产能的主要增长区。针对大庆油田已经进入高含水后期，地下油水 分布日趋复杂，开发层系已从过去的主力厚油层转向薄差油层( 指厚度小于 1 o m 储层，本文包括大庆油田的表外储层) ，由于常规测井系列纵向分辨率低， 径向探测深度浅，在测井曲线上水淹特征不明显，导致薄差层水淹层解释符合 率较低，给油田注水开发、加密调整和剩余油描述等工作带来了极大困难，成 为制约油田高效开发的“瓶颈”。因此，对薄油层的评价已成为国内外地质家和 测井分析家的当务之急；如何消除储层岩性、物性及孔隙结构对电性响应的影 响，突出水淹信息的测井响应特征成为薄差层水淹层测井解释符合率的关键。 解决薄层问题，一是研究新的探测器和新的测量方法；二是改进现有解释 方法，充分利用现有测井资料。从原理上讲，要正确评价薄油层从第一方面入 手是最有效的，但要花费大量的人力、物力及时间，而且无法充分利用现有资 料。本文从测井原理本身出发，应用数学、测井和地质等分析方法，首先提高 现有测井资料的单条测井曲线的纵向分辨率，然后应用常规分析程序进行储层 的划分与评价，获得准确的储层参数。 本文首先对大庆杏树岗地区薄差层水淹层的水淹机理、测井响应特征以及 综合解释方法进行了研究，针对各种测井方法的原理对其分别进行了有针对性 地提高纵向分辨率的校正，对自然电位测井曲线利用地层分层方法进行了环境 校正，反滤波方法提高了自然伽玛测井曲线的分辨率，利用分辨率匹配法提高 了电阻率测井曲线的纵向分辨率等。以密闭取心检查井资料为基础，利用b p 神 经网络技术并结合储层参数的其他有效计算方法建立了孔、渗、饱等储层参数 的精确计算模型，形成了一套适合于薄差层水淹层测井解释技术，大大提高了 解释精度，而且对于中厚层、厚层水淹层测并解释也有很好的应用效果。 关键词：薄差油层；测井响应；地层分层；反滤波法；分辨率匹配法； b p 神经网络法 r e s e a r c ho nt h em e t h o dt oid e n tif yt hin ，p o o ra n d flo o d e d0iiia y e r su sin gt h ec o m p u t e r a b s tr a c t a tp r e s e n t , p r o d u c t i o no ft h i nl a y e r si nm a n yo i l f i e l d so fc h i n ah a sb e e n a c c o u n t e df o rac e r t a i np e r c e n t a g eo ft h et o t a lo u t p u t ，a n dh a sb e c o m et h em a i n i n c r e a s i n g a r e ao fc r u d eo i l p r o d u c t i o nc a p a c i t y i nt h e s eo i l f i e l d s s i n c e x i n g s h u g a n ga r e ao fd a q i n go i l f i e l dh a se n t e r e dt h el a t ep e r i o do fh i g hw a t e rc u t s t a g e ，i nt e r m so fw a t e rf l o o d i n gd e v e l o p m e n ts t r a t e g i e sa n di n f i l l i n gd r i l l i n ga sw e l l a sr e s i d u a lo i lc h a r a c t e r i z a t i o n ，l i k ei n c r e a s e dc o m p l e x i t yi nr e s i d u a lo i la n dg a s d i s t r i b u t i o n ，s h i f to fd e v e l o p m e n ts e r i e sf r o mt h i c k e rp a y st ot h i n n e rp a y so fi n f e r i o r q u a l i t y ( i 。e p a yz o n e sl e s s t h a n1 0 mi n t h i c k n e s s ，o u t s i d e d e l i m i t e dr e s e r v o i r i n c l u d e di nt h i sp a p e r ) r e s u l ti nl e s se v i d e n tw a t e r f l o o d i n gc h a r a c t e r i s t i c s o nl o g g i n g c u r v eo fc o n v e n t i o n a l w e l ll o g s t h o s eb e c o m e “b o t t l en e c k w h i c hc o n s t r a i n t s e f