1、水淹层评价技术,新疆石油管理局测井公司,目 录,前 言 水淹机理及其影响因素 水淹层测井响应特征及定性解释方法 常规测井水淹层定量解释方法 双频介电测井解释及其影响因素 碳氧比能谱测井解释 水淹层测井系列的选择 结束语,前 言,我国原油产量的90%以上来源于陆相非均质油藏，其中占87%储量的油田属于注水开发，油藏的强非均质导致了原油采收率较低，一般为33%左右（裘怿楠），其中约20%的可采储量还可以通过注水方式采出。2000年全国油田平均含水已达到89.2%，含水80%以上的生产井已占总生产井数的50.6%以上，采出程度为25.3%，剩余油可采储量的采油速度为7.8%，强非均质、高含水、高采出
2、程度、高采油速度和低储采比之间的矛盾突出。要想进一步提高原油采收率，首先需要搞清楚油藏中的剩余油分布，但油藏非均质性和注水开发导致开发后期可采剩余油分布规律复杂多变，准确评价和预测剩余油分布是当前急需研究解决的技术难题。,剩余油饱和度评价方法,剩余油饱和度评价方法,岩心规模的剩余油饱和度方法包括岩心分析和物理模拟。岩心分析是获取地下油层信息最直接、最重要的手段，但其费用高、周期长、向外延展性差，且规模只代表取心时刻岩心段的剩余油分布。物理模拟是根据地下流体性质、油藏参数，利用实验手段模拟油藏流体渗流规律，确定不同水淹条件和水淹程度的剩余油饱和度分布，为其它研究提供依据。测井是评价剩余油饱和度最
3、广泛、最重要的方法，测井具有普及性、资料细分性和廉价性等优点，但确定剩余油饱和度的准确性取决于评价模型的精度。根据井眼条件将测井方法分为裸眼测井和套管测井两类，这些方法只能确定测井时刻的剩余油饱和度。目前，我国评价剩余油的测井资料绝大多数是常规裸眼测井、常规套管饱和度测井及生产测井资料，所以测井评价剩余油的核心和关键在于对常规测井资料的利用上，我国常规测井资料的利用和解释水平处于世界领先水平（谭延栋）。,剩余油饱和度评价方法,近年来发明的裸眼测井评价方法包括电阻率成像FMI、FMS、核磁共振、宽频带声波、复电阻率等，这些方法价格比较昂贵，在我国应用范围较小。如复电阻率测井（2001.9在我国首
4、次测井）受岩性、地层水矿化度影响小，直接反映地层含油情况，但只能对水淹层进行定性、半定量解释，测井公司正在实验该仪器。井间电磁成像直接测量井间地层岩石的导电特性，通过对实测数据的反演，得到井间电阻率分布的二维乃至三维图橡，分析剩余油分布。该方法也可在套管井中测量，要得到同样的效果，其井距约为裸眼井距的1/3。核磁测井目前在克拉玛依油田的开发区块八区已测了多口井。但目前，油田用于裸眼井评价剩余油的方法仍以常规电阻率为主，在裸眼测井评价剩油中还有许多问题需要进一步解决。,剩余油饱和度评价方法,套管测井包括单井套管饱和度测井、生产测井和井间测试，相应地有三类评价剩余油饱和度的方法。次生伽玛能谱测井是
5、在非弹性散射伽玛能谱测井方法基础上，进一步改进实现的（RST，1992）；例如脉冲中子衰减（PND）测井（2000.3在我国首次测井），基本不受岩性影响、精度提高、要求孔隙度大于10%，可用俘获截面和非弹性散射伽玛能谱两种方式得到含水饱和度，我国油田该类测井资料较少，但对其他测井资料可起到标定作用。过套管电阻率测井（TCR，Atlas;CHFT,Schlumberger,2002.10在我国首次测井）可以过钢套管测量地层电阻率，其测量结果基本能够反映水淹层真实电阻率，但受地层混合水电阻率求取精度影响，限制了其解释精度。硼中子寿命测井是确定剩余油饱和度较成熟的一种方法，不受地层水矿化度限制，通过
6、测一注一测实现对剩余油饱和度的测量，但受工艺影响较大。玻璃钢套管测井通过感应测井对剩余油评价精度较高，但数量极少。目前，非弹性散射伽玛能谱（C/O）测井是油田用于套管井剩余油饱和度测井评价最广泛的测井方法，要求孔隙度大于20%，有一定的测量误差。另外，随开发时间变化的测井方法有感应电阻率时间推移测井、介电常数时间推移测井、脉冲中子时间推移测井等，这些测井能评价测井时间控制范围内井眼附近的剩余油饱和度随开发时间的变化。,剩余油饱和度评价方法,生产测井评价方法主要包括产出剖面和注入剖面两种测井方法。比较先进的生产测井法有井筒流体成像、波导持水率计（吴锡令）、持率测量仪（FLOVIEW，Schlum
