全谱饱和度测井在塔河碎屑岩储层评价中的应用

王勤聪，马立新，许克亮，邹宁

（中国石化西北油田分公司工程技术研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

0 引 言

脉冲中子测井是在套管井中确定地层剩余油饱和度最常用的方法。塔河油田使用的SMJ－D型中子寿命测井仪只适应高矿化度地层；PNN测井在一定程度上扩展了仪器对低孔隙度、低矿化度储层的应用范围，但其测量信息少，PNN测井单位时间内中子产额较低，测量精度受到限制。引进的PND－S仪器包含了非弹和俘获2种模式，没有打破传统测量方法的限制，测井过程中的大量有用信息没有能够提取和利用［1］；同时，存在进口仪器配件昂贵，测井成本高的问题。塔河油田碎屑岩开发区块目前普遍进入中高含水期，剩余油饱和度评价已经成为油田开发中的重要测井方法之一，在油田的勘探开发过程中发挥着日益重要的作用［2］，因此，需要引进新型的全谱饱和度测井仪及配套解释方法，完善该油田饱和度测井方法，满足油田开发生产需求。

1 全谱饱和度测井技术特点

1.1 全谱饱和度测井

全谱饱和度测井全称为脉冲中子全谱饱和度测井 （Pulsed Neutron Spectrum Satruation Log，PSSL），该仪器集碳氧比能谱测井、碳氢比能谱测井、氯能谱测井、中子寿命测井于一体，通过测量不同时间不同过程的特征伽马射线的时间和能量分布，形成了4种伽马射线谱，其信息覆盖了快中子与物质作用的所有过程。其中非弹散射伽马、俘获伽马能谱、热中子衰减时间谱充分反映了井眼和地层信息，能在10%以上孔隙度和可变矿化度条件下，对套管、水泥环等介质外地层的剩余油饱和度进行测量；活化伽马能谱及其时间谱用于寻找各种管内、管外水流，可以对油井中出现的窜槽等问题进行监测，为处理解释提供更加全面的原始资料。多种测井方法的互相印证，使得储层评价测井解释符合率大大提高。

1.2 技术特点

全谱饱和度测井仪器具有7种不同的工作模式（见表1）。仪器利用同一套电路，采用脉冲合成技术，实现脉冲中子源的中子脉冲宽度从十几微秒到600μs、甚至直流，多种测量时序和0～20 k Hz重复频率的合理组合，可满足不同工作模式的测井需要（见图1）。

表1 全谱饱和度测井模式

图1 全谱各种模式阳极脉冲图

2 PSSL测井在碎屑岩储层评价中的应用

塔河油田的地层水矿化度普遍较高，主体采油区矿化度最高为2.55×105mg／L，最低的井也高达1.82×105mg／L，所以一般使用俘获测量信息进行处理，并用C／O测量信息作为参考。但对于一些可能发生淡水泥浆侵入的井则需以碳氧比测井信息为主对储层进行评价，可以弥补单一测量方式可能造成的解释偏差。通过对3井次PSSL资料的精细处理解释和综合分析，对PSSL测井在塔河油田碎屑岩储层的适用性得出了较合理的结论。

2.1 PSSL测井不同测量模式测井响应特征

图2是全谱饱和度测井曲线及成果图。图2的左边1～6道中，分别是氧活化计数、宏观俘获截面、氯能谱曲线道、碳氧比曲线道、井温、套后孔隙度等原始曲线。这部分可对地层直观快速分析，是定量解释基础。

套前套后孔隙度对比道在泥岩段扩径存在时，水泥胶结不好可以导致该道过覆盖现象发生；碳氧比直观解释道包括碳氧比、纯水层碳氧比、井径曲线，给出纯水层碳氧比曲线和纯油层碳氧比曲线，利用2条曲线间的包络面积确定剩余油；岩性分析道包括（有效）孔隙度、泥质含量、粉砂含量、钙质含量，该道的填充采用通用符号反映泥质、粉砂、细砂、钙质等，该分析为剩余油分析提供了基础；孔隙度、饱和度道主要反映地层的油与可动水之间的体积对比、及地层中油的动用情况、高含水位置，是孔隙内油水关系分析关键参数；相渗透率分析道包括总（有效或液体）渗透率、油相渗透率，用点型填充油相渗透率反映油的渗透能力，是分类建立标准的关键参数；产水率分析道由于产水率与产油率归一，该道对产油率填充为单一颜色就可以反映产水率；产油、产水指数道是产能分析增加道址，该道可以对比各个层的产能，区分各类渗透性地层的产液能力。

2.2 PSSL测井资料在碎屑岩储层评价中的应用

2.2.1 储层的剩余油评价

K井是塔河油田勘探区块油藏评价井，2006年8月11日对4 171.0～4 183.0 m井段射孔完井。2006年8月17日使用6 mm油嘴投产，日产油41.4 t，不含水，生产后期含水逐渐升高。该井射孔部位处于底水活跃层上部，属弹性能量开采，层间渗透率级差较大，剩余油分布不均匀；并且该井地层水矿化度较高，但对于使用淡水泥浆修井的已射孔储层，采用中子寿命测井存在缺陷。如果储层受到淡水泥浆侵入的影响，中子寿命资料会将受污染的水层识别为油气层，但碳氧比资料仍是水层的显示，碳氧比组合中子寿命模式能够避免淡水泥浆污染造成的误解释，同时全谱测量中的氧活化资料能够为分析层间水流动态提供依据，因此利用全谱饱和度测井对该井进行饱和度评价。