f i c i e n td e v e l o p m e n to ft h eo i l f l e l d t h e r e f o r e ，e v a l u a t i o nt ot h i no i ll a y e r si st h e m o s ti m p o r t a n tt h i n gt og e o l o g i s t sa n dl o g g i n ga n a l y s i se x p e r t sa th o m ea n da b r o a d ； t h ek e yt oi n c r e a s ei n t e r p r e t a t i o na c c o r d a n tr a t eo ft h i n ，p o o ra n df l o o d e do i ll a y e r si s h o wt oc a n c e lt h ee f f e c tw h i c hi s g e n e r a t e di n t or e s e r v o i rl i t h o l o g y , p h y s i c a l p r o p e r t i e sa n dp o r es t r u c t u r et ot h er e s p o n s eo fe l e c t r i cp r o p e r t y , a n dp r o je c tw e l l l o g g i n g sc h a r a c t e r so fw a t e r - f l o o d e di n f o r m a t i o n t h e r ea r et w op a t h st os o l v es t r a t i c u l a t ep r o b l e m o n ei st os t u d yn e wd e t e c t o r s a n dn e wm e a s u r i n gm e t h o d s ，t h eo t h e ri st oi m p r o v ee x i s t i n ge x p l a n a t i o nm e t h o d s a n du s ee x i s t i n gl o g g i n gd a t u ms u f f i c i e n t l y a s p e c to ft h ef i r s tk i n di st h em o s t e f f e c t i v et oe v a l u a t et h i nr e s e r v o i re x a c t l yb yp r i n c i p l e ，b u tal a r g en u m b e ro fh u m a n f o r c e s ，f i n a n c ea n dt i m ei sc o s ta n de x i s t i n gd a t u mi sn o tu s e ds u f f i c i e n t l y 。 m a t h e m a t i c s ，w e l ll o g g i n ga n dg e o l o g ya r ea p p l i e db yl o g g i n gp r i n c i p l e ，f i r s t l yt o i n c r e a s el o n g i t u d i n a lr e s o l u t i o no fas i n g l el o gc u l v e ，a n ds e c o n d l yt od i v i d ea n d e v a l u a t er e s e r v o i rb yc o n v e n t i o n a lp r o g r a ma n da c c u r a t er e s e r v o i rp a r a m e t e r sa r e o b t a i n e d w a t e r - f l o o d e dm e c h a n i c s ，w e l ll o g g i n g sc h a r a c t e r sa n di n t e g r a t e di n t e r p r e t a t i o n m e t h o do ft h i n ，p o o ra n df l o o d e do i ll a y e r so fx i n g s h u g a n gd i s t r i c to fd a q i n g o i l f i e l di ss t u d i e di nt h i sp a p e r c o r r e c t i o nt oi n c r e a s el o n g i t u d i n a lr e s o l u t i o ni sm a d e a c c o r d i n gt op r i n c i p l eo f v a r i