7、berger）、径向井眼流体成像仪（DEFT）、多电容流量计（MCFM）等；但目前，井筒中评价剩余油的主要生产测井资料是产出剖面、注入剖面等。利用持水率、流量资料可反求剩余油饱和度（赵培华，1997），通过注入剖面只能定性评价剩余油。井间测试示踪测井包括放射性示踪和化学示踪，可以定性或半定量评价产层剩余油分布，受储层、流体、井眼附近地层和工程技术影响较大。,剩余油饱和度评价方法,油藏动态分析利用储层、岩石、流体和生产动态等资料，采用物质平衡原理和数值模拟方法，通过历史拟合，对剩余油进行评价和预测，可提供模拟层网格单位随开发时间变化的剩余油饱和度平均值，预测在一定开发方案下剩余油饱和度随开发时间
8、的变化。其最大的缺点是纵向是高渗层段淹没了其他层段，突出水在油蒇中的运动和宏观分布。可见，岩心分析及测井方法得到的剩余油饱和度精度较高，但只能描述一口井附近小范围内的剩余油分布；由油藏动态分析法得到的剩余油分布则是全油田（研究层）范围内的平均剩余油分布，其误差较大。各种剩余油评价方法各有优缺点、局限性和应用范围，并在一定程度上相互补充。目前，各种方法基本上都是相对独立应用，或以一种方法为主结合其它方法对剩余油进行评价。并没有综合考虑各种方法的优点，形成系统有效的评价和预测剩余油方法，要实现对剩余油全面、准确的评价和预测，必须将各种方法结合起来。,剩余油综合评价方法比较,剩余油评价存在的主要问题
9、,1、油层水淹机理与测井特征关系； 2、水淹层测井识别方法； 3、裸眼井测井评价剩余油模型； 4、套管井测井评价剩余油模型； 5、生产井评价剩余油模型； 6、剩余油动态预测方法及模型； 7、剩余油平面分布评价技术； 8、剩余油综合研究方法和技术。,目 录,前 言 水淹机理及其影响因素 水淹层测井响应特征及定性解释方法 常规测井水淹层定量解释方法 双频介电测井解释及其影响因素 碳氧比能谱测井解释 水淹层测井系列的选择 结束语,克拉玛依油田砾岩储层特点,水淹机理及其影响因素,1、水淹层的地质特征 2、水淹层的地球物理特征 3、水淹层的影响因素,水 淹 层 的 地 质 特 征,一、储层特征 1、粘土
10、矿物的微观结构变化 2、孔隙度和渗透率的变化 3、岩石润湿性的变化 二、流体特征 1、地层含油饱和度降低 2、油水分布变化复杂 3、地层水性质变化规律 4、驱油效率变化 5、束缚流体饱和度变化特征 6、油层水淹后的地层压力与温度的变化 7、原油性质变化特征,粘土矿物的微观结构变化,注入水同油层中粘土矿物的作用很复杂，它同注入水性质、粘土矿物的性质、分布状态及含量等有关。不同的油田，这种作用也不尽相同。而且注入水同粘土矿物的作用，是注入水引起油层物理参数发生变化的重要原因。因此，研究本地区注入水同油层粘土矿物的作用，对于研究注入水后油层的物理参数变化和评价水淹层具有十分重要的意义。 如克拉玛依油
11、田七区储层填隙物主要为粘土矿物、粉砂岩和泥级的陆源碎屑及碳酸盐矿物（方解石、菱铁矿），少量的水黑云母等。根据取心井X衍射分析，粘土矿物中伊利石和伊蒙混层矿物相对含量均为44%，高岭石相对含量为12%。高岭石以蠕虫状或板状自形晶体分布于粒间；伊蒙混层多为似蜂巢状或衬垫式分布在碎屑颗粒表面；伊利石为片状或定向片状分布于粒间。粘土矿物易产生颗粒运移及膨胀堵塞孔隙喉道，对储层产生伤害，使渗透率变低。根据水敏感性分析资料，该区储层具中强水敏，水敏指数为0.40.7，渗透率损失率达30%-80%。储层存在体积流量敏感性，随注入孔隙体积倍数的增加，渗透率有下降的趋势，损失率为30%-50%。,孔隙度和渗透率
12、的变化,由于注入水的冲刷，岩石孔壁上贴附的粘土被剥落，含油砂岩较大孔隙中的粘土被冲散、冲走，沟通孔隙的喉道半径加大，孔隙变得干净、畅通，孔隙半径普遍增大、迂曲度减小、连通性变好，缩短了流体实际渗流途径，岩石孔隙结构系数变小，因而孔隙性、渗透性好的储层孔隙度有一定程度的增加，而岩石渗透率明显增大，是由于大孔隙喉道在其中所占比例增大，以及水洗层中微裂缝的产生。所以，距注水井近、水洗程度高的井中，水淹层的渗透率要比距注水井较远的、水洗程度低的井有明显的增高。根据克拉玛依油田岩样水驱油实验分析，水驱10倍和20倍后的孔隙度比水驱前分别增加1.03倍和1.06倍,而渗透率比水驱前分别增加1.18倍和1.
