06尕斯水淹层评价论文.doc

尕斯库勒E31油藏水淹层机理实验研究及测井评价技术徐国祯* 屈信忠 程红卫 廖春（青海油田公司勘探开发研究院）摘要 利用岩心资料，通过模拟地层条件进行岩电机理实验，研究尕斯库勒E31油藏水淹特点，提出了分岩性类型认识储层孔隙结构和原始油藏饱和度特征；基于电测井响应划分油层润湿性并选择测井评价模式；采用混合液矿化度特征确定地层混合液矿化度；建立了比较系统的中高含水期测井水淹层分级评价体系。主题词 尕斯库勒油田 水淹层机理实验 产水率 混合液矿化度 水淹等级1前 言E31油藏为一构造完整，轴向近南北的潜伏背斜构造，构造南北长约12Km，东西长约4Km。该油藏构造主体部位完整，仅在边缘发育有三条逆断层和两条正断层，油藏埋深在31803860m。E31油藏的油水关系主要受构造控制，是构造为主，岩性次之的岩性构造油藏。该油藏储层的岩性以细砂岩为主，其次为粉砂岩、中砂岩、底部为砾状砂岩、砾岩。岩心分析平均孔隙度12.74%，平均渗透率53.8md。E31油藏地层水水型主要为CaCl2型,也有Na2SO4、MgCl2水型。统计开发初期水样资料显示，总矿化度为149313217261mg/l，平均176946mg/l。1978年钻探跃深1井证实E31油藏为具有工业开采价值的高产油气藏。1989年全面注水开发。至2008年2月，综合含水达到71.1%。随着开发程度的深入，含水率上升明显，产能下降较快，开采难度加大。目前已处在油藏高速稳产临界状态，油藏稳产的难度越来越大。为此急需建立针对中高含水开发期的水淹层解释评价体系，为开发方案调整和区域剩余油分布描述提供技术支持。2水淹层机理实验研究利用钻取的岩心，开展岩心油驱水、水驱油、相对渗透率研究，通过油驱水实验，能够得到水淹层测井解释中重要常数；通过水驱油实验，可以了解不同注入水矿化度，电阻率随含水饱和度的变化；相对渗透率是掌握和了解储层亲水性、束缚水饱和度、残余油饱和度必不可少的实验。水淹层机理实验研究结果是建立水淹层测井解释模型重要依据，因此，开展水淹层机理实验研究很有必要。（1）准备工作 将岩样钻成一定规格的圆柱形岩心，并对岩心进行除油和除盐，然后对岩心烘干、几何尺寸测量。 采用氮气法测量岩心的孔隙度。采用非稳态流方法对岩心渗透率进行测量。（2）岩心电阻率测量 为了使测量结果与地层的实际值相接近，本次岩电实验根据实际的地层水资料配制了矿化度为180000mg/L的模拟地层水，用以饱和岩心。表1 高温高压条件下a、m、b、n值的统计结果井名岩性a不强制为1时a强制为1时bnamam检3检420块砂岩岩心（所有样品）2.24031.338011.65761.03701.776016块砂岩岩心(9%的样品)1.19301.659711.75141.03971.7733（3）高温高压条件下的水驱油岩电实验 高温高压条件下的水驱油岩电实验，实际上是模拟油藏的注水开发，以考察注水对岩石地球物理特性的影响方式及变化规律。从而指导水淹层的识别、水淹层饱和度的计算和水淹层的评价。实验时，将饱和模拟地层水的岩心用油充分驱替后置于岩心夹持器，加压至地层压力50MPa，然后用DZB-1微量泵注入适量的各种地层水（矿化度分别为30000mg/L、100000mg/L、180000mg/L），封闭岩心，加热至地层温度为90，测量出相应饱和度状态下的电阻率。图1是检3井1号岩心不同注入水电阻率与含水饱和度关系曲线，可以看出，低矿化度注入水电阻率随含水饱和度增加有明显的增加。