剩余油饱和度监测技术

0引言大庆油田经过四十多年的开发，特别是中区已进入特高含水期，为了提高油田采收率、挖掘油田剩余储量，对套后剩余油饱和度测井方法提出了新的要求：（1）确定油井的高含水层位，达到油井增产降水的目的。

（2）寻找潜在的油层，提高薄层剩余油饱和度评价水平。

为油田的稳产提供可靠的保证。

（3）监测剩余油的空间变化，为油田开发效果分析，方案的调整提供可靠的资料。

1套后剩余油饱和度测井方法原理1.1测—注—测中子寿命测井原理：中子寿命测井采用脉冲中子源脉冲式向地层发射快中子，并利用探测器记录地层吸收热中子的宏观俘获截面及中子的平均生存时间。

该方法在高矿化度地层水和较高的孔隙度地区，可直接确定地层含油饱和度,但当地层水矿化度较低时，由于油、水的宏观热中子俘获截面差别较小，则计算的含水饱和度误差较大，因此，中子寿命测井采用测—注—测工艺方法来确定地层的剩余油饱和度。

大庆油田测—注—测中子寿命测井技术使用硼酸试剂。

优点：在井地层条件及施工工艺适合的情况下，通过合理控制压井，优化硼酸用量、浓度，确定合理注硼压力，了解硼酸扩散渗吸规律，确定选择最佳测试时间等，可准确判断高含水层位和窜槽层位。

缺点：该方法施工工艺复杂，价格昂贵，对裂缝发育和非均质性强的地层不适用。

1.2碳氧比能谱测井原理：C/O 能谱测井是一种脉冲中子测井方法，所依据的理论是快中子的非弹性散射理论，测量的是特征非弹性散射伽马射线。

在测量过程中，主要关注的是碳和氧的非弹性散射特征伽马射线,其能量分别为4.43Mev 和6.13Mev，由于岩石孔隙中的石油含有大量碳元素，储层岩石骨架中含有大量的氧元素，因此，通过分析非弹性散射伽马射线能谱，便可以知道地层中的碳和氧元素的相对含量，从而由碳氧比值的高低可计算出储层的含油饱和度。

优点：是几乎不受地层水矿化度影响，能够在套管井中确定地层含油饱和度。

在油田注水开发过程中，可以用来在套后生产井划分水淹级别，在枯竭井中寻找新层位和判别油气界面等。

PNN剩余油饱和度测井技术在青海油田的应用【摘要】青海油田现在进入中高含水开发期，一方面，需要对单井进行层调、补孔、寻找潜力层、堵水作业；另一方面，许多老井受到当时条件的限制，录取的地质资料过少，不能满足油田后期再开发。

所以青海油田测试公司在2007年从奥地利引进PNN饱和合度测井仪器，力争为油田二次开发做出贡献。

通过对青海油田主力油田进行PNN饱和度测井，结合裸眼井资料、井况以及该井的生产史资料，总结分析对PNN饱和度测井解释的主要影响因素：(1)岩性分析；(2)地层水矿化度；(3)孔隙度和泥质含量；(4)求取SIGMA曲线；(5)综合分析。

通过对这些因素的把握，提高了PNN饱和度资料解释的准确性。

【关键词】PNN;测井;剩余油饱和度1.测井原理PNN是脉冲中子中子（Pulse Neutron Neutron）仪器的简称，中子管发射出14.1Mev的快中子，通过和地层元素的非弹性碰撞、弹性碰撞，快中子衰减到能量为0.025Mev的热中子，热中子开始在地层以热分子运动向四周扩散。

PNN分为长短两个探测器，他们分别记录热中子从产生到被地层俘获的热中子数，而中子寿命记录的是俘获热中子释放的伽马射线。

热中子衰减的快慢受地层水矿化度影响很大，可以很好的判断油水性质。

从而可以计算地层含水饱和度，划分水淹层，寻找潜力层。

2.剩余油饱和度影响因素分析PNN资料就是求取岩石的热中子俘获截面，含泥质地层求取含水饱和度公式：Σlog－利用PNN测得的中子计数率计算的地层俘获截面Σma—骨架的俘获截面；Σsh－泥质的俘获截面Σh－烃的俘获截面Σw－水的俘获截面VSH－泥质含量Φ－孔隙度要准确的求取Sw值，首先对公式中的参数必须求取准确。

(1)测井环境：确保地层已经射孔不受压井液和洗井等条件的影响，其次对井筒的管柱组合熟悉，否则探测到的计数率不是地层的真实反应。

(2)对需要测取PNN剩余油饱和度的井，首先要知道该井沉积环境、沉积序列、岩石骨架组分、泥岩组分。

用试井方法研究剩余油饱和度分布王慧英张文昌罗沛摘要本文阐述了用多相流数值试井方法研究水驱油藏井组内剩余油饱和度分布的技术原理和基本步骤，并介绍了该方法在中原油田的应用实例和效果。

