产层评价测井
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固井质量测井评价方法分析摘要:固井工程是油田开发重要的工程项目之一,固井质量对油井油田稳定生产有着直接的影响。
课题研究由此出发,深入分析探讨现阶段固井质量的评测技术以及使用方法,重点对声幅变密固井测井技术、水泥胶结固井测井技术和声波固井技术进行分析和评价,对技术原理、应用优势以及实践效果进行了深入探讨,旨在为提高我国固井质量评价技术的研究提供必要借鉴。
关键字:固井;测井;评价方法目前我国油田使用的固井测井评价技术种类较多,但根据技术原理以及应用方法主要可以分为声幅变密技术、水泥胶结技术和声波固井技术大类。
其中声幅变密技术是我国自主知识产权的技术,水泥胶结测井技术是引入美国阿特拉斯公司的测井技术,声波固井测试技术是从俄罗斯引入的测井技术。
三种固井质量测井技术有着不同技术原理是技术优势,适用空间各不相同,对三类技术的综合对比,可以在固井测试中更有针对性的选择适用的测井技术,提高固井质量的评价精度。
1.固井测井原理1.1声幅变密技术原理声幅变密技术本质是一种声波脉冲的测试技术。
由根据实际测试需求设定脉冲参数后,由发射器设备向套管中发生脉冲信号进而产生套管波,波动以套管作为媒介迅速传播,射入固井泥浆中。
接收器设备接收折射回来的波动,并通过中控设备进行电压值的转换,经过不断的位置推行和测试,最终形成固井声幅曲线,通过曲线可以实现对固井胶结界面的评价。
变密测试是主要是对不同源距进行测试,根据实际测井环境以及测井需求选择相应的变密图形,密度选择要充分考量井下地层波的强弱,一次胶结一般选择3ft的密度图形,二次胶结的测试一般选择5ft的变密度图形。
1.2分区式水泥胶结测井原理分区式水泥胶结测井技术英文简称sbt技术,是近年来出现的全新径向固井质量评价测试技术,依托相应的设备装置可以实现对固井水泥胶结质量的全面测试,准确的识别水泥胶结质量、孔洞及槽道得我位置以及分布情况,该技术相对操作简单、精度高,既适用于老井的固井质量评价,在新井固井质量的评价中也有着良好的效果,因此该技术具有广泛的应用推广空间。
测井方法的主要分类1. 电法测井,又分自然电位测井、普通电阻率测井、侧向(聚焦电阻率)测井、感应测井、介电测井、电磁波测井、地层微电阻率扫描测井、阵列感应测井、方位侧向测井、地层倾角测井、过套管电阻率测井等(频率:从直流0~1.1GHZ)。
2. 声波测井,又分声速测井、声幅测井、长源距声波全波列测井、水泥胶结评价测井、偶极(多极子)声波测井、反射式声波井壁成像测井、井下声波电视、噪声测井等(频率由高向低发展,20KHZ~1.5KHZ)。
3. 核测井,种类繁多,主要分三大类:伽马测井、中子测井和核磁共振测井,伽马测井具体如下:自然伽马测井、自然伽马能谱测井、密度测井、岩性密度测井、同位素示踪测井等。
中子测井具体包括:超热中子测井、热中子测井、中子寿命测井、中子伽马测井、C/O比测井、PND-S测井、中子活化测井等。
发展趋势:中子源-记录伽马谱类(非弹性散射、俘获伽马、活化伽马等不同时间测量)。
4. 生产测井,主要分为三大类:生产动态测井、工程测井、产层评价测井。
1生产动态测井方法主要有:流量计、流体密度计、持水率计、温度计、压力计、井下终身监测器等。
工程测井方法主要有:声幅、变密度测井仪、水泥胶结评价测井仪、磁定位测井仪、多臂微井径仪、井下超声电视、温度计、放射性示踪等。
产层评价方法测井:硼中子寿命、C/O比测井、脉冲中子能谱(PNDS)、过套管电阻率、地层测试器、其它常规测井方法组合等。
