基于流体替换方法精细识别油层

黄 峰孟 展邓南涛.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究；.延长油田股份有限公司永宁采油厂

基于流体替换方法精细识别油层

黄 峰1孟 展2邓南涛1
1.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究；2.延长油田股份有限公司永宁采油厂

陕北斜坡位于鄂尔多斯盆地东缘，区域内地质构造活动较弱，地层发育平缓，缺乏有利于油气聚集的二级构造带和构造圈闭，宏观上主控于岩性影响，形成了低渗复杂岩性圈闭类型油气藏，岩性油气藏有着复杂的矿物组分、孔隙结构、粒度分布及薄互层等特征，导致油水层电性差异小，电测井识别困难。

引起油层电阻率低对比度的主要成因有：黏土矿物因阳离子交换产生的附加导电性；流体性质变化含水饱和度高，地层水矿化度大，导电能力强；储层孔隙结构差，低孔喉比、高孔隙迂曲度导致微孔隙含量增加，形成微孔隙与渗流孔隙，导致高束缚水饱和度。本文基于流体替换思想，研究流体性质变化对电性的影响程度。

流体替换思路

研究区内储层孔隙结构复杂，对电性影响大，通过流体替换思想，理论上利用同一储层底部的流体替换上部流体，反演出上部储层流体性质相同下的理论电阻率，在其他岩石物理条件不变时，上部储层的理论电阻率与实测电阻率差异能够直接反映流体性质变化引起的电阻率变化值。

根据Archie饱和度公式展开得出含水饱和度、孔隙度与电阻率、岩电参数的函数关系式：

同一储层上部的饱和度关系：

下部的饱和度关系：

将公式（2）与公式（3）合并，基于流体替换思想，同储层段底部流体替换上部流体，则该储层段上下部分的含水饱和度Sw、地层水电阻率Rw等岩石孔隙流体性质相同，则：

得出：

其中：Rt上是流体替换后储层上部的理论电阻率，Rt下是储层下部实测的地层电阻率，φ上、m上分别储层上部的孔隙度与胶结指数，φ下、m下分别储层下部的孔隙度与胶结指数。

岩性与孔隙结构宏观上综合反映是孔隙度与渗透率，渗透率与孔隙度的比值反映了岩石孔隙结构的复杂程度，因此采用综合物性指数可研究孔隙结构。胶结指数m受控于岩石孔隙结构复杂程度，对岩石孔隙弯曲度、喉道宽度等敏感，研究井区利用综合物性指数与胶结指数m回归出二者函数关系式：

统计研究井区岩电实验数据，拟合实测声波时差AC与岩心孔隙度φ，回归出通过实测声波时差计算有效孔隙度φ的模型公式：

将公式（5）、（6）代入公式（4）中，在同一储层内底部流体替换上部流体的研究思路下，可以计算出储层内流体性质统一时储层上部的理论电阻率Rt上，该电阻率是以储层纵向上流体性质相同为前题，而实测的储层上部电阻率Rt实包括了流体性质在纵向上变化对电阻率的贡献值，因此，二者之差直接反映了同一储层流体性质在纵向上变化引起的电性差异，进而反映出同一储层纵向上含油饱和度的差异。

图1 XY261井测井解释成果图

图2 XY419井测井解释成果图

实例应用

应用1：研究区XY261井1430.7-1445.8砂岩储层段有11、12号测井解释层，11号层的声波时差AC为，电阻率Rt为16.5Ω.m，12号层的声波时差AC为，电阻率Rt为9.7Ω.m，基于流体替换思路模型以及孔隙度、胶结指数计算公式，利用已知12号层参数反演出11号层流体被替换成12号层流体时的理论电阻率Rt理为14.7Ω.m，与实测地层电阻率相比Rt，因流体性质纵向变化引起的电阻率变化值仅为1.8Ω.m，较12号层含油饱和度增加贡献值为8%，而根据水层判别标准识别12号层为水层，综合分析二次解释11号层为含油水层，不是油水同层，通过XY261井生产数据验证，日产油0. 16 吨，含水率86%，确认为含油水层。

应 用2： 研 究 区XY419井1816.7- 1841.0砂岩储层段有14、15号测井解释层，14号层的声波时差AC为，电阻率Rt为 9.5Ω.m，15号层的声波时差AC为，电阻率Rt为4.7Ω.m，基于流体替换思路模型以及孔隙度、胶结指数计算公式，利用已知15号层参数反演出14号层流体被替换成15号层流体时的理论电阻率Rt理为4.9Ω.m，与实测地层电阻率相比Rt，因流体性质纵向变化引起的电阻率变化值为 4.6Ω.m，较15号层含油饱和度增加贡献值为17%，而根据水层判别标准识别15号层是水层，综合分析二次解释14号层是油水同层，不是含油水层，通过XY419井生产数据验证，日产油1.21 t，含水率59%，确认是油水同层。

结语与建议

1）根据流体替换思想，储层上下部流体性质统一时计反演储层上部的理论电阻率，理论电阻率只由物性、孔隙结构影响，避开流体性质变化因素，进而与储层上部实测电阻率比较，可以研究流体性质在纵向上变化引起的电阻率变化差异，推算出该差异对含油饱和度的贡献值大小，因此有利于精细识别油水层，特别是对于油水同层、含油水层在测井解释图版法上判别不准确时有重要应用意义。

2）孔隙结构是孔隙度、渗透率在宏观上的直观体现，采用渗透率与孔隙度的比值，即：综合物性指数可以研究孔隙结构对胶结指数等的响应特征。