随注入水矿化度的增加，这种变化不会越来越明显。由于注入水与原始地层水之间的差异，导致油层注水水淹后电阻率不同程度地升高（与油驱水实验结果相比）。注入水矿化度越低，升高得越多。在注入水相同的情况下，泥质含量高的岩心，电阻率升高得相对较小。孔隙度低、渗透率低的岩心电阻率升高得相对较大。注入水矿化度相同时，岩心注水前的含水饱和度不同，注水后电阻率升高的程度不同。一般岩心注水前的含水饱和度越低，注水后电阻率升高的越多。一般情况下，岩心注水后含水饱和度低于60%时，岩心电阻率随含水饱和度升高而减小，高于60%之后，岩心电阻率随含水饱和度升高而升高。图411 检3井1号岩心电阻率与饱和度关系曲线（注入水矿化度100000mg/L）图1 检3井1号岩心不同注入水电阻率与含水饱和度关系曲线3水淹层饱和度计算与水淹等级划分油藏水淹后，含油饱和度被水驱替，出现部分可动水；随着注水开发的深入，含油饱和度中的可动油完全被水驱替，最终无法驱替的油饱和度称为残余油饱和度。对水淹层饱和度的计算，就要求分析和估算原始油藏饱和度、求取目前含油饱和度、预测最终的残余油饱和度。同时，根据饱和度的分布情况，结合岩石的孔隙结构特征，预测当前水淹层的产水率，并由此进行水淹等级的划分。原始油层束缚水饱和度可动油饱和度残余油饱和度束缚水饱和度可动水饱和度可动油饱和度残余油饱和度水淹油层图2 水淹后岩石孔隙体积中饱和度模型（1）各参数的求取声波孔隙度f= 0.215806AC-37.387密度孔隙度f=196.69265-73.5632DEN泥质含量Vsh = 62.25GR2 +16.09GR +7.62渗透率 PERM=0.01494f4.8356Vsh-1.90898粒度中值Md = 0.0182GR -0.9016（2）原始含油饱和度计算方法实验数据说明，在不同的岩性段，物性的变化存在不同的规律。尤其是粉砂、中-细砂岩、砾岩储层，孔隙结构的特征存在差异，渗透性的变化规律存在差异，因此成藏过程中原始油藏饱和度特征可能存在按照岩性区带呈现不同特征。结合岩性物性特征分析，解释图版的研究工作主要按照下述界限分岩性类型建立：泥质粉砂岩粉砂岩类型（Md0.18mm）：SWI=0.5321POR0.001405PERM-0.17788（3）润湿性与残余油饱和度关系分析通过相驱实验，可以认识储层残余油饱和度变化特征。本区实验资料显示，储层孔隙空间中束缚水升高，残余油相对下降，也就是说，低渗透储层未必一定存在高的残余油饱和度，按照相渗曲线特征，分析了亲油、亲水岩石相渗实验中束缚水、残余油饱和度的关系，可以看到，亲油样品的残余油饱和度基本在30%50%之间；亲水样品的残余油饱和度在15%30%，可见润湿性不同，岩石的残余油饱和度差异是比较大的。从跃检1井岩石润湿性实验结果，渗透率在10md以下的储层，多以亲水、强亲水、中性为主，而渗透性高的岩石样品多以弱亲油、亲油为主，低渗透储层具有较高的排替压力，在成藏过程中油只进入较大喉道。利用跃检1、检2、检3、检4实验资料回归结果：偏亲水-亲水岩石：Sor=0.9833f-0.20379Swi-0.47605中性-偏亲油岩石：Sor=0.149639f-0.0760112Swi-0.57778（4）目前（剩余）含油饱和度计算在水淹条件下的含油饱和度即为剩余油饱和度，由以下方程确定：式中Rz为混合地层水电阻率，m、a、n、b为岩石电性参数，Rt为测井电阻率，在本区选用感应系列。