5. 随钻测井,大部分实现原理与常规电缆测井相同,实现方式上有许多特殊性。
2测井方法主要特征总结归类表方法发射接收记录显示纵向分层能力探测深度测量原理被测物理量的影响因素测井响应的影响因素主要应用自然伽马无NaI闪烁晶体探测器计数率强度(API)18英寸6-8英寸长半衰期的天然放射性同位素U、TH、K放射性同位素的丰度、地层密度泥浆密度井径泥浆性能地层密度地层划分与对比泥质定性与定量分析测量地层沉降示踪测量自然伽马能谱多道能谱计数器能谱U(PPM)、TH(PPM)K(%)18英寸6-8英寸利用232Th(2.62)238U( 1.76)、40K(1.46)特征能量放射性同位素的丰度、地层密度泥浆密度井径泥浆性能地层密度重晶石同上,附加沉积环境生油指示岩性与矿物组分粘土类型等成岩作用3自然电位井下点电极地面电极电位电位(mV)0.5m 6-8in薄膜电位扩散电位动电电位,通常可忽略地层水与泥浆滤液矿化度之差温度1)地层厚度2)地层的真电阻率3)侵入深度4)侵入带电阻率5)泥岩电阻率6)泥浆电阻率7)井眼直径8)所含流体性质划分储层地层对比估算泥质计算地层水电阻率声波速度2发2收4个首波时间时差()/(ftS(慢度)24英寸5英寸fV1f=20KHz声波反射、折射岩性、孔隙度、埋深、地层年代1)井眼不规则、扩径2)周波跳跃3)随机噪声4)天然气5)泥岩蚀变带地层对比孔隙度岩性地震时深转换识别气层和裂缝4长源距声波阵列声波2发2发2收2收8个阵列接收4个首波时间T1R1全波列多个波形双时差波形纵波、横波、撕通利波时差、波形36英寸12英寸声波反射、折射全波列:纵波、横波、瑞利波、撕通利波、泥浆波同上1)井眼不规则、扩径2)周波跳跃3)随机噪声4)天然气5)泥岩蚀变带地层对比孔隙度岩性地震时深转换岩石力学特性参数识别气层和裂缝(渗透率)中子测井(补偿)CNL 中子源双源距、双探测器双计数率石灰岩中子孔隙度(%)24英寸9-12英寸热中子的减速(含氢量)和扩散(双源距消掉了扩散的影响)地层中所有含氢物质井眼泥浆矿化度、地层水矿化度、骨架岩性等确定地层孔隙度、判断岩性、识别气层密度测井(补偿)FDC 伽马源双伽马探测器双计数率地层密度(3/cmg)18英寸6-9英寸康普顿散射效应-地层电子密度地层电子密度岩石骨架、孔隙度和孔隙流体类别、性质及含量、泥饼等确定岩性、计算孔隙度、确定泥质含量、划分裂缝带和气层5岩性密度测井LDT 伽马源双探测器(一个测量ρb、另一个测量Pe)总计数率伽马射线谱(光电区、散射区)ρbg/cm3Peb/e康普顿效应-地层密度、光电效应-岩性岩石矿物成分及含量、岩石孔隙度和孔隙流体类别、性质及含量-电子密度井眼的影响、泥饼自然放射性确定岩性、计算孔隙度、确定泥质含量、划分裂缝带和气层普通电阻率测井供电电极测量电极恒流供电测电极间电位差视电阻率m与电极距有关与电极距有关IUmnRa单极供电或双极供电岩石岩性、矿化度、孔隙度与孔隙结构、含油性及其分布1)井眼、2)电极距3)围岩与高阻邻层屏蔽影响4)侵入影响5)地层井眼倾斜的影响粗略区分油水层、划分岩性和确定岩层界面、估算Rt、地层对比6双测向主电极测量电极、辅助屏蔽电极(LLD)、监督电极供电电流回流电极(LLS)监督电极的电位变化视电阻率m0.6mLLD:115cmLLS:30-35cm1IUKRdll M深侧向与浅侧向同时测量岩石岩性、矿化度、孔隙度与孔隙结构、含油性及其分布同上计算Sw、判断油气、水层双感应发射线圈T接收线圈R6FF40-6线圈感应电动势视电导率a1.3mILD:1.7mILM:0.8m两个自成回路的线圈,即T和R,T(交变电流)-地层(涡流)-地层(交变电磁场)-R(感应电动势)井眼、侵入带、地层电导率;侵入带直径Di同上油田地质研究,如油层对比和油层非均质研究、划分裂缝带和有地阻环带的油气层微球形聚焦MSFL 