o u sw e l ll o g g i n g s e n v i r o n m e n t a lc o r r e c t i o ni sm a d ei n s p o n t a n e o u sp o t e n t i a ll o g g i n gu s i n gs t r a t i g r a p h i cl a m i n a t i o n i n v e r s em e t h o di su s e d t oi n c r e a s er e s o l u t i o ni ng a m m al o g g i n g ! a n dr e s o l u t i o nm a t c h i n gm e t h o di sa p p l i e d t or e s i s t i v i t yl o g ，e t c c a l c u l a t i o nm o d e lo fr e s e r v o i rp a r a m e t e r sw h i c ha r ep o r o s i t y , p e r m e a b i l i t y s a t u r a t i o nd e g r e ei se s t a b l i s h e d ，t h a ti sb a s e do ni n c l o s e dc o r ed a t u m a n du s e sb pn e u t r a ln e t w o r ka n do t h e re f f e c t i v em e t h o d s l o g g i n gi n t e r p r e t a t i o no f t h i n ，p o o ra n df l o o d e do i ll a y e r s i s f o r m e d ，i n t e r p r e t a t i o na c c u r a c y i s g r e a t l y i n c r e a s e d a n di ti sa l s oa p p l i e dt om e d i a la n dt h i c ko i ll a y e r s k e yw o r d s ：t h i na n dp o o rr e s e r v o i r ；r e s p o n s eo fw e l ll o g g i n g ； s t r a t i g r a p h i cl a m i n a t i o n ；i n v e r s em e t h o d ；r e s o l u t i o n m a t c h i n gm e t h o d ；b pn e u t r a ln e t w o r k 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获德 ( 虫国渔注态鲎2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：帮眈童 签字日期：毒u o $ 年5 月砖同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保露 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学 技术信息研究所将本学位论文收录到中囡学位论文全文数据库，并通过网络 向社会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：卿妨玉 签字| 鼍期：碱年耋月磅曰 学位论文 乍者毕业后去向： 工作单位： 透谖地址： 聊擀步平导师签字：彩矿，v 1 矿 签字日期：础年岁月砖日 电话： 邮编： 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 1 前言 1 1 本文研究的目的和意义 目前，中国很多油田的薄层产量已经占到油田总产量的一定比例，成为这 些油田原油产能的主要增长区，但由于薄层的测井响应受围岩的影响，使得测 量值难以反映地层的真实情况，造成了薄层区域探明及储量复算、产能评价和 开发方案制订等瓶颈问题。另外，如何摆脱靠人工经验的储层识别问题也是油 气田开发的重要课题。因此，研究薄差层水淹层的计算机识别技术具有积极的 意义。 2 水淹层测井解释技术的研究现状及发展趋势 1 2 1 水淹层的识别技术研究现状 为了更好地识别水淹层，首先应该划分水淹层的水淹级别。水淹层水淹级 别一般利用含水率进行划分，但是不同类型水淹层各水淹级别的含水率界限不 同，因此，正确划分各水淹级别界限对于水淹层的测井评价是十分重要的。根 据不同的需要，可以从不同的角度对水淹级别进行划分。如以时间为界限的总 体划分方法：以生产动态资料为界限的划分方法；以测井特征为依据的划分方 法以及以测井、生产动态等资料的综合划分方法等。 结合前人的研究成果，在不同的地质条件和水淹特征等情况下，水淹层水 淹级别定性识别方法l 。