PNAS全谱剩余油测井.ppt

1、全谱剩余油测井（脉冲中子全谱测井）,汇报人：万里春,全谱剩余油测井包含功能,补偿式碳氧比、碳钙比能谱测井 氯、硅、氢、铁、钙元素识别测井 超热、热中子孔隙度测井 中子寿命（PNC）测井：双频、双源距 中子寿命（PNN）测井：双频 活化、活化氧指示测井：双源距 井温测井,全谱剩余油测井总技术指标,一次下井完成全部谱的获取 ，获得多种指示曲线； 测量速度50-60米/小时，连续稳定工作6小时（单井一次最大测量井段300米-360米）； 耐压80Mpa，耐温140； 仪器外径89mm，长度3.9m，重量78kg。 完成测试后，20-40小时提供精细解释成果； 以单层生产结论为准，解释符合率80%。,

2、汇报提纲,一、碳氧比能谱 测井是剩余油分析核心 二、辅助剩余油技术：中子寿命PNC、PNN 三、辅助动态监测：活化氧识别、井温 四、解释基础与精细解释方法 五、综合分析与动态分析 六、实例 七、结束语,一、碳氧比能谱测井剩余油分析核心技术,1、唯一一项直接确定剩余油测井技术 2、碳氧比谱处理技术 3、碳氧比解释技术 4、俘获谱提供岩性分析、孔隙分析信息 5、俘获谱提供地层水含氯量识别信息 6、测速是碳氧比测井主要质量控制指标,1、含油性、剩余油测井技术比较,直接技术：碳氧比能谱测井技术，包括RST、PND、国产单、双探测器的BGO晶体碳氧比能谱测井。 间接技术： 1、中子寿命、氯能谱、PNN等

3、测井技术都是反映地层对中子俘获能力的。其中地层中氯的俘获作用最大，在很大程度上看，这些技术都是直接反映地层的含盐量的。 2、电阻率测井是反映地层水导电能力测井，也是间接测量技术。 间接技术确定剩余油主要前提：地层水的含盐量稳定，这是间接测试技术通性。,2、谱处理技术,实测谱数据的俘获本底、活化本底校正 实测谱数据的峰漂自动校正 实测谱数据测速影响幅度修正 记录点问题：长短源距的谱数据匹配、俘获与非弹的记录点匹配 能窗选择方法：能量分辨率技术 比值问题,3-1、曲线动态范围与归零化模型,碳氧比曲线动态范围定义：孔隙度35%的纯油层碳氧比COo 35与纯水层的碳氧比COW 35差值与纯水层碳氧比C

4、OW 35之比的百分数。 R 35= （ COo 35-COW 35 ） / COW 35 广义碳氧比曲线动态范围定义：某孔隙度下的纯油层碳氧比COo 与纯水层的碳氧比COW差值与纯水层碳氧比COW之比的百分数。 R = (COo-COw) / Cow = f() 广义硅钙比曲线动态范围定义：某孔隙度下的砂岩硅钙比SICA 与纯砂岩的硅钙比SICAsd差值与纯砂岩层硅钙比SICAsd之比的百分数。 Rsica= (SICA SICAsd) / SICasd 结论：广义动态范围反映了不同类型的精准碳氧比能谱测井识别地层特性的能力。将碳氧比值限制在广义动态范围之内，可以解决“零值漂移”问题。 碳氧

5、比曲线规范解释模型： COC = （ CO -COW ） / COW 硅钙比曲线归零化解释模型： SiCaC =（ SiCa- SiCasd ） / SiCasd 注：其他俘获和非弹曲线的归零化解释模型类似。,3-2、解释模型,1、经验公式 So = （CO -COW ）/（COo -COW ） = COC / R= COC /R 35（/0.35） 或 o = So = 0.35/ R 35 COC 2、赫尔佐格公式（通用的解释模型）： 式中：a为单位体积油中碳原子数目 /cm3; b为单位体积岩石骨架中碳原子数目 /cm3; c为单位体积水中氧原子数目 /cm3; d为单位体积岩石骨架中氧

6、原子数目/cm3; A为碳和氧与快中子反应截面的比值; BC为井眼里碳密度的贡献; B0为井眼里氧密度的贡献。 （3）赫尔佐格公式要求的碳氧比变化范围： （a）选择孔隙度35%的纯油层、纯水层，假设井眼和骨架无碳，BGO探测器A取值0.55，利用理论参数计算的碳氧比值得出油、水层碳氧比值分别是 0.20、0。 （b）选择孔隙度35%的纯油层、纯水层，假设井眼和骨架无碳，NaI探测器A取值0.40，利用理论参数计算的碳氧比值得出油、水层碳氧比值分别是 0.15、0。 （4）两者关系：经验公式是通用公式一种特殊形式,4、提供岩性分析、孔隙分析信息,基本特征：俘获与非弹的比值主要反映地层的俘获信息，