长方形主电极A0测量电极M0 Rxo视电阻率m15cm 5cm??01IUR MoOMSFL探测冲洗带电阻率岩石岩性、矿化度、孔隙度与孔隙结构、含油性及其分布同上计算Rxo井径测井CAL 无贴井壁测量井眼直径in(cm) ————极板贴井壁机械法直接测量井眼直径井眼垮塌、下井仪器的状态(如仪器偏心)井径大小、计算固井水泥量;测井解释环境影响校正;提供钻井工程所需数据7中子寿命测井NLL (热中子衰减时间测井TDT)脉冲中子源双伽马射线探测器双源距,不同时间的伽马射线计数率热中子寿命τ(us)、Σ(c.u.)18in 6-8in减速与俘获,主要τ和Σ的关系地层中各种元素的俘获伽马井眼影响、泥浆滤液侵入带、原状地层的影响、层厚影响、背景值影响研究地层性质特别是含油性、更适合与套管井中区分油气及研究开发动态(时间推移测井)电磁波传播测井发射天线、发射1.1GZ接收天线探测岩石极化性质激发激化电位(mv)双发双收井眼补偿T180R140R280T2(mm)地层介电常数εr泥浆、泥饼介电常数确定冲洗带含水孔隙度;冲洗带含水饱和度;区分油气、水、层;探测裂缝带井下声波电视BHTV 超声换能器1.3MHz超声换能器声波回波幅度与回波时间电压(mv) 6.5mm 6-20in脉冲-回波法反射与声衰减特性声阻抗井眼内泥浆特性、井壁岩性表面特性识别裂缝、地层分析、替代取心、套管检查、地应力测量核磁共振NMR 径向磁极产生均匀磁场探测系统横向驰豫时间T23in 1inCPMG脉冲序列法测量T2、反转恢复法测量T1流体含量;流体特性;孔径和孔隙度流体含量;流体特性;孔径和孔隙度地层孔隙度、渗透率、束缚水饱和度;识别稠油层、复杂岩性地层;低阻储层8微电阻率成像FMS 多排纽扣状电极公共回流电极直接记录每个电极的电流强度及所施加的电压由仪器系数换算出反映井壁四周的地层微电阻率,井壁成像5mm 1-2in极板紧贴井壁,小电极向地层发射同极性的电流,流出的电流通过扫描测量方式被记录(高频、低频、直流)泥浆滤液矿化度、井壁介质导电特性井壁介质导电特性研究岩石层理、岩石结构、岩石构造、替代取心、薄层分析9。
A气田深层气井产出剖面测井效果评价通过对龙深-B井压裂后PLT生产组合测井仪测试资料分析,为评价该气田龙深-B井含气性及产能特征,确定主力产气层,了解全井及各层段真实产气及产水状况,为该区块生产确定科学合理生产制度、评价储量动用程度和该气田编写试采方案提供依据。
引言龙深-B井2015年12月完钻,完钻层位营城组,完钻井深3826m。
本井气测异常34层141m,气测峰值最高23.8438%,解释气层11层/62.4m,差气层18层/87m。
邻井在营二段一、二、三单元分别进行试气获日产1.9×104m3—7.4×104m3高产气流。
通过对该井的3746~3781m、3653~3690m、3202~3242m、3158~3187m 层段进行压裂,压裂后测气求取压力产能和流体性质资料。
为了进一步评价该井区产能状况并确定主力产气层,对该井进行产气剖面测试。
测井仪器和施工工艺生产测井组合仪(PLT)可以应用于产出(产液、产气)剖面和注入剖面测井,尤其是在产气剖面的分层测试中,是目前无法替代的测井项目。
1.测井仪器:生产测井组合仪(PLT)由九个参数[1] 组成,分别为:伽马、磁定位、温度、压力、持气率、持水率、密度仪、斜度仪、流量。