般有以下几种：( 1 ) 自然电位基线偏移法；( 2 ) 自然 电位与电阻率对应分析法口1 ；( 3 ) 径向电阻率对比法；( 4 ) 交绘图法。”；( 5 ) 冲 洗带电阻率法；( 6 ) 综合分析法等。在特定条件下利用激发极化电位、相位介 电、声波中子伽玛等测井曲线的异常，亦可以识别水淹层n 3 。另外，通过提取 典型样本特征的人工智能方法诸如：人工神经网络法晴1 、模糊综合判定法呻1 、灰 色识别法n 1 等也可以被用以识别水淹层，并取得了较好的效果。不同水淹类型 的水淹层其水淹特征和测井响应特征等变化不同，响应的定性识别方法也不同。 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 根据水淹层各自特征，在淡水、污水、边( 底) 水水淹及水洗情况下，应采用 不同的定性识别方法。利用常规测井资料定性识别水淹层时，应根据研究区的 具体地质条件，结合生产动态资料和生产测井资料，以及邻井吸水或生产状况， 采用合适的定性识别方法进行综合识别。如“自然电位基线偏移法”用以识别 局部水淹层和具有一定夹层厚度的互层组水淹层位；“自然电位与电阻率曲线对 应性分析”用于识别底水型油水同层，均能获得良好的解释结果m 1 。 1 2 2 国内外水淹层测井解释技术研究现状 目前，国内各油田已形成一套基于常规测井资料定性判别水淹层、定量求 剩余油饱和度与含水率，综合判别水淹级别的解释方法。特别是近几年，通过 测井系列的改善和新解释方法的研究，初步解决了厚层内划分水淹部位和判断 水淹级别的问题。 在大庆油田，由于主力厚油层已全面见水，薄、差层成为二次和三次加密 调整井的主要开采对象。大庆油田薄、差层厚度薄，测井资料和其他相关资料 带有的储层信息少，储层岩性、电性、物性和含油性关系差，即储层“四性” 关系差；水淹层注水矿化度多变( 既注淡水，又污水回注) ，混合液电阻率变化 复杂、难以确定，使研究难度大大增加。鉴于此，状态空间解释模型阳1 和基本 解释单元的概念被引入，利用在同一解释单元内多种测井资料间的变化关系及 其k a l m a n 滤波增益，实现了目的储层水淹级别的定性判别，再根据双地层水电 阻率模型及泥质砂岩体积模型反求取储层参数，使薄差层水淹层测井解释方法 获得进一步发展。 大庆油田测井公司在水淹层测井解释方面做了大量的研究工作，先后推出 三套水淹层定性解释方法，第一套解释方法以人工电位和自然电位基线偏移为 主判断水淹层，第二套解释方法通过综合运用自然电位、人工电位、相位介电、 三侧向、声波时差等测井资料进行水淹等级判别分析，第三套解释方法是在原 有的测井系列基础上加测自然电流与环自然电位测井项目。9 0 年代，在高分辨 率测井系列的基础上，又相继推出了厚油层细分水淹层解释技术，薄、差油层 水淹层综合解释技术，并在s u n 工作站上研制开发了“调整井测井资料单井处 理解释系统”软件，其水淹层解释技术基本代表了国内先进水平。大庆油田进 2 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 入二次搬密调整以来，针对储层的地质特点及漓暖污永圜注的开发现状，数漓 藏条件下水淹层导电机理研究为指导，提出了应用岩石物理相分析技术n 训，突 出水淹层测井响应信息的研究思路，应用“动态电阻率下降法 、“产液性质定 量描述”建立不周类型岩石物理相储层水淹层测井静态解释标准和动态评价方 法。 国内一些油f f l 和相关的院所，围绕水驱岩石物理基础实验、水淹层测井方 法、仪器和系列及其资料解释开展了大规模的研究工作。应用多种不同的方法： 如胜利油田的多功能分析解释方法，北京石油勘探开发研究院的“油田注水开 发期常规测并资料解释技术”等方法。除了采用先进的“双水模型”外，还在 算法上分别采用提高分辨率处理技术、回归、迭代和神经元网络、微分法等非 线性优化技术等。华北油田研究了淡水侵入油藏的饱和度解释模型；中原油瞬 研究了应用自然伽玛、声波、井径综合识别水淹层的方法；茜北地质研究所总 结了水淹引起地层8 个方面的变化和利用这些变化识别水淹层的基本原理。此 外，近年来国内还广泛开展了电阻率反演算法研究。但是，由于薄层水淹特征 不明显，这些方法对于薄层未能取得满意的结果。 在国外，为了探明油层的剩余油饱和度，广泛采用给地层注入同位素活化 液或盐水，随时间推移进行两次或多次测井的“测注一测”技术h ，从而由 多次测 | 导的结果求出剩余油饱和度。同时可用此技术监视油层的枯竭状态及驱 油效率。前苏联在水淹物理模拟实验中，同样得池了油层注入淡水后电阻率增 大的结论。近几年，美国应用声波全波测井资料来估算储层渗透率已有突破： 储层的声波性质与孑l 隙充填物类型有关，通过它可以划分水淹层和油水层界面。 1 2 ，3 现代测并系列在解释水淹层的应用 近年来，鸯于薪一代溺并仪器翡出现，如成豫测并技术、核磁测井技术h 囊 1 3 1 、r f t 测井技术、碳氧比测井技术们、地化录井技术等，这些技术对水淹层进 行综合解释，在实际中明显提高了水淹层的译价精度。 非均质性储层水淹不均匀，剩余油分布差异较大：些水淹程度很弱或未 被水淹的薄层或菲均质性薄互层帮有一定的磊油储量和产栽。