介电扫描测井技术对水淹层评价效果分析

梁忠奎，孙爱艳，田晓冬，田超国

(中国石油冀东油田分公司，河北 唐山 063004)



介电扫描测井技术对水淹层评价效果分析

梁忠奎，孙爱艳，田晓冬，田超国

(中国石油冀东油田分公司，河北 唐山 063004)

对于注水开发油藏，油层水淹后，受混合地层水矿化度变化影响，电性特征复杂，仅以电阻率、孔隙度测井技术对水淹层进行识别难度较大。介电扫描测井技术是利用高频介电常数对地层水矿化度变化不敏感这一特性，结合孔隙度参数对水淹层含油性进行评价。从应用效果来看，该技术能够有效克服地层水矿化度变化，可对水淹层含油性进行客观评价，但受仪器探测深度浅、只反映冲洗带内含油气信息、泥浆侵入等影响，计算的含油饱和度偏低，评价时需建立相适应的测井解释标准。此外，该技术受井径变化影响较大，在井眼较差的井段，易造成曲线失真，在应用时要充分考虑井眼环境的影响。

介电扫描测井；水淹层评价；介电常数

0 引 言

南堡陆地油藏深层岩性、物性、含油性变化大，油气层测井响应特征非常复杂，识别难度大[1-3]。注淡水开发加剧了地层水矿化度的复杂程度，原有的以电阻率、孔隙度为主的测井采集技术适应性差，无法满足水淹层评价要求[4]。由于高频介电常数对地层水矿化度变化不敏感，只反映储层含水体积信息，结合孔隙度参数能够计算出储层的含油饱和度。而介电扫描测井仪器与常规介电测井仪器相比具有采集信息量大、贴井壁测量、能够定量评价储层含油性等诸多优点，因此，在水淹层测井评价中引用介电扫描测井技术。

1 介电常数实验研究

对工区已有7口井45个样品的介电常数实验数据对比分析后发现，高频介电常数对水矿化度变化不敏感，与含油性线性关系良好，为在水淹层评价中引入介电扫描测井技术奠定基础。

1.1 介电常数与水矿化度关系

利用孔隙度相同的饱和岩样测得不同矿化度下高频、低频介电常数的变化规律(图1)。由图1可见，47 MHz的低频介电常数随矿化度增加呈小幅度增加趋势，200 MHz的高频介电常数随矿化度变化不明显。说明地层水矿化度变化对低频介电常数有一定影响，而对200 MHz的高频介电常数的影响可忽略不计。

图1 介电常数与地层水矿化度关系

1.2 介电常数与含油性关系

在孔隙度(17.01%)一定的条件下，测试200 MHz高频介电常数与不同矿化度下的含水饱和度关系(图2)。由图2可知，随着含水饱和度的增加，介电常数呈线性增加趋势明显，数据点收敛，且不同矿化度的介电常数之间差异不明显。这一现象充分说明，高频介电常数对含水体积变化敏感，间接反映了含油性信息。

图2 介电常数与含水饱和度关系

2 介电扫描测井仪器原理

介电扫描测井仪是斯伦贝谢推出的新一代介电测井仪器，适用于水淹层、低对比度油层以及低孔、低渗油气层等疑难储层的测井解释评价。仪器由2个发射器和8个接收天线组按照并列正交偶极子方式组成，并集成到曲面基板上，采用贴井壁的测量方式，工作频率分别为20、100、200、960 MHz，仪器探测深度为25.4～101.6 mm(冲洗带)，纵向分辨率为25.4 mm。从地层中测得径向信息、地质构造信息和岩石基质信息，通过解释模型反演各种频率下不同发射器和接收器所记录的数据，计算出含油饱和度等地层信息：

ε=ffreq(φt，Sw，εm，εo，εw，a，b)

(1)

So=1-Sw

(2)

式中：ε为地层介电常数；εm为岩石骨架固有介电常数；εw为水分子介电常数；εo为油气介电常数；φt为总孔隙度，%；Sw为含水饱和度，%；So为含油气饱和度，%；a、b为与岩石结构有关的参数。

3 介电扫描测井应用效果分析

南堡陆地油藏深层目标区开发单元沉积特征为一套小湖盆、多物源、近物源扇三角洲沉积体系，主要以扇三角洲前缘亚相为主，骨架砂体以水下分流河道砂和席状砂为主。油藏埋藏深、断块破碎、物性差、油水关系复杂、储层非均质强[5-7]。受注水开发的影响，目前主力油层均已出现水淹状况。由于采用浅层低矿化度注入水开发，油层水淹后电性特征复杂，常规测井技术对水淹层识别能力差[8-9]。为有效识别水淹层，引入介电扫描测井技术，结合生产实例对该技术的应用效果和影响因素进行分析。