13、33倍；粒度中值在0.1mm以下，渗透率小于0.015的砂砾岩，水洗前后油层的孔隙度、渗透率无明显变化。,不同水淹时期孔、渗的变化,不同水淹时期储层特征的变化,孔隙度和渗透率随注水量增加而不同程度的增大，而且水洗倍数越高，增大程度越大。孔隙度的变化不十分明显，而渗透率的变化则比较显著。在克拉玛依砾岩油藏，声波时差测井曲线受水淹影响并不十分严重。,不同地层水矿化度孔、渗的变化,岩 石 润 湿 性 的 变 化,在油藏岩石表面是亲水的情况下，在未受到注入水波及的地方，含水饱和度较低，水在附着于颗粒表面的水膜和粒隙尖角的地方存在着，呈环状分布；而油则以迂回状分布连续存在于孔隙中间。在水驱油过程中，水沿
14、着岩石孔壁窜流，在油水同时流动的地方，部分油以渠道态流动，有些油则处于死胡同式的岔道内；部分油则被侵入水分割包围，形成滞留的油滴、油珠或油块，并堵塞小孔道。水淹后岩石孔隙空间只剩下被分割的孤立油滴、油珠。,岩 石 润 湿 性 的 变 化,当油藏岩石表面亲油时，进入岩石的注入水首先沿着大孔道形成曲折迂回的连续水流渠道；当继续注水时，水逐渐侵入较小的孔道，并使这些水浸小孔道串联起来形成另外一些水流渠道。当形成的水流渠道数目多得使水能畅通地渗流时，油流实际已被憋死。残余的油除了一些停留在小的油渠道内，其余则在大的水流渠道固相表面形成油膜。,岩 石 润 湿 性 的 变 化,在注水开发过程中，油、水、岩
15、石三者之间原有的吸附和脱附作用的动态平衡遭到破坏，随着含水饱和度不断增加，注入水一方面逐渐占据岩石孔隙中有利位置，将原油驱赶走；另一方面，注入水又将油切断，形成滞留的油滴、油珠、油膜，增加油流的毛细管阻力，并产生水锁效应。岩石表面的润湿性会发生变化。 根据克拉玛依七区历年取心井润湿性分析资料分析，储层原始状况下，岩石表面润湿性特征显示为中性，但是，随着注水开发的推进，储层润湿性有向强亲水转化的趋势，水洗程度越高即驱油效率越高，剩余油饱和度越小时，储层亲水性越强。 当含水饱和度小于50%时，储层以弱亲水为主； 含水饱和度为50%70%时，储层中亲水为主； 含水饱和度大于70%时，储层强亲水。,水
16、 淹 层 的 地 质 特 征,一、储层特征 1、粘土矿物的微观结构变化 2、孔隙度和渗透率的变化 3、岩石润湿性的变化 二、流体特征 1、地层含油饱和度降低 2、油水分布变化复杂 3、地层水性质变化规律 4、束缚流体饱和度变化特征 5、驱油效率变化 6、油层水淹后的地层压力与温度的变化 7、原油性质变化特征,地层含油饱和度降低,在注水开发中，随着注入水不断驱替地层中的可动油，水淹层的含水饱和度不断增加，剩余油饱和度不断降低，并逐渐趋近于残余油饱和度，这一变化过程的长短与油层的物性、油层与注水井的连通情况、原油性质以及注采速度等的关系十分密切，而且水淹程度越高，这一现象越显著。该现象直到注水将全
17、部可动油驱替完为止，此时，储层孔隙中只含可动水、束缚水和残余油，储层只产水，不再产油。,油水分布变化复杂,水淹层的油水分布一般都与沉积韵律有着密切的关系。物性好的高孔隙性、高渗透性部位早水淹，水洗强度大；低孔隙性、低渗透性部位晚水淹，水洗强度小，甚至未被水淹。 如在克拉玛依油田七东1区开发初期，油井在注水井投注半年后就有70%的井相继见效见水，多数都是单层单方向见效，油井见水方向与沉积相带和砾岩非均质程度相关，最先见效的是注采连通好、油层物性也好的主力油层。油藏进入中高含水期后，来水方向和见效层数增加，可达3-5个。据统计不同开发时期水淹层位资料表明，主力油层S73层是最早水淹和水淹程度最重的
18、层位，S72层为次之，S74层为再次之。,地层水性质的变化规律,注水开发油田，地层混合水矿化度取决于原始地层水和注入水矿化度以及二者的相对比例。相对于原始地层水矿化度，注入水可分为淡水、近地层水和污水，相对应的水淹层类型分为淡水型、近地层水型、污水型。近地层水水淹层中，地层混合水矿化度变化不大；污水水淹层中地层混合水矿化度有一定变化，其变化大小视污水矿化度及注入量而变；淡水水淹层地层混合水矿化度变化最大。 在注水初期，注入的淡水主要沿储集层大孔隙驱油，溶解储集层盐类，并同高矿化度地层水发生离子交换，注入水被盐化，故在驱替前缘及附近地带内，混合地层水的矿化度常常接近于原地层水的矿化度。 随着注入
19、淡水水量增大，水淹程度增加，地层水淡化速度明显加快，混合地层水的矿化度迅速下降，直到与注入的淡水接近为止。故在远离驱替前缘地带，混合地层水的矿化度与注入水的淡水很接近。 同时，不同水淹时期注入水的离子组成不同，各种离子随水淹变化情况也不同；同样，不同井累计注水、相对注入量不同，使得不同井的矿化度在不同水淹时期变化也不同。地层混合水矿化度的复杂多变，且难以准确确定，给以电阻率测井为主的剩余油评价造成较大困难。,束缚流体饱和度变化特征,随着油田注水开发，对应于储层岩性、物性、润湿性的变化，束缚水饱和度一般会变小，但束缚水饱和度的变化在不同性质储层中的表现不一样。 高孔、高渗储层中，束缚水饱和度变化