其结构如图1所示:2.施工工艺:从射孔层段以上10米至死水段开始连续测量,参考10、20、30、40m/min 的标准测速分别获得上下各四条合格的涡轮转速曲线。
测速可视具体情况进行调整,但要求测速间隔应大于3m/min,同时录取其它各项参数,用于计算视流速。
现场给出八条连续测量的涡轮转速曲线的合并曲线,以控制测井质量。
3.解释方法:用生产测井组合仪(PLT)多次测量的曲线进行解释。
正确选择仪器的起下速度是提高解释精度的关键。
由于仪器速度的变化使仪器涡轮转速相应地变化,二者之间具有线性关系,利用这个关系并借助于已知的仪器速度,可求出流体的视速度(Vfa)。
要想获得精确的视速度(Vfa)值,必须在目的层段上下两个方向上至少以三种明显不同的仪器速度进行测量(一般八条流量曲线)。
一、名词解释1、测井:油气田地球物理测井,简称测井well logging ,是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况,寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。
2、电法测井:是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为基础的一大类测井方法,包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。
3、声波测井:是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性,来了解岩层的地质特性和井的技术状况的一类测井方法。
4、核测井:是根据岩石及其孔隙流体的核物理性质,研究钻井地质剖面,勘探石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏的地球物理方法,是地球物理测井的重要组成部分。
5、储集层:在石油工业中,储集层是指具有一定孔隙性和渗透性的岩层。
例如油气水层。
6、高侵:当地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低时,电阻率较高的钻井液滤液侵入后,侵入带岩石电阻率升高,这种钻井液滤液侵入称为钻井液高侵,R XO<Rt多出现在水层。
7、低侵:当地层孔隙中原来含有的流体电阻率比渗入地层的钻井液滤液电阻率高时,钻井液滤液侵入后,侵入带岩石电阻率降低,这种钻井液滤液侵入称为钻井液低侵,一般多出现在地层水矿化度不很高的油气层8、水淹层:在油气田的勘探开发后期因注水或地下水动力条件的变化,油层发生水淹,称为水淹层,此时其含水饱和度上升、与原始状态不一致,在SP、TDT和电阻率等曲线上有明显反映。
9、周波跳跃(Travel time cycle Skip):因破碎带、地层发育裂缝、地层含气等引起声波时差测井曲线上反映为时差值周期性跳波增大现象。
10、中子寿命测井:是一种特别适用于高矿化度地层水油田并且不受套管、油管限制的测井方法,它通过获得地层中热中子的寿命和宏观俘获截面来研究地层及孔隙流体性质,常用于套管井中划分油水层、计算地层剩余油饱和度、评价注水效率及油层水淹状况、研究水淹层封堵效果,为调整生产措施和二、三次采油提供重要依据,是油田开发中后期的主要测井方法之一。
摘要:自20世纪30年代后期以来,随着温度测量技术的应用,人们逐渐把这一方法用于油气井生产测试。
温度测井一开始被用于寻找油气层,后来发现油和水之间的热特性差别很小,因此油层和水层间的导热性能没有太大差别。
尽管如此,人们不久发现通过测量和分析温度异常,可以评价生产井产层动态。
