基于时间推移的咸水泥浆侵入条件下的储层流体识别方法

董红,蒋兴才

(1.中国石油长城钻探工程有限公司测井公司,辽宁盘锦124011; 2.辽河油田多种经营事业部裕隆公司,辽宁盘锦124011)

基于时间推移的咸水泥浆侵入条件下的储层流体识别方法

董红1,蒋兴才2

(1.中国石油长城钻探工程有限公司测井公司,辽宁盘锦124011; 2.辽河油田多种经营事业部裕隆公司,辽宁盘锦124011)

咸水泥浆侵入造成辽河滩海地区储层流体的识别困难。基于理论研究,建立了阵列感应测井动态侵入响应模型,开发了时间推移测井数值模拟软件。该方法可以分析渗透率、孔隙度、饱和度、泥浆矿化度、地层水矿化度、地层和井眼压力等18个地层和井眼参数变化时对阵列感应测井响应的影响。给出径向电阻率分布、泥浆侵入深度、测井响应、含水饱和度、地层水电阻率、地层水矿化度随泥浆浸泡时间的动态变化特性。在辽河滩海地区11口井78个层进行时间推移测井模拟和测井响应分析,确定了储层定量解释标准,测井解释符合率提高了10%,解决了滩海地区低电阻率油气层识别难的问题,同时也为储层流体识别提供了一种新方法。

测井解释;时间推移;泥浆侵入;矿化度;电阻率;浸泡时间;动态变化

0 引 言

利用电测井识别油气层,求准油层真电阻率,进而估算油层原始含油(气)饱和度,是测井储层评价的重要研究内容之一。但是,测井结果还受钻井泥浆滤液侵入地层的影响。传统的电阻率测井侵入校正,均基于静态侵入阶跃模型,认为侵入带和原状地层之间电阻率的变化呈阶梯状突变,且没有考虑侵入的时间效应。实际上,泥浆滤液对地层可动烃的驱替是一个多相渗流过程,地层参数的变化并非呈阶梯状突变,而且还与泥浆浸泡时间有关[1]。本文利用两相渗流、岩电和电阻率测井理论[1],建立了电阻率测井动态侵入响应模型,在实际应用中获得了比较好的效果。

1 时间推移测井数值模拟影响因素分析

在进行时间推移测井数值模拟的过程中需要考虑地层物性、井眼条件、泥浆性能等因素,在模拟计算时需要选取的参数包括时间网格参数、径向网格参数、地层绝对渗透率、泥饼渗透率、油(气)水相的相对渗透率曲线、地层孔隙度、地层温度、A rchie公式中的常数、胶结指数、饱和度指数、井眼压力、地层原始压力、地层原始水饱和度、泥浆滤液矿化度、地层水矿化度、油(气)水黏度、流体密度、毛细管压力曲线等。

理论上,所有参数对模拟结果都有影响。但是,对于给定层位,地层绝对渗透率、地层孔隙度、胶结指数、饱和度指数、A rchie公式常数 a和b、井眼压力、地层原始压力、地层温度、目的层厚度、上下围岩电阻率、毛细管压力等参数相对不变。因此,对于给定地层,主要考虑泥浆滤液矿化度、泥饼渗透率、油相最大相对渗透率、水相最大相对渗透率、地层原始水饱和度、地层水矿化度和地层原油黏度的影响。通过对滩海地区储层的实际模拟发现,泥浆滤液矿化度、泥饼渗透率、水相最大相对渗透率、地层原始水饱和度、地层水矿化度对测井响应的影响比较大。

本文以滩海地区××井56油层的参数为基础,改变各项参数,计算分析总结它们对测井响应的影响规律。

1.1 泥饼渗透率的影响

取泥饼渗透率分别为 0.001、0.007、0.013、0.019 mD和0.025 mD＊,计算径向电阻率分布(见图1)。由图1可见,泥饼渗透率变化对冲洗带和过渡带影响明显,不影响冲洗带和地层电阻率。随泥饼渗透率增大,冲洗带和过渡带均向地层深处移动,范围逐渐变宽;泥浆浸泡时间长,影响更严重。

1.2 水相最大相对渗透率的影响

分别取油相相对渗透率为0.02、0.04、0.045、0.05和0.07 mD,计算径向电阻率分布(见图2)。油层中,水相相对渗透率变化影响径向电阻率分布的过渡带。

1.3 地层含水饱和度

设残余油饱和度 Sor=0.15,束缚水饱和度Swi=0.4时,取含水饱和度分别为0.41、0.5、0.6、0.7和0.8,计算径向电阻率分布(见图3)。给定残余油饱和度和束缚水饱和度,地层含水饱和度变化不影响径向电阻率分布的冲洗带和过渡带,只影响地层电阻率。

1.4 泥浆滤液矿化度

取泥浆滤液矿化度分别为 10 000、15 000、24 000、35 000 m g/L和45 000 m g/L,计算径向电阻率分布(见图4)。泥浆矿化度变化只影响径向电阻率分布的冲洗带和过渡带电阻率,不影响地层电阻率。

1.5 地层水矿化度

取地层水矿化度分别为1 700、2 400、3 100、4 000 mg/L和5 000 mg/L,计算径向电阻率分布(见图5)。地层水矿化度主要影响径向电阻率分布的地层电阻率部分。