20、幅度较大；在低孔、低渗储层中，束缚水饱和度变化幅度较小。,驱 油 效 率 变 化,驱油效率主要决定于岩石的孔隙结构和润湿性及注水量。经过长期注水后，油层岩石表面比较干净，孔喉的粘土明显减少，大孔隙比例增多，孔隙连通性变好，渗透率增高，岩石润湿性转化为亲水性，所以，注入水的驱油效率也随之增大。,油层水淹后的地层压力与温度的变化,油田投入开发后，油层的压力就开始发生变化，到了开发中后期，地层压力的变化更为明显。在注水开发过程中，由于各层段产出量和注水量不同，造成各层段地层压力明显不同于原始地层压力，并产生不同的差异。 注入水冲刷还可使岩石的力学性质发生变化，岩石的机械强度下降。根据资料统计，在砂砾
21、岩井段，水冲刷后的岩心破碎率可高达70%，这也是渗透率增高的一个因素。 长期从地面注入凉水，可使地层温度降低，这在注水井附近更为明显。,原油性质变化特征,随着油田注水开发原油性质变化主要体现在粘度、密度及成份上。一般来说，受注入水影响油层温度会降低，随水淹程度增强，原油中轻质组份相对减少，重质组份相对增加，溶解气逐渐减少，原油密度和粘度变大。同时，注入水带入部分氧和细菌，原油受氧化和乳化作用，也会使原油粘度和密度增大。 压力对原油粘度的影响包括两种情况： 1、压力上升使粘底增加; 2、在油气比相同条件下，压力增高，油中溶解气增多，原油粘度变小；压力降低， 原油中溶解气减少，粘度增大。当压力高于
22、饱和压力时，前者为主，而当压力低于饱和压力时，后者为主。,粘度,水淹层的电阻率特征 水淹层其它特征,水淹层的地球物理特征,水淹层的电阻率特征,水淹层电阻率特性的理论基础,水淹层岩石体积模型,混合液电阻率,水淹层的电阻率特征,Sw,Rt,水淹层电阻率特性的理论基础,假设：=0.25,Swi=0.3,Rwi=1.m, Rwj=10.m,a=b=1,m=n=2,水淹层的电阻率特征,纯油层岩石电阻率为：,水淹层岩石电阻率为：,注淡水,注咸水或污水回注,水淹层电阻率特性的理论基础,水淹层的电阻率特征,水淹层的电阻率特征,岩心电阻率开始上升的饱和度点是不同的。渗透率较大的岩心电阻率开始上升所对应的饱和度点
23、明显低于渗透率小的岩心电阻率开始上升所对应的饱和度点。这表明：由于物性不同，储集层进入高含水期的水淹程度、快慢也不同，物性越好，进入高含水期越早，水淹愈快，水淹程度愈严重，反之亦然。,水淹层的电阻率特征,克拉玛依油田注入水性质变化较大，经过注淡水、注地层水、污水回注三个阶段，各阶段作用时间不等，造成地层混合液矿化度变化独特，电阻率随含水饱和度的的增加，呈现“W”形变化，使测井解释评价水淹层变得更为困难。,水淹层的电阻率特征 水淹层其它特征,水淹层的地球物理特征,不同水淹时期泥质含量的变化,不同水淹时期储层参数的变化,泥质含量 随注水增加而不同程度地减小，而且水洗倍数越高，减小程度越明显，但泥质
24、含量减小程度是有限度的。,不同水淹时期岩心参数的变化规律,岩石饱含水电阻率Ro 地层因素F 薄膜电位 纵波速度 随注水程度的加大而降低,不同水淹时期岩心参数的变化规律,不同水淹时期储层参数的变化,m、n、a、b值 随着水淹程度的加强， m、n 值逐渐增大，而a、b值变化不大，呈逐渐减小趋势。,不同矿化度条件下岩心参数的变化规律,不同地层水矿化度条件下储层参数的变化,岩石饱含水电阻率Ro地层因素F Ro随饱和溶液矿化度的增大而明显降低，而地层因素F随饱和溶液矿化度的增大而增加，且Ro的降低量和F的增大量随孔隙度增大而加大。,不同矿化度条件下岩心参数的变化规律,m、n、a、b值 m、n随矿化度的增
25、加而增大；而a值减小， b值并不是矿化度的单调函数。,不同矿化度条件下岩心参数的变化规律,自然电位(SP)测量值随地层水矿化度的增大其幅度逐渐减小。所以，油层被淡水强水淹后，自然电位幅度逐渐减小，甚至出现由负异常逐渐变为正异常现象，其主要原因正是原始地层水矿化度受到淡化，淡化程度越高，正异常越明显。,声波时差受温度和地层水矿化度变化的影响不大，几乎可以忽略不计。所以，地层孔隙度和渗透率基本不受温度和地层水矿化度变化的影响。,含水率与含水饱和度及混合液电阻率的关系,新疆测井,储层的沉积微相及非均质性对油藏水淹的影响 构造对油藏水淹的影响 井网分布对油藏水淹的影响 注水性质对油层水淹的影响 注入采