7、非弹的作用是消除产额不稳因素； 俘获总计数与非弹总计数之比NCNI、俘获硅与对应非弹的计数之比SII、俘获氯与对应非弹的计数之比CLI都是孔隙度指示，该比值与补偿中子相关系数大于0.9； 俘获氢与俘获硅的计数之比HSI也是孔隙度指示，该比值与补偿中子相关系数大于0.8； 俘获钙与俘获铁的计数之比CAFE是钙质含量指示； 特别说明：碳氢比实际上是俘获氢的指示，碳的作用十分有限，是孔隙度指示。,5、提供地层水矿化度识别信息,基本特征：俘获氯有两个能窗，其中低能能窗主光电峰是独立的，高能能窗与钙窗重叠，也是特征明显能窗； 高能窗俘获氯与俘获计数比值CLSI； 低能窗俘获氯与俘获计数比值CLL ； 地

8、层水性质主要是了解地层水矿化度，而氯是最关键的；氯的变化直接反映地层的水是原状的还是注入的，确定是注入的时候还要知道地层水变化情况。,6、测 速碳氧比测井主要质量控制指标,测井最大允许统计涨落误差Emax 每采样点测量统计涨落误差E=(cn-cnb)/(on-onb)*sqrt(cn+cnb)/(cn-cnb)/(cn-cnb)+(on+onb)/(on-onb)/(on-onb); 碳计数率：cn、碳俘获本底计数率cnb 氧计数率：on、氧俘获本底计数率onb 测量时间:Time=E2 /Emax2 测量速度: LoggingSpeed=360/ Time,二、辅助剩余油技术,1、中子寿命解

9、释基本原理 2、PNN方式 3、PNC方式 4、超热中子寿命E PNC、剩余超热中子寿命E PNN 5、中子寿命致命缺陷 6、碳氧比、寿命在砂岩上特点,1、中子寿命解释基本模型,1、通用模型： = （1-Vsh）ma+Vshsh+Sww+ (1-Sw)h 2、纯油层Sw=Swir条件下o o=（1-Vsh）ma+Vshsh +Swirw+ (1-Swir)h 3、纯水层Sw=1-Soir条件下w w=（1-Vsh）ma+Vshsh +(1-Soir)w+ Soirh 参数：ma （骨架值发散倍数1.6）、 w、 h 、sh分别是岩石骨架、地层水、烃、泥质的宏观热中子俘获截面；Vsh 泥质体积含

10、量； 孔隙度；Sw 含水饱和度。 解释技巧：实际解释中，纯油层与纯水层曲线确定了上下限，选择适当的泥质宏观俘获截面sh=40-50(中原），使推算的纯油层与纯水层曲线在泥岩上与实际测量宏观俘获截面重叠，这样达到二次刻度目的。另一参数是不同类型俘获截面均有系统偏差。,2、PNN方式,测量对象：测量没有被地层吸收的中子 应用范围：矿化度中-高地区确定含水量，在 低矿化度地区确定孔隙度。 确定参数：矿化度稳定时，确定含水量 含水量一定时，确定水矿化度； 累计计数率可确定套后孔隙度。,3、PNC方式特点,测量对象：测量被地层吸收的中子 应用范围：矿化度高地区确定含水量，在 低矿化度地区确定孔隙度。 确

11、定参数：矿化度稳定时，确定含水量 含水量一定时，确定水矿化度； 累计计数率可确定套后孔隙度。,4、超热中子寿命EPNC；剩余超热中子寿命EPNN,测量对象：测量被地层吸收的低能、超热、热中子 应用范围：矿化度高地区确定含水量，在 低矿化度地区确定孔隙度。 确定参数：矿化度稳定时，确定含水量 含水量一定时，确定水矿化度； 累计计数率可确定套后孔隙度。 这是研究很少的技术，需要加以重视。,5、中子寿命缺陷,在地层水矿化度多变的情况下，不能准确确定地层含水饱和度； 地层中除氯的宏观俘获截面比较高外，泥质中硼、铬等元素宏观俘获截面更高，这些元素虽然含量不多，确实不可忽略的；泥岩的宏观俘获截面波动，需要