从解释结果可以看出，射孔井段4号层从孔隙度、渗透率及前期较低的产量数据看是低孔隙度低渗透率油层，从归零化碳氧比覆盖曲线道看，归零化碳氧比曲线离开纯水层碳氧比曲线、趋向纯油层碳氧比曲线，为油层指示。未射孔井段：5号层的高渗透部分已经低水淹，但低渗透带剩余油还存在；6号层上部（4 180.5～4 182.5 m 井段）是油层；中部（4 182.5～4 192 m井段）是因上次生产产生的局部水锥形成的过渡带，明显看出高渗透部位已经水淹，低渗透带有残余油存在，含剩余油层段与7号层相通，表明利用关井压水锥办法效果不明显。7号层是水层，层内油是残余油。从氧活化测井看出6号层中部（4 183～4 187 m井段）水流活动频繁，表明目前该部位剩余油与水的交换，由于没有上下干扰存在，因此推测是该层自身紊流所致。4 173～4 175 m井段中子寿命测井显示在与下部层段孔隙度相同情况下，俘获截面数值明显降低，解释剩余油分布与碳氧比解释结果相仿。针对该井油气水分布，建议对原射孔段进行挤堵，封闭出水通道，对4 173～4 175 m井段剩余油饱和度较高的层段重新射孔挖潜。射孔试油后日产液25 m3／d，含水58.5%（见图2）。

2.2.2 PSSL中子寿命测井资料在凝析气藏的应用

PSSL仪器有多种测量模式，在仪器不出井的情况下通过地面软件控制，根据需求改变不同测量模式满足不同地层条件下测量要求，即可在淡水地层或地层水未知情况下应用碳氧比模式进行储层评价，也可以在高矿化度地层单独使用中子寿命模式进行测量。

图2 K井PSSL碳氧比组合寿命模式测井曲线图

Y井是雅克拉构造上的1口开发井，该井区地层水矿化度为1.2×105mg／L，为CaCl2型地层水。经过长期开发生产，高含水，低产低效，油压缓慢下降，生产不稳定。该井测井前日产油4.15 t，日产气2.8×104m3，含水92.6%。利用PSSL全谱饱和度测井的俘获资料解释，原生产层段5 300.5～5 304 m孔隙度为11.2%，俘获截面数值为18.5 c.u.（非法定计量单位，1 c.u.＝1×10－3cm－1，下同），含水饱和度为98%，为特高水淹层。射孔段下部5 304～5 312 m有较好的含油饱和度，未进行射孔，孔隙度为14%，俘获截面数值为14.8 c.u.，含水饱和度较低，为32%（见图3）。

该井全谱饱和度测井显示，在厚层砂岩中出现了上水下油的特殊油水分布现象，综合分析出现这种现象的原因可能是5 304～5 312 m层段的垂直渗透率远小于水平渗透率，导致层段上部的射孔段被边水水淹，但下部油气层未能动用；因此建议对该层进行射孔试油。经过修井后对该层射孔，日产油63.12 t，气2.22×105m3，含水0.4%。PSSL仪器的中子寿命模式能够准确反映高矿化度地层剩余油分布，达到良好测量效果。

图3 Y井PSSL俘获模式测井曲线图

2.3 PSSL中子寿命模式与PND中子寿命模式测井资料对比

S井是塔河油田某构造上的1口探井（该井区地层水矿化度为2.1×104mg／L，CaCl2水型，孔隙度18%～20%），在三叠系套管固井后5 d左右进行了PND俘获模式测井。在第1次测井10个月之后，该井进行PSSL中子寿命模式测井，从2次俘获截面曲线对比（见图4）可以看出，在泥岩段及砂岩上部油气层都有很好的相关性（4 575～4 603 m井段），但砂岩段俘获截面差异较大，生产一段时间后，该井油水界面有明显升高变化，油水界面从原来的4 613 m上升到4 604 m；4 610～4 647 m之间的水层中PND测井俘获截面曲线呈锯齿状变化，数值低值21.3 c.u.，高值32.6 c.u.；PSSL俘获模式测井俘获截面曲线有明显变化，原来测井显示的俘获截面曲线的锯齿状变化几乎完全消失，低俘获截面数值明显升高（该段未射孔），数值在30.8 c.u.左右。根据2次测井曲线对比分析可知，PND测井的俘获截面曲线出现的俘获截面锯齿状变化不是残余油信息，而是受到淡水泥浆侵入影响。该井2次测井资料对比可以看出，PSSL俘获模式能够取得与PND俘获模式同样的测量效果；时间推移测井不仅能够了解油水界面变化也能使我们了解到厚层砂体的钻井液侵入形态和变化。

图4 S井全谱饱和度测井成果对比图

3 结 论

（1）脉冲中子全谱饱和度测井有许多储层饱和度评价方法不能比拟的优越性，特别是仪器下井后通过软件控制，可以改变测量模式，记录不同测井模式的测井数据，综合利用多种测井曲线，实现对地层准确评价。

（2）在塔河油田碎屑岩低孔隙度低渗透率储层、凝析气层全谱饱和度测井能定量评价储层并可将储层进行精细划分；对于同一大套地层，利用纵横向渗透率级差可以进行层内剩余油解释和评价，在实际应用取得了较好效果。

［1］ 袁秀婷，张书经.PND测井在塔河油田碳酸盐岩储层中的应用［J］.中国西部油气地质，2006，2（1）：114－118.

［2］ 黄志洁，王林根，徐凤阳，等.动态监测技术在海上某一油气田中的应用［J］.测井技术，2008，32（3）：281－284.

［3］ 郭海敏.生产测井导论［M］.北京：石油工业出版社，2003：30－32.