26、出量和注入采出速度对油层水淹的影响,水 淹 层 的 影 响 因 素,储层的沉积微相及非均质性对油藏水淹的影响,纵剖面上受沉积相控制，物性好的主力油层首先被水淹，其次被水淹的是物性较差的储层；对于水淹层内部而言，其纵向水淹程度的差异还要受沉积韵律的影响。正韵律油层的底部岩性粗、物性好，再加上重力作用的影响，因此底部首先被水淹，这一现象在厚砂砾层尤为突出，其纵向上水洗厚度小，但水洗段驱油效率高，平面上波及面积大，含水上升较快。反韵律油层的顶部岩性粗、物性好，因此顶部首先被水淹，纵向上见水厚度大，含水上升速度较慢，但水洗段驱油效率不高，无明显水洗段。复合韵律油层兼正、反韵律特征，油水运动取决于正反韵
27、律组合，如果高渗透层偏下部，其油水运动特征类似正韵律，但见水厚度比正韵律更大，水线推进差异变小，如果高渗透层偏上部，其油水运动特征类似反韵律；若中间存在夹层则会出现多段水淹特征。,储层的沉积微相及非均质性对油藏水淹的影响,层间非均质性对水淹层的影响，首先表现在注水井吸水剖面上，这种层间非均质性会造成各层吸水能力的差别，甚至是非常悬殊的差别。层间非均质性对水淹层的影响，还表现在采油井中各产层的产液能力上，即使是同一砂砾组，各小层的产液能力也可能存在着很大差异。从产液剖面测井曲线上可以看到，在多层合采的情况下，有相当一部分射开层段产液量很低，甚至根本不产液。 注水井中各层吸水能力的高低，必然会导致
28、连通采油井中各层产液强度的不同，从而造成水淹程度不同，那些吸水能力强、产液强度高的层首先水淹，并且首先达到较高的水淹程度，那些吸水能力弱、产液强度低的层可能是弱水淹层或未水淹层。,构造对油藏水淹的影响,在油藏内部，注入水在重力作用下，主要由构造高部位向低部位的采油井推进，水淹特征与储层非均质性和沉积相带有较大的关系。在构造低部位首先形成水淹区，并且首先达到较高的水淹度，剩余油主要分布在构造高部位，特别是水淹初期和中期更是如此。 当注水井处于高渗透区时，注入压力传导较好，注入水量多，相应油井采油量大，动用程度高，但油井易过早水淹，当注水井处于低渗透区时，注入压力传导较差，注入水量少，相应油井采油
29、量少，动用程度不高，但水线推进均匀，油层处于中、弱水淹级别，由此可见，构造条件对油藏水淹具有很大的影响。,井网分布对油藏水淹的影响,注采井网的配备是一项科学性很强的工作，它直接影响着油藏的水淹进程和剩余油的分布。 目前克拉玛依砾岩油藏多数区块由于开发时间长，许多井由于严重出砂、套破等问题而停止工作，造成了注采不平衡，使得剖面动用不均。,注水性质对油层水淹的影响,注入水的性质与储层的水敏性是否适应，注入水中杂质含量的多少，将直接影响储层的吸水能力，进而影响注入水的波及范围。储层的水敏性主要由储层中所含粘土矿物成分及其含量决定的。由于各区块储层中所含粘土矿物成分及其含量的不同，因而它们具有不同的水
30、敏性，所适合的注入水性质也各异。,注入采出量和注入采出速度对油层水淹的影响,油层水淹程度与油水井生产状况紧密相关，注水井累计注水量大、油井见效程度高的井区，水淹程度高，加密井钻遇水淹层多。而注水井累计注入量小，油井不见效或见效程度差的井区，水淹程度低，加密井很少钻遇水淹层。 在注水井中，由于各层岩性、物性及其与采油井连通程度不同，所以，各层吸水所需要的启动压差也不同，而且，注采压差的变化直接影响到各层吸水量和产液量，进而影响各层的水淹程度。因此，研究水淹层必须特别重视注采压差及注采速度的大小。,目 录,前 言 水淹机理及其影响因素 水淹层测井响应特征及定性解释方法 常规测井水淹层定量解释方法
31、双频介电测井解释及其影响因素 碳氧比能谱测井解释 水淹层测井系列的选择 结束语,新疆测井,水淹层的测井曲线特征,水淹层自然电位特征,油层被水淹后，自然电位SP常有幅度上的变化和基线偏移的现象，其主要原因是当油层被淡水或污水水淹后，水淹部位的地层水矿化度发生变化，引起SP幅度发生变化，SP基线发生偏移。在油田早中期注水期间，利用SP这些变化特征，能较好地判断油层水淹部位，当地层水淹时间较长时，自然电位曲线基线偏移现象将消失。,淡水水淹剖面SP基线偏移原理图,水淹层自然电位特征,水淹层自然电位幅度、基线偏移量与地层水、地层混合水矿化度及其比值、水型、储层物性、泥浆滤液矿化度、储层润湿性等有关。 实
32、验表明：原始地层水矿化度与地层混合水矿化度差别越大，自然电位基线偏移量就越大，但相同矿化度的不同水型溶液导致自然电位基线偏移量不同。应用时应将矿化度换算为等效标准Nacl矿化度。 在其它条件相同情况下，储层物性好、岩性分选好的水淹层自然电位偏移量大，储层性质差别越大，自然电位基线偏移量的差异也越大。 在其它条件相同情况下，亲水岩石比亲油岩石的自然电位基线偏移量要大。,其 它 特 征,在某些孔隙度、渗透率较高的区域或层段，部分水淹层在自然伽马测井曲线上显示为数值降低的特征。 油层被水淹后，常常引起声波时差增大现象。据七东1区克下组岩样水驱实验结果分析，水驱10倍和20倍的声波时差比水驱前的岩样声
