水淹层识别技术研究与探讨

于绍泽，荣宇，沈鸿图，孙亚飞，鹿昊，马金江

（1. 东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163000； 2. 大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163000）

水淹层识别技术研究与探讨

于绍泽1，荣宇,2，沈鸿图2，孙亚飞2，鹿昊2，马金江2

（1. 东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163000； 2. 大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163000）

通过大量的文献调研,从水淹层分类入手,讨论了水淹过程中储层参数的变化以及水淹层的常规测井识别方法，介绍了各种水淹层识别解释技术在油田实际生产中的应用实例,最后做了概括总结。

水淹层；储层参数变化；测井识别方法

目前,在全世界大多数的油田开采过程中,以注水开采的油气产量占全部油气产量的绝大部分。而由于长期注入大量的水,国内外各大油田先后进入了注水开发中后期,油层中出现水淹的情况很普遍,其中大部分油田开采的油气含水率已相当高。我国东部的许多老油田甚至已经进入了高含水中后期开发阶段,地下原油受注入水的长期驱替,造成水淹关系非常复杂,地下原油分布不均匀,剩余油的开采难度增大,采收率降低,地下水分布及矿化度变化莫测。因此水驱油田的水淹层测井定量解释显得尤为重要,准确识别水淹层,合理确定油层水淹级别,最大限度地提高油田采收率是老油田挖潜增效的重要途径[1-3]。

1　水淹层的分类

根据水驱油过程中注入水本身的性质,可以将水淹层分为三种类型,分别是污水水淹层、淡水水淹层以及边水水淹层[4]。

顾名思义,污水水淹层是指污水回注或者淡水污水混合注入而形成的水淹层,这种水淹层驱动水的矿化度异常复杂,而使得测井解释的难度增加。边水水淹层是指靠近边水或者边外水驱油过程中形成的水淹层,这种水淹层常见于原始油水界面的上移或已经破坏了原始油水关系的情况。淡水水淹层即油淡水驱油形成的水淹层。

2　水淹过程中储层参数的变化

2.1泥质含量的变化

油层在水淹的过程中,储层中得泥质含量与水淹程度存在一定关系,在水淹初期,水淹程度弱,储层中泥质含量变化很小,但是随着水淹程度的加大,储集层中的粘土矿物被注入水冲刷携带,导致储层中泥质含量减小[5]。

2.2储层物理性质的变化

水驱油的过程中,储层的物理性质即孔隙度 φ和渗透率k与储层的水淹层度及泥质含量关系密切。一般情况下,常规砂岩储层随着水淹程度增加,粒间空隙被注入水冲刷,空隙结构变好,φ和k随之增大；二泥质储层,在弱水淹的区域,粘土矿物由于注入水的浸泡会发生膨胀,使得空隙直径变小,吼道变窄,φ和k随之减小,在中等和强水淹区域,粘土含量呗水冲刷携带走,上文提到,泥质含量降低,φ和k随之增大。

2.3储层含油饱和度的变化

随着水淹程度的不断加大,整体上含油饱和度是降低的。在水驱油的过程中,注入水不是活塞式直接推进的,而是沿着孔隙度大渗透性能好的位置推进,这就导致在储层中空隙小渗透性不好的位置存在大量剩余油。所以,在水驱油的过程中,储层物性较好的原始油层含油饱和度较高,首当其冲被水淹,含有饱和度下降很快,二连通性较差的不稳剩余油饱和度比较高,形成剩余油分布不均匀。

2.4电阻率的变化

在油田的生产时间当中,很多生产事实能够证明,在储层弱水淹的情况下,电阻率值变小；二在强水淹时,电阻率的变化是受注入水电阻率与油层水电阻率的比值 Rwj/Rw以及油层原始含水饱和度决定的；当油层水淹程度比较高时,尤其是特高水淹时,电阻率的变化受Rwj控制。所以,在污水或者咸水回注入时,点抓走了随着Sw的升高表现出减小的趋势,而在淡水驱油时,当 Rwj/Rw较大时,电阻率随着含水饱和度的增高而增高,当 Rwj/Rw比较小时,电阻率随着含水饱和度的增加而减小。

3　水淹层的测井识别方法

3.1自然点位SP测井法

当储层发生较小程度的水淹时,原始地层水刚开始被注入水取代,这时候两者没有发生离子交换,SP值降低,发生基线偏移。当储层水淹程度中等时,随着进入地层中得注入水不断增加,注入水与地层水发生离子交换,泥岩基线与 SP的值均发生偏移。当储层水淹程度很高时,SP与泥岩基线发生了明显的变化,总体上呈现台阶状显示（如图1）。

图1　不同水淹期自然电位变化特征Fig.1 Variation characteristics of SP in different flooding period