目前,已发展了多种生产测井仪器,但温度测井仍是重要的生产测井参数。
在油气田开发中常用于产出层位的划分、套管的窜槽、漏失情况判断、砂压裂的压后评估等。
本文就井温测井这几方面的用途进行剖析。
正文:温度测井的主要应用途径是定性分析。
在注入井中,注入流体通常使井筒冷却,因此井温通常低于地热温度,在注入层的最低部,温度测井曲线明显上升至地热温度。
有时,测井仪器不能下到最底部,此时可用关井温度确定注入层段的注入情况。
在注入井中进行温度测井能确定窜槽,当流动温度测井曲线和关井温度曲线在达到底界下部之前仍未回到地热温度,可以认为这是下行窜槽。
若关井温度测井曲线在射孔层段上部很长一段的距离仍显示低温异常,则可以认为发生了上行窜槽。
在生产井中,产出流体的井温曲线在产出层上部出现正异常,即井温高于地热温度,若产气时,由于气体膨胀吸热,产生了冷却,使温度下降,测井曲线通常产生负异常,但在压力较高时,气体可能不变冷,甚至具有一定的热量,或者气体在流动中由于摩擦作用而产生的热比它膨胀时吸收的热要多。
一,井下地层热力学特性温度测井基于井筒周围地层是一个热稳定体的这个假定,自然温度梯度是由地球热扩散造成的,当这种热平衡条件被打破时,井内的温度梯度或径向温度分布就会发生变化。
井温测井就是通过测量井筒的局部温度异常和温度梯度来反映这些变化,从而根据这些变化来推断井筒可能出现的情况。
1.井下地层热力学特性它随着深度的增加而增高,大约埋深每增加33米,地温增高1度。
根据地下温度的变化,常把地壳划分为以下三个地温带:温度日变化带、温度年变化带、恒温带。
其中恒温带在30米以下的深度,不受季节性气温变化的影响。
一、生产测井深度确定确定油、水井测井段准确深度是生产测井重要环节。
在测井过程中,深度系统的准确性和可靠性对于取得高质量的测井资料是至关重要的•事实上,无论测井装备如何先进,如何复杂,组合的项目如何完善,其采集的数据流只有两类:一类是测井信息;另一类就是深度信息, 二者缺一不可。
众所周知,深度是属于长度的范畴,因此,不同的“尺子”去丈量,就会产生不同的误差。
但为了使措施作业所对应的井段准确无误,应尽量减小深度误差。
油、水井深度是以钻井时的方补心为基准面,在钻井和开采过程中均以此点作为计算深度的起点。
目前确定油、水井深度有两种:一是工程深度;二是测井深度。
工程深度是钻井或措施作业时,通过逐根丈量管柱或工具长度累加而成。
钻井下完生产套管完井时,地面为套管头,套管头法兰面到方补心的輕称套补距。
钻井的完井工程深度是套管头和以下管柱的长度加上套补距。
一般进入开采阶段的措施作业时,油管挂及管柱座在采油树的套管四通上,套管四通上法兰面至方补心的距离称油补距。
井下作业的各种工程深度是以套管四通上法兰面以下的油管柱长度加油补距(如图1所示)。
测井瑟有别于工程深度。
首先要说明一点,目前在钻完井后一般在接近开采层部位的套管柱上联接有1〜3根长度较短的套管,这种短套管通常称为磁定位短节。
完井后用电缆测井的方法测出套管接篩和地层的自然伽儁曲线,这次曲线确定的磁定位短节、套管接箍和裸套补距套管柱长+套补距油管柱长+油补距电缆长+磁定位零图1工程深度的计算眼段地层的深度通常是下井仪传感器以上包括电缆的长度加上套补 距而得到(如图2所示)。
一般以这次测井得到的“校深曲线”确定 的磁定位短节(简称定位短节)、开采井段套管接箍和裸眼段地层的 深度为基准深度。
也就是说,开采层位的深度是由测井得到的。
这时 的测井深度一般就与工程深度不相同了,如定位短节深度由钻井下完 套管后确定的与“校深曲线”确定的深度就不相同。
既然产层的深 度是由测井确定,所以,相对目的层而言,测井深度比工程深度更接 近实际。