33、波时差平均增大不到5s/m，说明在该区水淹前后对地层声波时差的影响不显著，所以，在该区单纯利用声波时差增大或GR测井值降低来判断水淹层是比较困难的。,一、单井测井资料识别水淹层,水淹层定性解释方法,1用自然电位曲线的变化判别水淹层 （1）基线偏移法 原状地层中，地层水矿化度基本不变同一层位），自然电位曲线显示为基线较为稳定，但当储层有不同于地层水矿化度的注人水侵入时，就会出现自然电位基线偏移，偏移值的大小取决于原始地层水电阻率与地层混合液电阻率的比值，比值越小，基线偏移值越大，储层水淹程度越高。依次显示，就可确定淡水水淹层及水淹部位。通常，自然电位（SP）曲线上基线偏移，储层上部水淹；自然电位
34、（SP）曲线下基线偏移，储层下部水淹。砂体连通性好的储层水淹时，自然电位（SP）曲线基线就会出现连续偏移。,ES7012井SP基线偏移现象和电阻率曲线水淹特征,水淹层定性解释方法,（2）幅度反向法储层被淡水水淹后，测井曲线最明显的变化就是自然电位幅度减小，随着水淹程度增大，自然电位幅度由负异常变为正异常。在目的层段上覆地层无大段盐层情况下，根据自然电位幅度的反向变化可识别淡水水淹层。当地层纵向非均质程度不高时，认真分析同层位、同岩性、同物性相邻储层自然电位幅度的变化，也可以用自然电位幅度的减小来识别水淹层。 （3）幅度增大法 在地层水矿化度较为稳定的目的层段，储层岩性、物性相同时，一般油层自然
35、电位曲线幅度略小于水层。当有高矿化度水突进时，储层发生一系列物性、化学变化，渗透率增高，油层的自然电位幅度就会增大。根据这一特性，利用相同岩性、物性的储层，高阻，自然电位幅度大于同层位水层的显示可识别边水水淹或混合型高矿化度水淹层。,水淹层定性解释方法,（4）形状畸变法 受注入水矿化度、重力、压力等因素影响，有些中厚储层在砂岩岩性纯（自然伽马数值低）、物性好（声波时差大）的部位，自然电位幅度不是增大而是减小；在泥质含量重（自然伽马数值较高），物性不太好（声波时差小）的部位，自然电位幅度相对较大；或者自然电位幅度增减不定，且与自然伽马、声波时差形态变化不匹配，这种现象即为产层水淹指示。2自然伽马
36、测井曲线的异常变化识别水淹层自然伽马测井测量地层的自然放射性。由于注入水的冲刷作用，可能会将处于注水通道中的放射性粘土等微小颗粒冲走，而在注水通道边缘的某一地层中聚集起来，使得在一些地层中粘土含量相对减少，而在另一些地层中粘土含量相对增加，加之邻近注水井测吸水剖面检查储层吸水状况时投放的放射性同位素也会溶于水中，被注入水携进地层，造成同一层水淹在不同井中储层自然伽马测井值增大，尤如是泥质含量较重的差油层。以自然伽马对地层放射性的异常响应，结合井径、自然电位、声波时差对储层内岩性、物性、渗透性显示与自然伽马曲线不匹配的情况，就能识别弱中水淹层。,水淹层定性解释方法,3声波时差一补偿中子交会识别水
37、淹层补偿中子测井测定的是地层的含氢指数，对地层吸收热中子的能力反映灵敏，受岩性和地层水矿化度的影响大，受井参数影响小。油层受外来水冲刷，岩石颗粒表面及粒间充填物减少，孔隙喉道半径加大，孔隙度增大，在物性测井曲线上最明显的反映为声波时差增大，补偿中子测井值则会因油层孔隙度增大、氯离子增多、流体矿化度改变，中子减速能力增强而减小。故在岩性均匀、井眼条件好的储层，利用声波时差一补偿中子对储层物性变化显示不一致，有相交趋势，可判别弱中水淹层。注意：a）应用时要排除岩性影响；b）当储层孔隙度不变、流体矿化度稳定时，中子测井值主要反映地层岩性及物性变化。,水淹层定性解释方法,4电阻率和自然电位曲线间的对应
38、分析技术识别水淹层地层电阻率是地层岩性、物性、含油性和地层水矿化度等因素的综合响应。油层水淹前，自然电位异常幅度大的地方，电阻率最高，两者之间具有良好的对应性。但在油层水淹时，其电阻率随含油饱和度的降低而降低，自然电位异常幅度有时会因地层水矿化度变化小而基本保持不变，这对电阻率然电位就会不再具有良好的对应性，自然电位最大异常幅度与最高电阻率常出现深度不对应的“偏头”或“水窜”现象。油层中的油被外来水进一步驱替时，产层电阻率呈现低值，它的变化不能很好地反映产层含油性的变化，自然电位曲线出现变形，与电阻率的对应性更差。当油层完全水淹后，电阻率呈现出含残余油的“淡水”层测井响应显示，自然电位与电阻率