胜利磊涵管理麓 测井公司针对这一特性开发研制了既有高纵向分辨率又具有定探测深度的薄 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 层测井系列仪器，包括径向变化的电阻率系列( 薄层三侧向、微球型聚焦、o 2 5 朋 和0 4 5 m 梯度、0 5 聊电位、微电极等) 仪器；岩性孔隙度系列( 薄层声波、 补偿密度、薄层伽玛等) 仪器5 1 。 大庆油田发现至今，测井系列由最初的横向测井系列发展到目前d l s i i 型 测井系列，并且随着测井技术的进步和取心井资料的增多及水淹机理研究的不 断深入，水淹层解释精度也有很大提高。新系列测井水淹层解释采用双地层水 电阻率模型( 注入原始水和原始地层水) ，水淹机理更符合地下实际n 引。 总之，国内外水淹层测井解释研究目前仍处于探索阶段，因此很有必要在 尊重实验结果的基础上，开展水淹层测井解释模型的进一步研究，从而拓宽常 规测井在油层水淹监视中的应用。我国在水淹层水淹机理和解释方面取得了很 大的进展，但是在实际中，仅仅建立在单井测井资料的水淹层测井评价存在一 定的局限性。主要体现在：( 1 ) 水淹层的测井评价，不应该仅仅建立在单井测 井资料上，应该从单井水淹层解释到多井多种资料综合解释。( 2 ) 随着油田开 发工作的不断深入，老油田的综合含水率愈来愈高，采用常规的手段对油层水 沈程度、水淹状况、剩余油分布的定量分析研究已经不能满足要求。特别是在 小层内，由于岩性变化较大，非均质性严重，水洗程度极不均一，给稳油控水， 提高采收率造成了较大的困难。精细研究小层内的剩余油分布，为有针对性地 采取工程措施，来提高采收率提供科学依据是油田开发后期的重要工作。 1 3 选题依据 在油田开发后期，薄层( 0 5 2 0 m ) 和超薄层( 0 2 - 0 5 m ) 中油气的开 发已成为我国大部分油田的主要工作内容。薄油气储层的测井解释与评价是目 前研究的热点和难点之一。解决薄层超薄层问题必须提高测井曲线的垂向分辨 率，因此，高分辨率测井已成为9 0 年代测井技术发展的方向之一口l 川。获得垂 向高分辨率测井资料的途径有两种：其一是研制新的具有高分辨率的测井仪， 例如西方a t l a s 公司的高分辨率深探测电阻率仪t b r t u9 1 ，h a l l i b u r t o n 公司的 高分辨率感应测井仪h r i 瞳0 。，以及大庆油田研制的高分辨率声波测井仪 d q s - 9 0 口。其二是采用资料处理方法来提高分辨率。就老油田挖潜改造而言， 第二种途径更具有现实意义，因为它能充分发挥老油田测井资料的应用潜力， 4 薄差油层水淹层的计鳟机识别方法研究 降低了生产成本。 圜外先后提出了频域滤波法脚1 、反褶积法3 、最大熵法幽1 、a 因子法3 、 分辫率匹配法渊和叁动反演法轻钧等提高常规测井麴线垂向分辨率懿方法，取得 了一定的效果。垂向分辨率提高了，但薄层处的数值与真值的误差却常常增大 了。所以这些方法的实际应用却不令入满意，有待改进和提高。 综上所述，基于测井解释研究水淹层特性，是油田开发调整工作的重要组 成部分。水淹层测井解释利用测井资料对水驱、油藏水淹所发生的变化进行评价， 弄清水淹部位和水淹程度，为油田进行二次乃至三次采油提高采收率提供了重 要依据泌驯。油层水淹后，其产层的油水饱和度分布、孔隙度与渗透率、岩石 润湿性、地层水矿化度和阳离子交换能力等许多物理性质会发生较大变化。通 常可利用自然电位与电阻率益线辖结合、自然电位测井和交会鹜版等方法识别 水淹层。进而可根据油、水等定量参数来判断储层的水淹级别。此外，动态电 阻率下降法和模式识别法近来也被广泛应用于水淹等级的划分。我国在水淹层 水淹机理和解释方面取得了很大的进展。但在实际中，仅仅建立在单井测井瓷 料的水淹层测井解释仍存在一定的局限性。若以测并为纽带，将地质、地震资 料有机结合起来，将在定程度上促进测井资料解释综合废用的发展。 1 4 本论文主要研究内容 1 4 1 研究方法和技术路线 ( 1 ) 针对特定油田研究薄差层水淹层的电测曲线特征及响应特征，研究薄差油层 水淹层的多艟线综合判断方法； ( 2 ) 研究特定油f 同薄差层水淹层的综合电测特征的计算机识别方法； ( 3 ) 研究提高常规测井麓线缴赢分辨率的处理方法； ( 4 ) 薄差层水淹层的各储层参数定量计算方法研究及实现。 】4 2 主要研究成果和创新点 本论文利用常规测井资料和动态生产资料，对研究区各探井的9 条测井凿 线首先针对各种测井方法的原理进行了提高纵向分辨率的数字化处理，对自然 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 电位测井曲线利用地层分层方法进行了环境校正，反滤波方法提高了自然伽玛 测井曲线的分辨率，利用分辨率匹配法提高了电阻率测井曲线的纵向分辨率等； 并建立了薄差层水淹层的泥质含量、孔隙度、渗透率、含水饱和度、含油饱和 度、粒度中值、孔隙半径、出水率、驱油效率等各储层参数的解释模型，研究 了薄差层水淹后各测井曲线上的电测响应特征，并对其进行了总结归纳。在利 用常规测井曲线时，收集研究区岩心井的静动态参数，并进行数字化建立完整 的数据库。