第三节产层评价测井产层评价测井,主要测量产层含油性、渗透性、油水界面变化等储层物性和流体性质的变化,可求解地层剩余油饱和度和渗透率等参数。
对于已求解剩余油饱和度为主的测井方法,又称为剩余油饱和度测井,目前能够过套管测量的方法主要有中子寿命,硼中子寿命,C/O 比测井,双源距C/O 比测井(RST ),脉冲中子能谱测井(PNDS ),新型的即将商业应用的过套管电阻率测井,能够确定地层渗透率的地层测试器等。
一、 产层注水后岩石物理性质和测井响应特征变化1、地层水矿化度与电阻率的变化边外注水开发和盐水注水开发油田,其产层的地层水矿化度和电阻率的变化不大,而且其它参数变化也不大。
对于淡水水注入开发油田,水淹后由于注入水驱替掉油层中的可动油和可动水占据了孔隙的一部分,从而使水淹层的孔隙水变为注入水和束缚水的混合物。
地层孔隙中分别为剩余油饱和度S O ,注入水饱和度S wj 和束缚水饱和度S wi ;若假定地层原生水的电阻率为R wi ;注入水的电阻率为R wj ;地层中混合液的电阻率为R Z ,地层总的含水饱和度为S wt ,则有:Rwj>RwiRwi>RwjRwj>RwiRtSwt图6-42水淹油层电阻率和含水饱和度关系曲线wj wi wt S S S +=(6-56)wjwj wi wi Z wt R S R S R S +=(6-57) 由式(6-57)整理可得地层水混合液的电阻率R Z :wi wi wt wj wi wtwi wj Z R S S R S S R R R )(-+=(6-58)代入阿尔奇公式得:))((wi wi wt ej wi nwt m wtwi wj t R S S R S S S R aR R -+=φ(6-59)该式为淡水水淹油层的饱和度与电阻率关系式,由此可作出图6-42。
当注入水的电阻率R wj 大于地层原生水的电阻率R wi 时,一开始随着注入水进入岩石,岩石的电阻率R t 是下降的,这主要是由于注入水先驱出大孔隙中的油,水的淡化,抵不上S wt 的增加对电阻率的影响;但随着S wt 的增加,R t 缓慢下降,直至S wt 与R t 无关,接着S wt 增加,对R t 影响很小;随着S wt 的增加,R t 不仅下降反而开始上升,这一段表现为淡化水的电阻率起主要作用,形成U 形曲线。
因此对淡水水淹层,确定剩余油饱和度的关键是确定地层的混合水电阻率R Z 。
当R wi =R wj 时,含水饱和度S wt 和电阻率R t 符合阿尔奇公式。
当注入水的电阻率R wj 小于地层原生水电阻率R wi (盐水注入)时,若用R wi 代替R Z ,用来计算地层的含水饱和度,则计算的含油饱和度偏大。
2、产层物性与孔隙度测井响应的变化水淹后油层的物性发生了很大的变化,一般情况下,水淹后,油层的孔隙度由于注入水会冲洗掉一部分孔隙中的分散泥质储层的孔隙变大,从而引起渗透率增加。
而对某些含有较多高岭土的地层,由于淡水会使粘土膨胀,也会引起地层孔隙变小,渗透率下降。
经过长期水驱后,泥质被冲刷掉,物性一般呈增大变化。
随着孔隙度和渗透率的增大,一般使声波时差增大,密度测井减小、中子测井增大。
具体的油田可能会有所不同。
3、粘土、润湿性、孔隙结构等微观特征与测井响应的变化水淹后油层的粘土矿物组分和含量会发生变化,粘土含量整体下降,蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、伊蒙间层、绿蒙间层等的相对比例也会发生变化。
这与各类粘土矿物的分布形式有关。
润湿性经过长期水驱一般向着脱附方向变化,即一般向着亲水方向转化。