12、分段分析； 套管、仪器多数是铁、钨、镍等重金属宏观俘获截面普遍偏高，尽管他们是稳定的，但形成本底不容忽视； 地层含溶解气时，测量宏观俘获截面值偏低； 扩散效应使测量宏观俘获截面值偏高。,6、碳氧比、寿命在砂岩上特点,碳氧比：只要呈现高值表明一定含油；侵入、倒灌、窜槽、高含水呈现低值。 中子寿命：只要呈现高值一定饱含高矿化度地层水；淡水侵入、淡水水淹、淡水倒灌、含油呈现低值。 PNN比PNC对高矿化度水更敏感。 岩性变差使测试动态范围减少。,三、辅助动态监测,1、活化测井：原始地层与生产地层的差别有时在活化测井上是有反应的； 2、活化氧测井：当存在微小水流时，活化氧变化可以被检测出来，这是确定溢

13、流点、倒灌、层间串的基本原理； 3、井温测井：井温变化总是和主产出层相关的，微差井温曲线指示这个变化部位。 解释技巧：这三类测井对识别当前主产层、主产部位十分有意义，也是剩余油分析良好辅助。,四、解释基础与精细解释方法,1、静态解释模型-裸眼井资料分析 2、完整动态解释模型-经验加标准化 3、独特的细分层技术 4、突出层内主要矛盾的分析技术 5、产能预测,1、静态解释模型,（1）泥质含量采用自然伽马、自然电位、硅钙比曲线确定； （2）钙质含量采用声波测井和硅钙比曲线确定； （3）孔隙度采用声波测井、密度测井、中子测井取极小后为总孔隙度再由体积模型计算有效孔隙度；没有孔隙度测井时，用氢比硅加钙确

14、定孔隙度。 （4）利用粒度中值和孔隙度确定地层空气渗透率，并转化为液体渗透率（相当于有效渗透率）； （5）提出了束缚油的概念，建立了束缚油饱和度、束缚水饱和度经验模型。 3、建立了通用解释标准和简单流程,2、动态解释模型,（1）可动油和可动水解释模型； Swm=Sw-Swir Som=So-Soirr Sw+So=1 S=Swm+Som=1-Swir-Soir Gw=Swm/S Go=Som/S （2）相渗透解释模型； PERW=PERM*GW* PERO=GO*2.*(1.- GW* )*PERM （3）产水率模型； RV= w/ o RF=RV* PERO/ PERW Fw=1/(1+RF

15、) （4）驱油效率模型。 Somax=1.-Swir So=1-Sw DOE=(Somax-So)/Somax,3、特征值法细分层解释方式,(1)特征值概念：测井曲线中极值、拐点、台级或平台为特征值，其它部分为过渡值。 (2)储集层分类：每个特征值点所反映的是该点附近相同岩性内地层的指标，地层中的岩性、物性、含油性和可采量集中反映在特征值上，那怕是它仅仅是一个点也是如此。 (3) 分层方法：同类岩性分层方法可以合理划分储集层内非均质产生的局部间分水岭，实现由量变到质变的定量化。建立在特征值概念的细分层解释结果见表2。,解释指标,厚度分类指标： a、0.8米以上的地层定量解释 b、0.5米至0.

16、8米的地层半定量解释 孔隙度分类指标： a、对孔隙度15 以上的地层定量解释，符合率90%； b、对孔隙度10%-15的地层半定量解释，符合率75%； c、对孔隙度10以下 的地层定性解释，符合率60%； 饱和度指标：定量解释的含油饱和度计算误差小于8、半定量解释的含油饱和度计算误差小于12； 产水率指标：定量解释的产水率计算误差小于10%；半定量解释的产水率计算误差小于20。,4、突出层（内）主要矛盾的分析技术,主力产层：当合试或合采多个储集层时，一个或几个相对渗透率较高的层并称为主产层。 主产部位：在某一产层中，一处或几处相对渗透率较高的部位并称为主产部位。 层内分析：主产部位是单层的主要

17、矛盾； 层间分析：主力产层是全井的主要矛盾。 特征值法细分层解释方式是从点到层解释方式。,5、产能预测,基础：本系统分析各个小层的产能特征，为产能预测提供条件。 1、用初期补孔生产数据推测地层原始压力； 2、用目前生产数据推测目前地层压力； 3、估算未射孔层的生产能力 4、估算组合射孔层的效果 产能分析是从层到井的解释方式,五、综合解释中的动态分析,1、套前套后孔隙度分析对比 2、剩余油的时间特性预测 3、剩余油的空间分布特性预测 4、倒灌问题 5、层间生产关系,六、实例,1、碳氧比能谱应用实例 ：（包含套后孔隙度、地层水性质分析等，单独多媒体演示，不在这里演示） 2、前期利用全谱剩余油在采油