39、之间又恢复了较好的对应性，油层与强水淹层难于区分。因此，以电阻率和自然电位间对应关系这一特殊变化，可判别弱中级别的水淹层。,水淹层定性解释方法,5电阻率和声波时差曲线组合评价水淹层油层水淹前，一般物性好、孔隙度大、声波时差测井值高的地方，饱含油，电阻率曲线值高。油层水淹后，孔隙度大，声波时差高的地方外来水推进最快，电阻率曲线值随含水饱和度的升高而减小。利用这一变化，结合岩性曲线可评价目的层段中的边水水淹层和弱中级别的淡水水淹层。6径向电阻率比较法众所周知，高矿化度地层水的砂泥岩剖面，非渗透层（纯泥岩层）深、中、浅三电阻率重合；渗透层为水层时，深、中、浅三电阻率呈增阻侵人显示RTRIRXO；渗透
40、层为油层时，深、中、浅三电阻率呈减阻侵人显示RTRIRXO。但油层水淹时，如前所述，含油性降低，可移动离子数增多，电阻率减小，当泥浆滤液电阻率大于储层混合液电阻率时，深。中、浅三电阻率则会出现RTRIRXO的标准水层显示。根据这一特征，以储层高阻、径向电阻率的水层显示可识别高矿化度地层水砂泥岩剖面的水淹层。应用这一方法时应注意油水同层和油水界面层的评价。,水淹层定性解释方法,二、与邻井测井资料对比识别水淹层1积韵体识别法受注采井网配备、注采压力大小、注人水水质性质、增产措施实施等人为因素的作用，在某些油区的一些调整井中，原状地层固有沉积韵律显示在一些储层遭到不同程度的改变：自然沉积为正、反韵律
41、的被改变为箱形、齿性，自然沉积韵律为箱形的却变为钟形、漏斗形等形状，并且测井资料务条曲线对地层岩性、物性、电性响应的匹配良好，此时，对比新完钻井与邻近老井测井资料，以同层位对应储层自然电位曲线对地层沉积韵律显示的不同，便可确定新井中的水淹层。2岩性识别法 对比新完钻井与周围老井地层岩性响应曲线在平面上的变化，以其差别来判定水淹层。一般岩性粗、渗透性好、均质性较好的产层水淹，平面上声波时差、电阻率变化不明显（物性、电性受岩性控制），自然电位能清晰地反映地层固有沉积特征，中、强水淹层自然伽马测井曲线值减小、幅度差增大、层内非均质响应减弱；储层渗透性差时，弱水淹层有些自然伽马曲线有增大显示。岩性细、
42、物性好、高矿化度地层水的油层，电阻率的高、低受含油饱和度影响较小（受油质影响大），油层水淹主要特征为声波时差增大。,水淹层定性解释方法,3电性识别法对比新井与周围老井同层位相应储层电阻率曲线，以其形状和数值（仪器型号、刻度相同）的变化确定水淹层。对于灰质含量重、非均质程度高、砂体连通性好的高阻油层组、中厚产层，将新井与其相邻老井的4米、2.5米梯度电阻率曲线在同层位泥岩段重合，对比分析目的层各砂层组对应储层曲线形状、幅度大小的差异，对于砂层厚度大于电极系长度的对比层，在物性相当或新井对比层物性好于老井对比层物性的条件下，以新井曲线幅度小于老井曲线幅度差2个欧姆米以上者，或曲线形状不再是底部为极
43、大值的梯形、钟形显示者可判别为水淹层。,T85722,产液：7.2含水：2%,T85657,压裂水窜,储层参数的计算 确定剩余油饱和度的方法,砾岩油藏常规测井水淹层定量解释方法,砾岩油藏水淹层的测井解释模型 岩性参数泥质含量和砾岩含量 物性参数孔隙度和渗透率 相对渗透率 束缚水饱和度 产水率,储 集 层 参 数 计 算,砾岩油藏水淹层的测井解释模型,砾岩油藏水淹层的测井解释模型,、储集层矿物组成部分：,、泥质组成部分：,、地层水组成部分：,地层水混合液是由原生地层水和注入水两部分组成。由于长期注水开发，注入水要逐步驱替原生水和油气。随着时间的推移，注入水将成为可动水的主流，而原生水的饱和度逐步
44、接近束缚水饱和度。,岩性参数泥质含量和砾岩含量,泥质含量,岩性参数泥质含量和砾岩含量,储集层参数计算,储集层参数用上述各种方法计算。,自然伽马相对值与砾岩含量关系图,岩性参数泥质含量和砾岩含量,储集层参数计算,储集层参数用上述各种方法计算。,泥质含量与砾岩含量关系图,VGR1、VGR2粒度中值和计算泥质含量相对值对砾岩含量的影响因素。 实验表明：当岩性由粗变细时，VGR1逐渐变小，而VGR2逐渐变大；取值范围如下：VGR1在525之间，而VGR2在-10-50之间。 VGR1、VGR2一般取10和-20。,物性参数孔隙度和渗透率,孔 隙 度 计 算,地层密度与孔隙度关系图,物性参数孔隙度和渗透
45、率,地层声波时差与孔隙度关系图,物性参数孔隙度和渗透率,渗 透 率 计 算,地层渗透率与孔隙度关系图,物性参数孔隙度和渗透率,地层渗透率与束缚水饱和度关系图,物性参数孔隙度和渗透率,PMK1、PMK2孔隙度和泥质含量的影响因素。 实验表明：当岩性由细变粗时，孔隙度的影响因素PMK1逐渐变大，而泥质含量的影响因素PMK2逐渐变小。 当岩性由细变粗时，取值范围：PMK1在6.09.0之间，而PMK2在-3.5-1.5之间。 PMK1、PMK2一般取7.8和-2.0。,束 缚 水 饱 和 度,SWB1、SWB2分别表示孔隙度和泥质含量的影响因素。 实验表明：当岩性由细变粗时，取值范围：SWB1在5.