3.2自然伽玛GR测井法

高渗透率的水淹层自然伽玛有明显增高,是指示水淹层的重要特征[6]。当注入水进入油层后,油层受到外界的干扰,储层内部的孔隙结构、岩石的物理化学特征以及流体的性质都会发生变化。随着注入水的不断推进,原始地层水中的放射性元素在岩石颗粒的表面容易沉淀,致使水淹层出现高铀显示,GR值出现高异常值。

4　水淹层识别技术研究-应用实例

2003年宋子齐等[7],利用常规的测井识别方法,包括自然点位、、双频介电测井、声波时差、电阻率、自然伽马、热中子寿命、碳氧比等测井曲线来识别划分水淹层,并根据每种测井曲线的水淹表现特征,分别对砂泥岩剖面和下套管的老井水淹层段进行分析,提出了每种测井曲线划分水淹层的方法及技术。提出了提高水淹层测井解释方法实用效果的进一步实验研究工作。

2004年刘传平等[8],针对大庆油田进入二次加密调整以后,大庆长垣葡萄花高台子油层中的薄(砂岩有效厚度＜0.5 m)、差油层(独立表外层)成为加密调整的重点对象,根据此类储层的地质特点及油田污水回注的开发现状,用油藏条件下的水淹层导电机理研究为指导,提出应用演示狐狸相分析技术,能够突出水淹层的测井响应信息,经后期实际资料验证,解释的符合率达到75%以上。

2008年吴畏[9]以研究对象的地质状况及岩石物性资料、试水试油资料等与测井资料进行对比,建立联系,在对水淹层的测井曲线特征及影响因素的基础上,总结出了一套比较实用的水淹层测井解释方法。

5　其 他

中国大多数油田已经进入开发后期,产水率比较高,储层水淹程度高,针对于水淹层的研究尤其是测井解释方法研究尤为重要,面对困难与挑战,国内许多科研单位包括实验室、研究中心及高校科研人员都出去了很多努力。但是面对复杂的地质条件水淹情况,所有石油工作者应更加努力克服以往不足,吸取实际生产中经验。主要问题有现在水淹层的基础研究理论比较薄弱,许多解释模型和方法对于复杂多变的实际生产情况不适应,大部分油田还不能进行薄层，超薄层级别的水淹层划分[10]。

6　结束语

水淹层测井解释识别技术的研究在油田开发后期显得尤为重要，常规测井方法对于复杂水淹情况略有不足，急需一些新方法来适应复杂多变的实际生产。

［1］El-Khatib N.Waterflooding performance of communicating stratified reservoirs with log-normal permeability distribution[J].SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 1999, 2(06): 542-549.

［2］Albertoni A, Lake L W.Inferring inter well connectiveity only from well rate fluctuations in waterfloods[J].SPE Reservoir Eval.& Eng. 2003, 6(1): 6-16.

［3］刘红歧,彭仕宓,陈烨菲,等.高含水期水淹层的定量识别[J].新疆石油学院学报,2003,15(2)：38-42.

［4］李桢,骆淼,杨曦，等.水淹层测井解释方法综诉[J].工程地球物理学报,2006,8(3)：287-293.

［5］田中元.砂砾岩水淹层水淹机理及解释方法[D].中国石油勘探开发研究院硕士论文,2000.

［6］徐保庆,伍泰荣,田树全.自然伽玛测井在油田开发中的应用[J].断块油气田,2002,9(5)：86-88.

［7］宋子齐, 赵磊, 王瑞飞, 康立明, 陈荣环, 白振强.利用常规的测井识别方法[J].西安石油学院(自然科学版),2003,11(18)：50-54.

［8］刘传平,杨青山,杨景强,钟淑敏.薄差层水淹层测井解释技术研究[J].大庆油田地质与开发,2004,10(23)：118-120.

［9］吴畏.水淹层测井解释方法及应用[J].内蒙古石油化工,2008,10(1)：119-122.

［10］慈建发,何世明,李振英,王铭,崔继明.蒋永祥.水淹层测井发展现状与未来[J]. 天然气工业,2005,7(25)：44-46.

Research and Discussion on the Identification Technology for Water Flooded Layer

YU Shao-ze1，RONG Yu2，SHEN Hong-tu2，SUN Ya-fei2，LU Hao2，MA Jin-jiang2
（1. Northeast Petroleum University, College of Earth Sciences, Heilongjiang Daqing 163000，China；2. Daqing Oil Field Company, Heilongjiang Daqing 163000，China）

Through investigating massive literature, starting from the water flooded layer classification, the change of reservoir parameters in water flooding process was discussed as well as conventional logging identification methods of water flooded reservoir; application of all kinds of water flooded layer identification interpretation techniques in oilfield production was introduced.

Water flooded reservoir; Change of reservoir parameters; Logging identification method

TE 122

A

1671-0460（2014）12-2680-02

2014-06-15

于绍泽（1989-），男，黑龙江大庆人，2012年毕业于东北石油大学勘查技术与工程专业。E-mail：wxxdyx_33@163.com。