高分辨率阵列感应在低渗透含水气藏中的应用

杨映洲，王国栋，李进步，付 斌，杜 鹏

（1.中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗 017300；2.中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006；3.中国石油长庆油田分公司苏里格研究中心，陕西西安 710018；4.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710018）

苏里格气田西区岩性、物性相对稳定，盒8、山西段储层孔隙度分布在0.65 %～22.62 %，渗透率分布范围在0.003 4 mD～210.66 mD，最小为0.000 9 mD～39.499 4 mD。属于典型的“三低”气田，针对这一特性，前人开展了大量的前期地质开发评价工作和全面系统的研究工作[1-3]，通过这些研究深化了苏里格气田成藏认识。经过10 多年的开发已形成了一套特有的苏里格开发模式[4]。但是，随着开发方式的转变，开发区域从中区逐步向西区推进。受成藏因素、储层物性及储层非均质性综合影响，苏里格西区利用双侧向电阻率测井动静态解释符合率低，气井产水严重，制约着气田的开发进程。

依据水层“高电导、低电阻”，气水关系复杂的特点，前人开展了大量的研究，取得一定的认识[5-7]。但是未能有效的解决测井气水判识问题。本文引入高分辨率阵列感应（HDIL）测井技术，并将之与双侧向测井项目相结合，储层静态参数与试气动态参数相结合，建立了感应-侧向联测线性关系图，进一步完善西区解释图版，使动静态解释符合率有效提高10 %，效果显著。

依据西区百余口生产产水井及成藏基理可知，西区水的变质程度较高，属于封存的古代残余水，水流缓慢或者属于静止环境，封闭条件好，有利于油气保存[8，9]。受生烃能力差，排驱能力弱，构造低等多地质因素，宏观上水体相对在中北部集中出现，主要以透镜状局部底水分布于河道底部，南部烃源发育，气源足，充注相对强，水体偶见。微观上大量的地层滞留水束缚在掩饰空隙中，微观上主要以粘土束缚水、薄膜水、毛管束缚水和自由水四种形式存在于储层与非有效储层当中[9，10]。

1 感应-侧向联测技术原理与优势

1.1 双侧向测井的局限性

含水气藏分析主要是依靠深浅侧向电阻率的大小值和正负差异关系，并结合补偿中子等其它电性参数进行综合分析。双侧向测井只提供两条一维的测量信号，不能有效地消除二维的井眼、侵入、围岩等环境影响和趋肤效应影响，无法得到真实的地层电阻率[11]，不能准确的进行流体性质分析。为了做好富集区的筛选和避开产水层，提高测井解释精度，积极开展测井新技术、新工艺的应用。优选出适合于苏里格低成本开发模式的新技术（见表1），应用于苏里格气田西区开发。

1.2 阵列感应测井原理及局限性

高分辨率感应测井通过对多条不同探测深度电阻率曲线的反演，消除了泥浆侵入和围岩对地层电阻率测量值的影响，得到精度较高的原状地层电阻率，同时反演的侵入剖面也反映了储层渗透性的好坏和储层的流体性质[12-14]。有效识别了淡水泥浆及中低阻地层中的流体性质。但是，储层压实程度的差异和测量环境的剧烈变化，给利用不同径向探测深度电阻率曲线差异程度识别流体性质带来了困难，探测曲线受流体性质影响的同时还受沉积环境、储层物性、地层水与泥浆矿化度高低变化的影响，给评价储层流体性质带了不确定性[15-17]。

表1 测井项目列表

1.3 感应-侧向联测技术优势

为了有效识别流体性质，评价储层效果，将两者结合，形成感应-侧向联测技术来提高解释精度。高分辨率阵列感应测井响应相当于井眼、冲洗带、原状地层等3 部分的电阻率并联，测井值主要取决于淡水泥浆及中低阻地层；侧向测井的响应相当于井眼、冲洗带、原状地层等3 部分的电阻率串联, 测井值主要取决于盐水泥浆条件下的高阻地层（见图1）。将二者结合，有利于西区淡水泥浆开发的中低阻地层解释精度提高。

图1 感应-侧向联测原理图

当淡水泥浆侵入水层，形成高侵电阻率剖面，侧向测井受侵入带高阻部分影响大，测量值明显比实际值高；孔隙中含气时，侧向和感应电阻率值都变高，侧向电阻率等于或高于感应电阻率；孔隙中含水时，侧向和感应电阻率均明显降低，感应测井值与侧向测井值相差较大，随着地层含水的增多，两者测井值差别就越大，感应值降低明显。因此对于水层，侧向测井值比感应测井值高，其比值（RILD/RLLD）应小于气层二者的比值。故可用感应-侧向联合解释，以识别受泥浆侵入影响的高阻水层与低阻气层。