46、02.3之间，而SWB2在3.51.5之间。 SWB1、SWB2一般取4.0和0.15。,地层束缚水实际是流体岩石之间综合特性的反映，主要取决于岩石孔隙毛细管力的大小与岩石对流体的润湿性，其束缚水的含量与岩石的孔隙结构及其内比面有十分重要的关系。 实践经验表明，影响束缚水饱和度的因素有泥质含量、孔隙度、粒度中值、粉砂含量、孔隙喉道半径、岩石内比面和分选系数等。 实验取得克拉玛依砾岩油藏，束缚水饱和度模型为：,产 水 率,Fw地层产水率；油、水相对渗透率； 油、水在地下状态下的粘度；是与岩性、物性有关的参数。当岩性纯、物性好、水淹程度逐渐增高时， 值逐渐减小。一般取1.0。,确定剩余油饱和度的方
47、法,多元统计法 横向电阻率法 低矿化度条件下泥质砂岩的解释模型 淡化方程,多元统计法,多 元 统 计 法,横向电阻率法,低矿化度条件泥质砂岩的解释模型,淡化方程,Archie方程：淡化方程：含水饱和度：剩余油饱和度：,淡化方程系数的确定,混合液电阻率公式中增加了 淡化系数因子，用它表示注入淡水对混合液电阻率的影响。从上式中可以看出，当注入水电阻率与原生地层水电阻率相等时，校正系数D=0，此时即为Archie公式；当RwjRw时，D0，且Rwj越大于Rw，D值就越大。同时，注入水量越多，Sw就越大，地层水被淡化程度越高，且 淡化系数越大，混合液电阻率Rwz也越高，对Archie公式计算结果的修正
48、也越大。,淡化方程系数的确定,由实验数据可得到校正系数D方程：,校正系数D与Rw、Rwj及孔隙度的关系图,水淹层评价的复杂性,水淹级别的划分,地质应用效果,地质应用效果,目 录,前 言 水淹机理及其影响因素 水淹层测井响应特征及定性解释方法 常规测井水淹层定量解释方法 双频介电测井解释及其影响因素 碳氧比能谱测井解释及其影响因素 水淹层测井系列的选择 结束语,双频介电测井水淹层评价方法,双频介电测井的基本原理 双频介电测井的解释原理 双频介电测井水淹层解释方法 双频介电测井的影响因素,表征材料电学性质有三个主要的参数：电导率、磁导率和介电常数。一般来说，电磁波的传播特性是介质的电导率、磁导率、
49、介电常数及频率的函数，所有的物质都具有一定的导电能力和极化能力。在高频交流电场中，极性分子显示很高的介电常数，介电测井的实质就是通过对电磁波幅度衰减和相位移来判断物质的极化能力。介电测井用处理电磁波幅度及相位差的方法测定介电常数。介电测井由于基本不受地层水矿化度的影响，因而在评价水淹层方面有其独特的优势。,双频介电测井的基本原理,地层中常见物质的介电常数、相位角、传播时间,双频介电测井仪向地层发射频率为47MHZ或200MHZ的微波能量，并在两个接收器之间测量电磁波的相位移和幅度衰减，相位移以度为单位用时间来刻度，根据两个接收器之间的距离，可以导出电磁波在地层中的传播速度。 由于DIEL200与DIEL47两种仪器的源距不同，200MHz介电测井仪探测深度只有0.15m左右，探测深度较浅，所以，它主要探测地层冲洗带，主要反映冲洗带含水饱和度；而47MHz介电测井仪，由于其探测深度为0.25m左右，探测深度较深，所以，它主要探测油水过渡带，主要反映过渡带含水饱和度。针对不同的地质目的，它们可以单独测量，也可以并测。为了提高测井效率，该仪器也能同其它裸眼井测井仪器组合，一次完成信息采集。,