相应地,孔隙结构会发生变化,一般由复杂向简单变化。
核此共振测井、自然伽马测井、自然伽马能谱测井会产生相应的变化。
这些变化可以通过薄片(铸体薄片)X —衍射、压汞等岩心分析实验得以验证。
二、常规电阻率测井确定剩余油饱和度由于水淹地层的地层水矿化度难以确定和泥质的影响,使利用电阻率测井资料确定地层的剩余油饱和度变得很困难。
其主要问题有:1)泥质的存在使得利用纯砂岩建立的阿尔奇公式不适用于薄的地层和含泥质较多的厚地层段;2)阿尔奇公式中的n 不是常数,而是和地层的孔隙弯曲度及泥质含量有关的变量;3)水淹油层的地层水混合液的电阻率难以确定。
但在开发后期,由于已经对开发油田的地质和油层物性方面的性质比较了解,如已有较多的地层水分析资料,已有较准确的确定油层原始地层水电阻率的经验方法。
因此电阻率测井仍不失为一种有效的方法。
若油层某一时期的地层水电阻率为1w R 由水样分析资料,或经验方程确定),泥浆滤液电阻率为1mf R ,测井测的自然电位为SP 1,则有:111lg w mf R R k SP =(6-60)若油层的岩性不变,目前地层水混合液的电阻率为2w R ,泥浆滤液的电阻率为2mf R ,测井测的自然电位为SP 2,则:222lg w mf R R k SP =(6-61)合并式(6-60)和(6-61),可求得目前地层水混合液的电阻率2w R :K sp SP mf mf w w R R R R 21101212-⋅⋅=(6-62)由此应用阿尔奇公式求得剩余油饱和度。
对电阻率曲线进行标准化后,采用电阻率时间推移技术(不同时间测量两次电阻率)计算水淹层目前的含水饱和度2w S 。
若时刻1,油层的地层水电阻率为R w1、原状地层的电阻率为R t1,则有:111t w n w R R F S ⨯=(6-63) 若由(6-62)式计算的油层的地层水混合液电阻率为2w R ,目前原状地层的电阻率为R t2,则有:222t w n w R R F S ⨯=(6-64) 由式(6-63)和(6-64)得:n w t w t w w R R R R S S 122112⨯⨯=(6-65) 由此,利用时间推移法求出目前含水饱和度。
1w S 为储层时刻1的含水饱和度,通过岩心分析资料或Archie 公式计算,若取油层原始状态为时刻1,则w i r w S S =1。
应用电阻率时间推移具有以下优点:1)充分利用了R mf 已知的条件;2)不需要知道m ,a 的具体值,避免了地层因素计算不准确造成的误差;3)采用井下刻度方法,充分利用了已掌握的油田地质和测井资料。
三、中子寿命测井确定剩余油饱和度中子寿命是指热中子从产生的瞬间起到被吸收的时刻上所经过的平均时间,它等于热中子已有63.3%被吸收所经过的时间,热中子寿命τ和地层宏观截面∑的关系为:)(1秒∑=V τ(6-66) 式中V 为热中子的速度,热中子的速度和环境的绝对温度T 有下例关系:)/(1028.14秒厘米T V ⨯⨯=因此当温度为室温(25℃)时,T=298,可得:V=2.2⨯105厘米/秒,则得: )(55.41s μυτ∑=∑=(6-67) 地层对热中子的俘获特性,是由组成地层的各种元素对热中子的俘获特性所决定的,因此,地层的岩石骨架成分、胶结物成分及孔隙中所含流体的成分和体积百分数都影响着地层对热中子的宏观俘获截面值。
在含泥质的储集层中,其测井响应方程可以写成如下形式:sh sh ho w w w sh ma t V S S V ∑+∑-+∑+--∑=∑φφφ)1()1((6-68)式中,∑t 、∑wa 、∑w 、∑ho 、∑sh 分别表示地层、岩石骨架、地层水、原油以及泥质的宏观俘获截面;φ为地层孔隙度;V sh 为泥质相对体积;S w 为地层含水饱和度。