最终的解释方法方面，利用已经成熟应用的b p 神经网络技术。 6 薄差油滕水淹层的汁舞机识别方法研究 2 薄差层水淹层的储层参数变化特征及测并响应特征研究 薄差层是相对于中、厚油层的表内储层而言的，又日q 表外储层，是指厚度 小于等于1 0 m 、物性较差的油层。这类油层，在大庆油嬲的主力油层萨 尔图、葡萄花和高台子油层组中占有一定的比例。薄差层水淹层是指薄差层性 质在水驱过程的变化。 油层的实际注水开发可分为原始状态、开发初期、开发中期和开发后期( 离 含水期) 等过程，地层水的变化由原始油层豹束缚水特征逐渐过渡到注入水的 特征，体积模型可由表2 - 1 ，表2 - 2 表示。 表2 1涅质砂岩储层淀水开发体积模型 骨架+ 泥质( 1 一m )骨架+ 泥质( 1 一中)骨架+ 泥质( 1 一o )骨架+ 泥质( 1 一巾) 懑气( 1 一瓦) 剩余油f l 一)裂余涟( 1 一咒) 残余漕( 8 0 ， 注 入 液 隶缚水( 如，& )混合液( 如，& )混合滚( r 。，& ) ( ，1 一s o t - ) 原始状态 开发初期开发中期开发后期 表2 2 注水过程中储层流体变化特征 开发时期储层流体特征 原始炊态 仅龟括油( 1 一) 衣窳缚本( ) 开发初期注入水驱替储层的可动油，并与波及区域的原始地层水混合，储层的电 隧率随着禽水键和度的增大而下降，浅嚣端只潞灌不蠢承，含水率 f w 1 0 开发中麓注入水继续驱出可动油和一部分混合液，并重耨与波及区域的滢台液进 步混合，该过程中混合液电阻率变化很大，1 0 f w 8 0 7 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 2 1薄差层水淹过程中储层参数的变化特征 2 1 1 孔隙度、渗透率变化特征 中、厚油层的孔隙度、渗透率随着水洗程度的加强( 由未水洗到强水洗) 有明显增大的趋势，而薄差层的孔隙度和渗透率在水洗过程中变化不明显。 通过原始油层未水淹状态与密闭取心井x 1 1 2 一j 3 7 5 高水淹层储层参数对 比分析，含水饱和度增大范围在1 9 4 5 - 2 8 之间，平均增加值为2 2 8 4 ；氯化 盐下降范围在1 1 5 5 - 6 5 0 2 m g l ，平均下降3 9 8 5 4 m g l ；渗透率增大范围在 0 1 5 7 - 0 8p m 2 ，平均增大值为0 4 3 0 3g m 2 ；孔隙度增大范围在卜2 7 ，平均 增大值为1 6 2 ；粒度中值增大范围在0 0 0 3 - 0 0 2 2m m ，平均增加值为 0 0 2 7 7 m m ( 表2 - 3 ) 。以上储层参数的变化为归纳总结薄差层水淹过程中储层 参数的变化特征提供了有利的数据依据。 表2 3各小层水淹级别不同时的孔、渗等变化统计 水淹 孔隙度 含水饱和度渗透率粒度中值氯化盐 级别层号( )( ) ( m m ) ( i t m 2 )( m g l ) p 1 2 12 4 23 5 6o 2 1 5o 1l l9 0 2 2 5 来 水 p 1 2 1 b2 5 33 0 50 2 6 60 1 4 98 6 5 3 淹- p 1 3 12 4 9 3 4 30 6 8 8o 1 5 39 6 3 4 油 层 p 1 3 22 3 33 7 2o 1 6 60 1 6 31 2 8 3 1 p 1 3 3 b2 5 52 0 90 3 6 2o 1 5 l7 1 4 5 平均值2 4 6 4 3 1 70 3 3 9 40 1 4 5 49 4 5 7 1 由p 1 2 12 6 96 0 3 0 5 60 1 1 55 8 9 0 强 p 1 2 1 b2 7 15 8 50 4 50 1 5 94 9 3 1 水 淹 p 1 3 12 5 15 3 81 4 80 2 1 24 8 9 5 油 2 6 76 9 5 1 4 9 6o 2 2 】 4 2 7 7 层 p 1 3 22 4 95 90 3 3 70 1 8 56 3 2 9 p 1 3 3 b 2 6 13 00 3 6 40 1 5 96 3 4 7 2 75 0 70 6 7 30 1 6 l5 6 3 3 平均值 2 6 2 65 4 5 40 7 6 5 70 1 7 3 15 4 7 1 7 变化范围 1 2 719 4 5 2 80 1 5 7 0 80 0 0 3 0 0 2 21 15 5 6 5 0 2 2 1 2 泥质含量及粘土矿物变化特征 随着水洗程度的加强( 从弱水淹到强水淹) ，中、厚油层的泥质含量较低， 薄差油层水淹层的计算j j i l 识别方法研究 且逐渐减小，伊蒙混层逐渐减小。而薄差层水淹层的泥质含量在水淹过程中的 变化不明显。 岩性参数包括泥质含量和粒度中值，在不同储层中随注水开发其变化规律 存在差异。在高孔、高渗、疏松砂岩储层中泥质成分随注水冲洗被冲散、冲走， 并随液产出，岩石表面变得越来越干净，一般随注水开发储层泥质含量变小、 粒度中值变大。如大庆油田中的x i i - 2 一j 3 7 5 岩心井，不同水淹时期的岩心分析 表明( 见图2 - i ，图2 - 2 ) ：中高水淹时期与开发初期相比：泥质含量减少了1 5 ， 粒度中值增加了0 0 2 m m 。