通过上述研究工作，初步建立了原始、目前（剩余）、残余油饱和度的计算图版，通过三饱和度重叠，认识水淹状况和水淹特征。4注水驱替过程混合液矿化度模拟计算图版由于现场注入水矿化度一般保持在比较稳定的值，可以模拟注水驱替过程中矿化度变化、饱和度变化计算电阻率的变化特征。目前已经取得的注水井矿化度在84000ppm左右，地层原生水矿化度170000ppm。注水过程中，水流驱替掉部分可动油占据孔隙空间，同时与驱替置换部分中的原生束缚水发生离子交换，离子交换程度与驱替速度和水淹时间有关。在假定离子交换是比较充分的条件下，选择以下参数为例进行模拟计算：岩石孔隙度14%、束缚水饱和度25%、残余油饱和度30%、地层温度110、原生水矿化度170000ppm、注入水矿化度40000100000ppm（接近注水井矿化度）。在驱替过程中，一方面可动油被注入水驱替，岩石内矿化度发生改变，另一方面，注入水与水洗范围内的束缚水逐步发生离子交换，改变局部原生水的离子浓度，同时随着水流不断推进置换，混合液矿化度逐步趋近注入水矿化度图3是驱替过程中电阻率随饱和度变化特征的数值模拟计算结果。在边水驱替或者采用与原生水矿化度一样的水进行驱替，电阻率在残余油条件下下降至0.8欧姆.米，而采用85000ppm（这一数据取自跃17-6注入水矿化度测量结果）注入水驱替至此条件下电阻率下降至1.3欧姆.米，相差0.5欧姆.米。而且这种差别在水淹程度较低时是比较小的，在弱-中级别水淹条件下，混合液矿化度估算的误差对饱和度计算造成的影响不明显。5产水率计算 储层产水率与相对渗透率的关系表述为：FW1/(1+ mw/( Akrwmo)对于多层合采时，确定综合含水率,主要以目的层的有效厚度(H),孔隙度(F),含水率(FW)的参数进行加权计算： 图3 驱替过程中电阻率变化模拟计算结果 h1F1FW1h2F2FW2hnFnFWn Fw h1F1h2F2hnFn 式中：h1、 h2、 .hn代表射孔层段1、2、n层厚度。目前，计算综合产水率的研究中尚未考虑到储层渗透性的差异影响，同时从实际测试资料分析，由于地层压力差异，也会造成合采层段与实际地层产液性质和能力出现矛盾。6水淹层分级标准按照总公司标准划分水淹级别，按照产水率大小将水淹层划分为四个等级。FW10%油层；10%FW40%弱水淹层；40%FW80%中水淹层；80%FW98%强水淹层；FW 98%水层。在具体分析中，考虑到中等水淹储层的跨度比较大，不利于潜力层段的识别和划分，解释中将中水淹强度划分为两个级别：40%FW60%中等偏低水淹层；60%FW80%中等偏高水淹层。本次研究中按照总公司的标准，进行了水淹层的四级划分。总体看，对于中水淹、强水淹，测井定量划分的结果是比较准确的。对于油层，由于储层边界影响，或者由于薄差层的因素，有时在油层边界或者泥质夹层层段由于计算的油饱和度偏低而出现一定的综合产水率。但此类情况比较易于识别，因为结合可动水饱和度分析，可以准确判断此类储层含液性质。7结 论（1）深入研究混合液电阻率计算方法，提出了混合液矿化度驱替-离子交换模型，建立了典型储层混合液矿化度计算图版，为本区混合液电阻率和剩余油饱和度计算提供了有效的技术手段；建立了剩余油饱和度计算图版和产水率定量分级评价模型。（2）提出并完成了分岩性建立原始含油饱和度图版的方法，有效的认识不同岩性类型下的储层孔隙结构差异和对电测井的影响，尤其提高了含砾砂岩储集层的解释精度。（3）对2005年以来开发调整井进行了处理解释，总的来看，对于综合利用产水率曲线、饱和度重叠