X井是目标区的1口水淹检查井，111、121、131号层的岩性、物性与电性特征相近，在区域常规测井解释上满足油层解释标准。介电扫描测井评价结果显示(图3)：121号层介电计算含油饱和度接近30%；111、131号层介电计算含油饱和度在18%左右，121号层与111、131号层饱和度差异明显。考虑到泥浆侵入对近井地带含油饱和度的影响，介电扫描测井将121号层解释为油层、111、131号层解释为含油水层。油藏地质信息显示，111和131号层对应邻井注水层，累计吸水量分别为6.78×104m3和2.69×104m3，121号层邻井未对应注水层。结合常规测井评价技术，将111、131号层综合解释为强水淹层，121号层综合解释为油层。111、131号层单层试油，日产水大于10 m3/d，带油花，证实为强水淹层；121号层单层试油，日产油为7.83 t/d，含水率为7%，证实为油层。介电扫描测井在水淹层评价中取得良好的应用效果。由于介电扫描测井探测深度有限，只反映冲洗带内的含油气信息，因此含油饱和度计算结果低于地层的真实含油饱和度，需要建立与之相适应的测井解释标准，使介电扫描测井技术在水淹层测井评价中达到最好的应用结果。

介电扫描测井采用贴井壁的测量方式，且探测深度浅，易受井筒环境的影响。在井况较差的测井环境下，极板很难紧密贴合到井壁测量，采集的资料质量得不到保证，无法准确反映储层的真实信息。

Y井56号层为该地区发育的一套岩性较均匀的水层。井径曲线显示，该层2 680 m以下井眼扩径严重，2 670～2 680 m层段有缩径现象，2 670 m以上井况逐渐变好(图4)。

在井眼扩径井段，介电扫描测井曲线严重失真，失去了对储层评价的能力；在井眼缩径井段，介电扫描测井曲线也受到一定的影响，未能完全真实反映储层信息；2 670 m以上层段随着井径正常，介电扫描测井曲线质量恢复正常。而在同一深度，探测深度相对较浅的中子、密度测井曲线并未因井径变化表现出明显的曲线失真现象，

图3 X井介电扫描测井应用效果

图4 Y井井况对介电扫描测井的影响

说明介电扫描测井更易受到井径变化的影响。在利用介电扫描测井资料进行水淹层评价过程中，要充分考虑井眼环境的影响，降低该技术应用风险。

4 结 论

(1) 200 MHz以上的介电常数基本不受地层水矿化度变化的影响，只对储层含水体积敏感，高频介电常数结合孔隙度参数能够对储层含油性进行评价，辅助识别水淹层。

(2) 受泥浆滤液侵入的影响，介电扫描测井仪器只反映侵入带的残余油气信息，导致介电扫描测井计算含油饱和度与原始地层相比明显偏低，但油层与水淹层含油饱和度差别明显。在建立合理的解释标准基础上，该项技术能对水淹层进行识别。

(3) 由于介电扫描测井探测深度浅、易受井筒环境的影响，应用过程中要充分考虑井眼扩径对测井资料的影响，使之达到最好的应用效果。

[1] 王群一，毕永斌，修德艳，等.复杂断块特高含水油田储层及渗流规律研究[J].特种油气藏，2013，20(4)：70-73.

[2] 马越蛟，张红梅，田晓冬，等.南堡凹陷水淹层地化识别与评价技术研究[J].石油地质与工程，2014，28(5)：98-102.

[3] 杜建涛.提高喇嘛甸油田水淹层解释精度方法[J].大庆石油地质与开发，2012，31(4)：167-170.

[4] 孙永涛.利用测井资料定性识别水淹层的交会图方法[J].大庆石油地质与开发，2014，33(2)：161-164.

[5] 卿颖，张敬艺，汪浩源，等.南堡凹陷高南斜坡古近系东营组岩性油藏勘探实践[J].特种油气藏，2013，20(6)：48-52.

[6] 付广，郭玉超，董亚南，等.南堡凹陷油气成藏的有利地质条件[J].油气地质与采收率，2013，20(3)：1-4.

[7] 孟立新，秦永厚，陈淑琴，等.点坝砂体内部剩余油分布及挖潜方法研究[J].特种油气藏，2013，20(4)：92-95.

[8] 范宜仁，李虎，丛云海，等.测井资料标准化方法适用性分析与优选策略[J].特种油气藏，2013，20(2)：8-11.

[9] 王群一，毕永斌，张梅，等.南堡陆地油田水平井开发底水油藏油水运动规律[J].油气地质与采收率，2012，19(6)：91-94.

编辑 姜 岭

20150330；改回日期：20150615

中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司科技项目“南堡陆地水淹层识别技术试验研究”(研2012-27)

梁忠奎(1979-)，男，工程师，2005年毕业于大庆石油学院勘查技术与工程专业，2008年毕业于该校地球探测与信息技术专业，获硕士学位，现从事测井解释评价工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.026

TE341

A

1006-6535(2015)04-0101-03