图1 泥饼渗透率变化对径向电阻率分布的影响

图2 水相最大相对渗透率变化对径向电阻率分布的影响

图3 地层含水饱和度变化对径向电阻率分布的影响

图4 泥浆滤液矿化度变化对径向电阻率分布的影响

图5 地层水矿化度变化对径向电阻率分布的影响

2 时间推移测井数值模拟的参数选取

对于给定的地区,在进行时间推移测井数值模拟计算时,其时间网格参数、径向网格参数、A rchie公式中的常数、胶结指数、饱和度指数是相对不变的,泥浆滤液矿化度、地层水矿化度、泥饼渗透率、井眼压力、地层原始压力等参数可根据理论公式计算得到[2],而油/气/水黏度、流体密度、毛细管压力曲线等通过试油资料并结合经验公式进行推算,这里详细介绍地层绝对渗透率、油水相的相对渗透率、地层孔隙度、地层温度、地层束缚水饱和度的计算方法。

2.1 地层温度计算方法

根据试油资料确定滩海地区地层温度计算公式

式中,T为储层温度,℃;H为储层深度,m。

2.2 地层孔隙度与绝对渗透率计算方法

通过对比岩心分析数据与测井响应之间的关系,确定地层孔隙度与绝对渗透率的计算公式

式中,φ为储层孔隙度,%;K为储层空气渗透率,×

10-3μm2;AC为声波时差值,μs/ft＊。

2.3 地层束缚水饱和度计算方法

利用岩心核磁共振分析数据,综合物性参数( K/φ)与核磁共振分析束缚水饱和度建立关系式

式中,Swi为储层束缚水饱和度,%;K为储层空气渗透率,×10-3μm2;φ为储层有效孔隙度,%。

2.4 油、水相的相对渗透率计算方法

利用滩海地区的相对渗透率分析资料,通过回归分析确定油、水相的相对渗透率计算公式为

式中,Krw为水相相对渗透率,%;Kro为油相相对渗透率,%;Sw为储层含水饱和度,%。

3 实际应用效果

通过在辽河滩海地区11口井78个层进行时间推移测井模拟,图6为×××层的时间推移模拟结果,通过测井响应和模拟结果分析确定了储层的解释标准。油层:水相相对渗透率小于0.1;水层:水相相对渗透率大于0.15,当水相相对渗透率在0.1～0.15之间时,结合含水饱和度数值以及其他资料综合分析确定地层流体性质,在实际应用中,测井解释符合率提高了10%。

图7为辽河滩海地区××1井测井曲线图。通过对该井50、51、53、54、55、56层进行模拟得解释结论为油层(具体模拟结果见表1),而实际试油为油层,证实了结果的准确性。图8为辽河滩海地区× ×2井测井曲线图,该井77、78、79、80层原解释结论为油层,通过利用时间推移测井模拟软件进行再分析,具体模拟结果见表2,这4个层为水层,而实际试油为水层,证实了结果的准确性。

表1 辽河滩海地区××1井时间推移测井模拟结果

表2 辽河滩海地区××2井时间推移测井模拟结果

图6 时间推移模拟结果

图7 辽河滩海地区××1井测井曲线图

4 结 论

(1)对于同一地层,模拟结果主要受地层水矿化度、泥浆滤液矿化度、泥饼渗透率、水相相对渗透率的影响。

(2)利用时间推移测井模拟可以确定径向电阻率、测井响应和含水饱和度动态分布特征,可以更有效地认识地层的泥浆侵入情况。

(3)利用时间推移测井模拟结果可以有效识别油气层,为油气评价提供了一种新思路。

图8 辽河滩海地区××2井测井曲线图

[1] 张建华,刘振华,仵杰.电法测井原理与应用[M].西安:西北大学出版社,2002.

[2] 雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释[M].东营:中国石油大学出版社,1996.

[3] 中国石油勘探与生产公司.低阻油气层测井识别评价方法与技术[M].北京:石油工业出版社,2006.

[4] 丁娱娇,邵维志,王志勇,等.不同泥浆侵入环境下储层电性变化特征[J].测井技术,2009,33(4):315-320.

Reservoir Fluids Identification Method Based on Time-lapse Logging in Salt M ud Invasion Environment

DONG Hong1,JIANG Xingcai2
(1.GWDCWireline Logging Company,CNPC,Panjin,Liaoning 124011,China; 2.Yulong Company,Diversified Department of Liaohe Oilfield,Panjin,Liaoning 124011,China)

Because of saltmud invasion it is difficult to identify reservoir fluids in the beach area. Based on theo retical research,established is an array induction logging dynamic intrusion response model and developed is a time-lapse logging numerical simulation software.This method can analyze the impactof 18 parameterson the array induction logging responses,such aspermeability,porosity,saturation,mud salinity,formation water salinity,formation and wellbore p ressure,etc..Given are the characteristics of the dynam ic changes of radial resistivity distribution, mud invasion dep th,log response,water saturation,formation water resistivity,formation water salinity w ith themud soaking time.Provided is quantitative identification reservoir w ith log data. Through the time-lapse simulation and response analysisof 78 layersof 11 wells in Liaohe region, the quantitative interp retation standard of the reservoir has been determined,the coincidence rate of w hich is increased by 10%,therefo re the difficult p roblem s are solved about low resistivity oil and gas layer identification in the beach area.Log app lication show the abovemethod isa new app roach fo r reservoir fluid identification.

log interp retation,time-lap se,mud invasion,salinity,resistivity,soaking time,dynamic change

P631.84 文献标识码:A

董红,女,1972年生,高级工程师,主要从事测井解释及方法研究工作。

2010-10-28 本文编辑 余迎)