关键词试井数值试井剩余油饱和度一、引言目前，研究剩余油饱和度的方法主要有：基于中子衰减能谱原理的C/O、PND、RMT测井法、岩心分析法、井间示踪剂法、试井法和油藏数值模拟法等。

这些方法在研究剩余油饱和度方面，各具优势，但存在局限性或诸多不适应性。

测井方法的探测范围很小，局限于井筒周围区域；岩心分析方法只局限于取心井；井间示踪剂法主要反映流道上的剩余油状况，而不适合于不完善井网和非均质储层；油藏数值模拟法依赖于对油藏的认识，并受各种动、静态资料的真实性和可靠性的制约。

在剩余油饱和度的测井方面，近两年出现了瞬变电磁法和三维电阻率（电位）测井法，但尚处于研究探索阶段。

用试井方法研究剩余油饱和度技术开始于60年代，但由于受解析分析方法的限制，发展缓慢。

过去主要是通过不稳定试井获取的有效渗透率，并结合相对渗透率曲线来确定井控范围内的平均剩余油饱和度，难以适应开发后期、特别是油藏水淹后的剩余油饱研究。

到了80年代中后期，Abbaszadeh和Kamal等人以Buckley-Leverret 理论为基础，建立了水驱饱和度剖面模型，给出了注水井压降试井分析的水驱变饱和度模型，这一方法被用来研究水驱前缘以内的饱和度。

但对严重水淹油藏和注水时间很长的井难以适应。

近年来，随着数值试井解释技术的飞速发展，困扰常规的解析试井分析方法的多相流、复杂边界、复杂井网和储层的平面非均质性等问题得到了很好地解决，为试井方法研究剩余油饱和度开辟了广阔的前景。

二、基本原理数值试井方法确定储层平面的剩余油分布是通过对组分模型的简化，建立符合油藏实际渗流特点的扩散方程，并选择合适的网格离散技术，定量描述油藏空间各点上的流体性质及渗流特征。

1、数学模型地层中油、气、水三相流动，如忽略重力和毛管力的影响，流体组分物质平衡方程为：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂=⎪⎪⎭⎫⎝⎛Φ∇∇=p P pprp B S t B K kφμp式中：K rp ——p 相的相对渗透率B p ——p 相的体积系数 S p ——p 相的饱和度 S p ——p 相的饱和度pΦ∇—p 相的势2、网格剖分为了更好的模拟油藏实际，数值试井模型在生成网格时采用目前最先进的非结构网格（V oronoi ）。

套后剩余油饱和度测井方法适应性分析及应用实践摘要：套后饱和度主要测试方法有中子寿命测井、中子能谱测井、电法测井等，不同的方法具有不同的适用性，针对不同的井况及地质条件，选择不同的测试方法，避免各种方法的理论影响因素能够提高测试结果的符合率，从而指导油田开发。

关键词：套后饱和度符合率 PNN测井 PSSL测井过套管电阻率测井套后饱和度测试是指固井以后在套管内进行的饱和度测试方法，是监测油气田开发动态的重要技术手段，主要利用储层、孔隙流体（油水气）的岩性、物性、电性、含油性特征的差异，来评价剩余油饱和度，为开发调整及措施实施提供依据。

一、主要套后饱和度测井方法及原理（1）碳氧比测井碳氧比测井是中子能谱测井中的一种，它依据快中子的非弹性散射阶段的理论，利用中子发生器向地层发射高能中子，高能中子与地层元素发生非弹性散射，产生次生伽马射线，与碳元素产生能量为4.44MeV的次生伽马射线，与氧元素产生6.13MeV的次生伽马射线。

碳氧比测井依据水中不含碳元素，油中不含氧元素原理，通过能谱分析的方法测得地层碳元素和氧元素的分布，从而分析地层剩余油饱和度。

碳氧比测井的主要参数有:碳/氧（C/O）、硅/钙（Si/Ca）、俘获硅（Si）、钙/硅（Ca/ Si）。

碳氧比的解释原理为：（2）PNN测井 PNN测井是中子寿命测井的一种，当中子源产生的高能中子流（En=14Mev）进入地层时，中子与地层物质的原子核发生作用。

快中子经过多次碰撞后变为热中子（En=0.025ev），热中子从产生时刻起到被俘获的时刻止，所经历的平均时间称为热中子寿命（τ）。

τ与热中子宏观俘获截面∑成反比（τ=4550/Σ）。

∑是单位岩石体积中所有元素的微观俘获截面的总和---宏观俘获截面。

不同物质对热中子的俘获几率不同（即俘获截面不同），因此通过测量热中子的衰减时间（即中子寿命），就可以区分地层中物质的含量，这就是中子寿命测井的基本原理。

PNN测井也是热中子寿命测井的一种，与普通热中子寿命不同的是， PNN仪器探测的是地层中热中子本身数量的多少—热中子计数率，根据热中子的衰减情况计算热中子的寿命，进而求出热中子的宏观俘获截面Σ来研究地层及孔隙流体性质的测井方法。