蓝色线代表未水淹时的值，红色线代表中水淹时的 值。 图2 1 不同水淹时期泥质含量分布 9 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 图2 2 不同水淹时期粒度中值分布 而物性较差、成岩作用较强的沉积相带储层内，由于岩石胶结程度较高、 水淹较轻等原因，其泥质含量和粒度中值在水驱油过程中变化不大或基本不变。 2 1 - 3 含油饱和度变化特征 在注水开发中，随着注入水不断驱替油层中的原油，水淹油层的含水饱和 度不断增加，剩余油饱和度不断降低。”3 ，与水洗程度成比例。统计密闭取心检 查井x 1 1 - 2 - j 3 7 5 分析资料( 见表2 4 ) 表明：油层弱水淹时，含油饱和度平均 下降约1 0 ；油层中水淹时，含油饱和度平均下降约2 5 ；油层强水淹时，含油 饱和度平均下降约3 7 。 表2 4 各小层水淹级别不同时的含油饱和度变化统计 层号未水淹 弱水淹中水淹强水淹 p 1 1l6 2 85 2 94 3 2 p 1 2 16 9 3 5 9 03 6 32 6 9 p 1 3 16 6 35 4 8 4 1 53 0 5 p 1 3 26 4 35 4 】3 9 82 8 6 平均值6 5 7 5 5 24 0 22 8 7 随着注入水的不断增加，储层中的油水分布也随之发生很大的变化。在高 含水后期，水淹油层的油水分布一般都有按沉积旋回水淹的规律，物性好的高 孔渗部位早水淹，水洗强度大：低孔渗部位晚水淹，水洗程度小，甚至未被水 淹。但是对于薄差层水淹层来说，由于其厚度很小，水淹过程与油层均匀水淹 相似，随着水洗程度的加强，含油饱和度下降的幅度比中、厚油层的小。 2 1 4 孔隙结构变化特征 油田在注水开发过程中，由于储集层遭受注入水的不断冲刷，注入水与储 层的岩性连续作用，改变了储层的孔隙结构，表现在孔隙度和渗透率等参数的 变化。 水驱实验分析表明：大庆油田在注水开发过程中，油层岩石经长期注水后， 不同储层类型表现为不同的孔隙结构变化。对于高孔渗储层，表现为：渗透率 增加，岩石的孔隙半径增大，孔隙结构系数变小，岩石的孔隙度变化不明显； 而对于低孔渗薄差储层，当空气渗透率与孔隙度的比值较小( 疋 3 ) 时， l o 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 则储层渗透率、岩石的孔隙半径、孔隙结构系数、孔隙度等变化均不明显。 由于水驱过程中储层孔隙结构的变化，必将引起储层导电机理的变化。深 入研究储层孔隙结构影响导电机理的变化魏律，将提高薄差层水淹层含油饱和 度的计算精度。 2 1 5 润湿性变化特征 根据原始储层、开发初期、开发中期、开发后期取心井相同层位岩心的润 湿性分析测试资料霹知。钯3 ，随着储层的注水开发，砂砾岩储层的润湿性巍中性 偏亲水向弱亲水、亲水、强索水方向转化。润湿性转化的机理是：储油层岩石 在浊藏形成翁润湿性为亲水，当油藏形成盾，受石油中极性物震的影昀，主要 是石油中活性物质吸附在这些矿物表丽，润湿性发生了变化。当油田进入注水 开发以后，油层在注入水筋浸泡、冲剥下、洼貘被剥落，石英、长石表面润瀑性 由亲油向亲水转化。另外，石英、长石颗粒表面和粒间为粘土矿物覆盖和充填， 更易形成溜貘，在注水作用下，胶结物及微糙被冲走，滴膜自然不存在，此时 由亲油转化为亲水。 逶过对东淹层岩石豹满灞性磷究认荛，溜层水淹后，岩石的澜湿缝籍偏亲 水的非均匀润湿性。实际的岩心资料表明，当油层的含水饱和度大于4 0 时， 大部分岩石的润瀑憋盘偏亲油转为偏紊东；当浊层熬含水饱和度大予6 0 时， 将全部转为亲水。在杏树岗油田，油层原始的润湿性是偏亲油的，长期水淹后 都分油层的润湿性劂逐渐由偏亲涵向偏亲承转变。润湿性的这种变化是幽流体 在多孔介质中的流动、水的注入和油水的采出以及油一水一岩石物理化学性质的 变化等翟素决定的。 油层在注水开发过程中，岩石的润湿性呈现逐渐由偏亲油转为偏亲水的趋 势，因此锪褪度指数也随着含水饱帮度的增加波现减小的趋势。这种变化与不 同润湿性岩石的导电机理不同相关。在亲油岩石中，导电通路以孔隙空间导电 为主，在含水饱和度降低时禳容易被油褶所隔断，水的不连续性弓| 起电阻率的 升高，因而肖较大的饱和度指数。而在亲水岩石中，水附着在岩石颗粒的袭面， 为离子导电提供了许多连续的通道，邸使在含水饱和度裰低的情况下也是这样， 因此亲水岩石的电阻率较低，饱和度指数较小。 薄差油层水淹层的计算机识别方法研究 2 1 6 相对渗透率变化特征 油水相对渗透率曲线反映了储层中油水的渗流特征，是储层岩石孔隙结构、 表面润湿性等因素的综合反映。油层经长期注水使得岩石的孔隙结构和润湿性 发生了变化，那么相对渗透率曲线必然会发生变化。 室内水驱实验表明，岩样经长期水驱后，相对渗透率曲线发生了显著的变 化，主要表现为：残余油饱和度降低，油水共渗范围增加，油水两相交点饱和 度增大。 2 1 7 地层水电阻率变化特征 注入水进入油层并与原始地层水混合，由于注入水的矿化度小于原始地层 水的矿化度，所以，随着注入水进入地层，原始地层水不断淡化，最后达到与 注入水的矿化度相同。