18、厂实际测试效果：中子寿命PNC、PNN、活化氧指示、井温的辅助，综合使用解决的疑难问题。 未射孔层分析：找剩余油，排除油粘污、“油帽子”、可能层间干扰、剩余油分布预测等； 射孔层分析：主力产层、出水出油和未动用层，排除串槽、大孔道、层间干扰等。,例子1：濮4-440井钙层-高水淹层对应关系，可以看出对钙层十分敏感，表明碳氧比对碳元素有良好识别能力。,例子2：濮侧2-169井，对于高水淹层段，有时存在明显的活化氧异常，这可能是水淹层在有水流渗流时，就存在活化氧了。有时活化氧又存在于主产水层的下部静止段，到目前为止，我们还无法解释这类现象。活化氧测井的应用及理论分析还需我们不断总结，认识。 濮侧2

19、-169井大段活化异常开始部分,例子3：濮气13井，该井底部2787米-2792米处出现明显的高碳氧比值、低矿化度值、低活化氧计数的异常层位，我们分析认为该处可能是有裂缝且含有机质泥质层位，这样层位地层较软，极容易在此套管损坏而形成微漏（活化氧在该段呈现最低值说明上下都向该处微漏的存在）。该井从2784米开始出现大井径，证明了这是软地层段上界面，是套损易发层段。,例子4 濮侧2-169井大段活化异常结束部分,例子5：文65-81井油污与出油层。6-8号层已经射孔，在本井活化氧预示7号层以下有水流流动，可能是7号层吸液，上边的油污存在确实说明了6-8号层出油，量可能不多，结合两者关系我们认为6-

20、8号层是有潜力的。,例子6：文65-81井活化反映层间干扰层：本井出现4段活化氧异常段，短源距活化强度几乎稳定，长源距活化氧是不同的，底部最强，到7号层全部终止，表明多层吸水的特征。,例子6：中原-文65-81井活化反映层间干扰层：本井出现4段活化氧异常段，短源距活化强度几乎稳定，长源距活化氧是不同的，底部最强，到7号层全部终止，表明多层吸水的特征。,例子7：濮3-378井在设计射孔层中发现7号层不易补孔，地质根据动态分析认为该层不应强水淹，实际补孔证实特高水淹层。,例子8：文15-71井射孔层下部大孔道出水，碳氧比解释该层是油层，没有找到出水层部位，活化测井在4-5号层之间出现溢流点，这是单

21、一项目所无法确定的，有了全谱资料，我们就可以知道应当封掉4-5号层。,例子9：明158井4-5号层注水导致6-8号层吸水典型例子,例子10：文15-71井确定主产水层。如果单用碳氧比能谱解释，很自然会把16号层确定为主产层，实际上利用活化氧测井发现该井主要产水层段是12-15号层，而且还发现，17号层出水，向16号层倒灌的现象，这表明16号层是低能、高水淹高渗透层。,例子10：文15-71井确定主产水层。如果单用碳氧比能谱解释，很自然会把16号层确定为主产层，实际上利用活化氧测井发现该井主要产水层段是12-15号层，而且还发现，17号层出水，向16号层倒灌的现象，这表明16号层是低能、高水淹高

22、渗透层。,例子11：文65-81井活化反映多层层间干扰，从下面两张图可以看出，主要产水层是下部的24号层，分别向1、11、14号层倒灌。,例子11：文65-81井活化反映多层层间干扰，从下面两张图可以看出，主要产水层是下部的24号层，分别向1、11、14号层倒灌。,例子12、文15-71井低渗透层17号层向高渗透低压层16号层注入高矿化度地层水。,例子13、濮气13井下部套管微漏例子,例子14、文92-125井11-12号层活化氧异常表明该层溢流，为主产水层,例子15、卫360-49井套管损坏、油气水同层,例子16、明158井4-5号层注水导致6-8号层吸水,例子17、卫10-30井异常活化、异常低能氯硅比,例子18、文15-71井射孔层下部大孔道出水,例子19、卫11-37井没有认识清楚的产液部位,例子20 、卫95-4井气帽-油帽子层：,七、结论,脉冲中子全谱剩余油测井在中原油田应用后，对识别油层水淹状况、评价层间干扰、寻找主力出水层方面发挥了重要作用。具体表现在： 1、评价层间干扰状况，搞清主力出水层及低能倒灌层，为措施挖潜提供依据； 2、评价小层剩余油分布状况，特别是厚度细分对了解层内动用状况起到重要作用； 3、评价渗漏井段，脉冲中子全谱剩余油测井能及时发现部分井的套管存在损坏； 4、评价主力出水层及高水淹层，为油井采取措施、卡封主力出水层，解放