2 感应-侧向联测技术方法

2.1 径向气水识别

利用储层岩电性关系，电阻率在钻井泥浆倾入地层的不同电阻率显示特征（见图2）。经过研究发现利用目的层阵列感应5 条曲线的特征值，制作电阻率径向变化的模式图（见图3），通过径向电阻率剖面的精细描述，识别气水层准确性明显提高。

根据阵列感应不同径向探测深度电阻率曲线的差异特征结合双侧向电阻率响应特征来识别流体性质。即淡水泥浆侵入高矿化度地层后，对于中低阻水层，侧向测井受侵入带影响，比感应测井值升高很多，对于气层，两者应接近或感应低于侧向测井值，因此水层的侧向、感应电阻率比值（RLLD/RILD）应大于气层的二者比值。

图2 根据径向电阻率特征识别气水层图版

图3 根据径向电阻率特征识别气水层图版

2.2 建立比值交会图

当储层物性好，孔隙度较大时，电阻率的变化主要受孔隙中流体性质的控制。孔隙中为气时，感应和侧向电阻率都高，侧向电阻率等于或高于感应电阻率；孔隙中为水时，感应和侧向明显降低；若物性差，孔隙度小时，感应值与侧向值相差较大，并随着地层含水的增多，差别越大，感应值降低越多。

利用感应-侧向联测针对中低阻淡水泥浆地层的电性原理特征，在西区有阵列感应测井资料井中选取8 口井24 个解释层（见表2），先利用双侧向进行常规解释，其中典型气层11 个，差气层13 个。以深侧向电阻率（RLLD）为X 轴，阵列感应反演的原状地层阵电阻率与深侧向电阻率的比值（Rt/RLLd）为Y 轴作交会图可知储层的含气性随着深侧向电阻率和原状地层真电阻率与深侧向电阻率的比值的增大而减小的变化趋势。经过综合解释后：气层11 层，差气层8 层，含水气层3 层，干层2 层。储层静态解释精度有效提高2 %。

深侧向电阻率与阵列感应/深侧向电阻率交会图能够很好的将气水层分开，并结合试气求产参数进行动静态验证，进一步完善感应-侧向交汇图模板，即：当Lg（RLD）≤-36.781 Lg（RT/LgRLD）+62.853 时，储层含水，而当Lg（RLD）＞-36.781 Lg（RT/LgRLD）+62.853时，储层不含水。

2.3 应用效果

利用感应-侧向交会图综合解释评价后，进行针对性择优射孔改造，效果明显。目前测试求产24 口（包含初期选取的8 口井），平均无阻流量6.943 1×104m3/d，日产气量2.623 5×104m3。其中产水井8 口，5 口井射孔段解释有含水气层，相比用双侧向解释后射孔改造后，精度有效提高2 %。证明感应-侧向联测技术比较适合该区域气水藏识别。

例如：苏47-A-B 井，通过深侧向电阻率与感应电阻率分别计算出13、15、18 层的感应比，并投影到感应-侧向图版上，进一步精细了测井解释结论，并进行射孔段优化，对15 层和18 层进行射孔改造，测试求产后，计算无阻流量为35.4×104m3/d，不产水。可以看出：应用感应-侧向联测法识别气水层，具有明显的优势。第13 层，感应侧向比值0.42，RLLd=16.88 Ω·m，气水层；第15 层，深浅侧向电阻较低，出现明显的负异常，用双侧向资料解释分析认为含水气层，利用高分辨率阵列感应测井资料反演的6 条不同探测深度电阻率曲线具有明显的正负差异，一维反演成果为明显的侵水层特征，依据感应侧向原理，感应比值0.67，深RLLd=41.89 Ω·m，综合评价解释为气层；第18 层，感应侧向比值0.73，RLLd=102.0 Ω·m，气层。

面对日益复杂的储层类型，应推广多种方法联合测井，加强多种测井方法之间的对比分析，为测井综合解释提供多种参考依据。通过解释精度的提高并开展针对性改造技术攻关试验，提高动静符合率，进一步完善西区含水气藏解释图版，为油气田开发提供保障依据。

3 结论与建议

（1）与双侧向相比，高分辨率阵列感应测量信息多、纵向分辨率高、径向探测深度大、测量精度高，可有效识别储层产出流体性质。

（2）通过在低渗透砂岩气层评价的实例分析，取得了较好的地质应用效果，与双侧向相比在划分薄层、描述地层电阻率径向变化、流体性质识别和储层内部结构评价等方面体现出了其优越性，适用于苏里格气田西区低渗透砂岩含水气藏开发。

（3）高分辨率阵列感应与双侧向测井优势互补，通过建立感应比线性图版，可对复杂储层进行气水识别，有效提高解释精度，使西区解释符合率提高10 %，应用效果良好。

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