在整个注水过程中，当注入水电阻率大于原始地层水电 阻率时，砧随着& 的增加而增大。 2 1 8 电性参数变化特征 随着水洗程度的加强( 从弱水淹到强水淹) ，中、厚油层的聊值逐渐增大， 而刀值基本不变。而薄差层水淹层的朋和刀值变化不明显。 2 2薄差层水淹层的测井响应特征 薄差层储层在注水开发过程中，受井网方式、井间砂体连通程度的影响较 大，一般水淹均匀，往往全层水淹。薄差层储层水淹后，电阻率曲线尖峰圆滑 且幅值降低，微电极曲线变光滑且幅度差变小，声波时差略有增大。图2 3 、 2 - 4 、2 5 所示分别是萨尔图、葡萄花、高台子油层中的薄差层水淹层测井响应 特征图。 1 2 薄差油崖水淹层的计算机识别方法研究 泛受l 泥质指示瞎钱三孔黻曲线电阻车曲线电i l l l 辜睡鳢 泥质台量深爱；蛋运事孔骧受 结 s p 跚 皓，一j ：曹：o jr i i dl 0卸 结井 _一 p o r e璧 c a l m d 罢细o0r h 1 0 0墩 g l 二i 琳i3 , 1 0 r 1 i sl o j 蛐ol l l o o 芯 论g ra c v s h 论期觥 p o r t 缸， p f _ i1 ，0j ” 一mj 00 rxol 呻o ! r h d n1 0r 11 t j ：i i ：。l i l ( 1 i pr 5 i j 雌 川埘m 厂j l ； - i _ 1 1 l i ! 毯葛 ；| | f 、也一沁 j | 硎 h 圳搠4 ：| l 。，弓kll ；：l ：j 濉嚼习腿 、1li i l | _ 基哪0 0 捌8 m e ii ：i i 盟瞳 圹：j j鲫q舶岫削。：m 】il ：i t 丽：j i ：酬 p 1 ：1 0 l、：龟出! 蛐腿0 聋膏、 wk j ；善 ：姬 - 1 棚。1 1 1 j 价飞i 崩州1j1 l ，嗌 哺：棚嘲，鼍j ： 图2 3萨尔图油层组薄差层水淹层典型曲线图( x 1 一 井) 凛接掘尉示叠兰三看- 曩痿麝缎电耀翠叠鳢电胃章毙冕置含置 温痿 ；参选事 囊和度再。胁 0 l蚴 结 ；n7 口j o 】r l l d u瞿卸结# c l 鼢 星组 一- p o r e 睇 5 w u*0 l r l l s l o jr l i op_ 0 j 8 ，y舯0 f l i 驭 论g r c 啪 论p e r m河 p o p t - 0 ：r xi p 1r m nl c 隅j i 0 rj o ；矗眵： 划1飞b _ k 、 烈1 5 it - 1叠( i 一【；，i ； l ：j 二|：如ll ；j i 。 】允il i 1k 一 【) 一n 溉 含 r ! 彳l ：f d 凹!i j 獭 t 陛暖目 r ；f ! 州 !q | ：l 薷 i ：，衿 岛、l1 ： i l l i ： li i ； 以y i _ h j |3 州：7 万f 鲥舀i ： ： 4 二；j j ：召 i御 l 。旧i 一莲 图2 4 葡萄花油层组薄差层水淹层典型曲线图 -一 井) 津度翟置指示虚线三孔曩受曲线电瞳军曲鲤蜩覃哦鳢 琵螽含量深度渗运单孔聪 s p i 咖 j - 结 l ”r u j ) l 口l 鲭 ” b cl 蛐 屠组 - p 0 旺 嚣 8 u1 0 j l j j 1 d 】r m gm姐0 二 0m li o 囊 论 g ra c v 髓 卵口珊 p o r t 。 5 0r ，1 1l j 0】r u ：w j 0 lr x 1 0 0o j r m n 口r l! 1 o ：o ：?r 一，! 二? l | 1 _ j 一 | _ 寸! 一 y 1 | i 驯承1 日8鬟 厂 e f：jjl l 10瑚fn 。 曩 。j ：| 粉 毫l | 1 i漫巴a ! j乏 妪 ! l矗 1 l $b 1仁) ) 叫 一!嗣 ? j 飘 嚏 i一p【，硎 l 矿 j_ - 睛 蹦! i e= | 0 8 周c 矿| i 一 鬈i 叫i ，!g 瓦：f * mt 一 | | 9 一 ： 产一： ” r l 罚 口 l i ； 叫且； - ： t弹 l 剐n l - ! 懂 。丹j !lj止q 彳l l 图高台子油层组薄差层水淹层典型曲线图 一 井) 1 3 薄羞油层水淹层的计算机识别方法研究 表2 5 薄差层测井响应特征表 储层类型岩性 声波时差 电阻率 微电极与邻井连通情况 幅值较高 未水淹 好、中、差幅值稳定幅度差较大未连通或未注水 峰值较尖 峰值圆滑 低中水淹 较好幅值稍高幅度差稍小连通性一般 变化斜率小 高水淹较好幅值较高幅值较低幅度芳较小连通性较好 通过对不同类型油层水淹特征及测井响应特征分析可知：在注水开发条件 下，韵律性质相同、岩性、物性相近的储层，水淹后测井响应具有相近的变化 规律，即随着水淹程度的提高，电阻率幅值下降，曲线形态变得光滑，微电极 幅度差减小。但是，对于薄差层水淹层来说，无论是储层参数还是测井响应特 征，均表现出明显不同于中、厚油层水淹层的特征( 见表2 - 5 ) 。因此，研究薄 差层的水淹特征有着非常重要的意义。 2 3均质储层和非均质中、厚储层水淹后的测井响应特征 2 3 1均质储层水淹后的测井响应特征 均质储层反映沉积环境的水动力条件是相对稳定的。层段内岩性、物性相 对