经整理,由上式可以得出含水饱和度的计算公式:)()()(ho w sh ma sh ho ma ma t w V S ∑-∑∑-∑+∑-∑+∑-∑=φφ(6-69) 而剩余油饱和度则为:w or S S -=1(6-70)由式(6-69)可以看出,要直接用这个公式准确地确定出含水饱和度是很困难的,因为它涉及到要对式中7个变量作出精确的估算。
目前,利用中子寿命测井确定剩余油饱和度,都是采用“测—注—测”技术。
o①水驱油模型②化学剂驱油模型or=0图6-43中子寿命测—注—测示意图 用注水驱油的“测—注—测”技术的原理如图6-43(左)所示。
首先在原生地层水的条件下进行测井,设测得的宏观俘获截面为∑t ,而原生地层水的宏观俘获截面为∑w1。
接着,向井周围的地层注入对比盐水,设其宏观俘获戴面为∑w2。
然后,再进行一次中子寿命测井。
设得到的宏观俘截面为∑t2。
再次测井,得到两个类似的响应方程,由两者之差,消掉其他变量与参数,得到:)(11212w w t t or S ∑-∑∑-∑-=φ(6-71) 式中,φ—孔隙度,可以根据岩心分析或其它测井方法确定。
实践证明,当孔隙度的精度较高,且注入的盐水与原生地层水的矿化度差别较大时,由这种方法能够获得精度较高的or S 值。
在应用盐水“测—注—测”的基础上,进一步用化学剂驱油的“测—注—测”技术如图6-43(右)所示。
在注水驱油后,孔隙中存有剩余油饱和注入的盐水。
现设法应用化学注入技术,把井筒周围的油再100%地驱走。
然后,重新注入宏观俘获截面仍为∑w2的盐水,再进行第三次测井,设测得的地层宏观俘获截面为∑t4。
然后再向地层注入宏观俘获截面与原生地层水宏观俘获面∑w1相同的水,并进行测井,得地层宏观俘获截面∑t3。
那么,可由下式确定孔隙度,即:1234w w t t ∑-∑∑-∑=φ(6-72) 因此,勿需知道孔隙度,就可以确定出剩余油饱和度,即:)(13412t t t t or S ∑-∑∑-∑-=(6-73) 当然,如果使用宏观俘获截面为∑w1的氯化烃把油从井筒周围驱走,就勿需再用∑w1的水冲选了。
因此,上述步骤可以省去一个,这就是所谓的“测—注—测—注—测”技术。
如果注入水的俘获截面∑w2与剩余油的俘获截面∑h 相等,那么,计算剩余油饱和度的公式可写成2313t t t t or s ∑-∑∑-∑=(6-74) 四、 脉冲中子能谱测井1、 碳氧比测井的物理基础碳氧比测井仪每隔50微秒向地层中发射能量为14MeV 的快中子。
由于中子是不带电的中性离子,中子与地层的相互作用都为中子与地层元素的原子核之间的作用。
在作用过程中,由于中子能量和靶核的质量各不相同,产生几种不同的反应,大体有下面几种:1)非弹性散射;2)弹性散射;3)俘获反应。
其中的非弹性散射和俘获反应放射出不同能量的伽马射线,碳氧比测井仪通过记录地层中各种元素的非弹性散射和俘获射线的数量来反应地层中各种元素的含量。
各种元素的非弹性散射谱和俘获谱如下;非弹性散射谱:Si :1.528MeV —1.945MeV ,O :4.862MeV —6.633MeVCa :2.500MeV —3.334MeV ,C :3.195MeV —4.654MeV俘获谱:Si :3.195MeV —4.654MeV ,Ca :4.862MeV —6.633MeVH :2.014MeV —2.431MeV ,Cl :4.654MeV —6.599MeV碳氧比测井通过测量地层中各种元素的丰度来计算水淹地层剩余油的多少。