低渗储层剖面剩余油测井技术地质应用探讨

张 遂,刘 渊,党永潮 (中石油长庆油田分公司第一采油厂,陕西延安716000)

夏幼红,张 立,郭 鑫 (中石化中原油田分公司采油院生产测井中心,河南濮阳457001)

张坤峰 (中原油田分采油二厂,河南濮阳457001)

安塞油田地处鄂尔多斯盆地陕北斜坡的中东部偏南,主要含油层系为三叠系延长组长6、长2油层,是鄂尔多斯盆地三叠湖盆由鼎盛期转入衰退期时形成的三角洲前缘亚相沉积体系。该储层岩性致密,油层物性差,平均喉道半径0.31～0.48μ m,孔隙度为11%～13%,平均为12.3%,空气渗透率1.29×10-3μ m2,变异系数0.47～0.5,排驱压力0.5MPa,属于低渗-特低渗油层。具有低孔、低渗,油水接触关系复杂的特点。延长组长6、长2油藏纵向小层多,水驱规律复杂,水洗程度高,剩余油富集。近年来,将碳氧比测井、过套管电阻率测井、脉冲中子-中子测井3种剩余油测井方法用于现场实践,目的是进行水淹层的判断识别,认识高含水井各小层的水淹程度,寻找剩余油分布规律,进行综合调整,提高油藏开发水平。与此同时,对这3种剩余油测井技术在低渗透油藏的适用性进行对比分析,从而找出合适的测井技术。

1 3种剩余油测井技术简介

1.1 碳氧比测井

碳氧比测井即运用地层监测仪进行剩余油饱和度测试,主要通过测量油层内各小层碳元素与氧元素的比值,进而确定储层的含油饱和度。测量主要采用物理方法,由中子管产生的快中子与地层的碳、氧原子发生非弹性散射,不同元素的原子要产生特定能量的伽马射线能谱,通过记录和分析这些伽马能谱,从而获得储层饱和度参数,确定水淹程度,评价剩余油分布。

1.2 过套管电阻率测井

图1 过套管电阻率测量原理示意图

过套管电阻率测井是一种电法测井方式,主要运用套管井电阻率测井仪 (CHFR)测量套管井中套管、产层电阻率,计算得到含油饱和度,进行剩余油富集程度评价[1]。主要采用点测方式,测量过程分为测量阶段和刻度阶段,如图1所示。以上行测量为例,用位于CHFR仪器上端的电流电极发射电流,回路电极置于地面。发射电流到达套管后,有2种途径到达地面的回路电极:①大多数电流直接通过钢质套管。②少部分漏失电流在地层中流动到达回路电极。仪器上有3组电压电极接触套管,通过测定每对电极间的压降以测定漏失的地层电流和套管内的阻抗变化关系。上述阶段为测量阶段。在刻度阶段,发射电流的位置不变,但直接经套管到达电流电极。通过对比这2个阶段测量电流值的差异,计算地层电阻率。将过套管电阻率测井得到的套管井电阻率和裸眼井测井资料结合,运用储层评价程序对测量井段进行地层评价和饱和度解释,可以得到套管井地层含油饱和度及综合成果图。该技术径向测试距离可达到1.5m,可以评价剖面小层水淹程度和剩余油潜力。

1.3 脉冲中子-中子 (PNN)测井

脉冲中子-中子测井技术原理是通过脉冲中子测井仪的中子发生器向地层发射14MeV的快中子,经过一系列的非弹性碰撞和弹性碰撞,中子减速,快中子成为慢中子,中子的能量与组成地层的原子处于热平衡状态时,中子不再减速,直到与地层内其他元素原子核发生俘获反应[2]。利用 PNN测井仪器上长、短源距探测器上中子计数的比值可以计算储层的含氢指数。据此可以计算测试井近井地带含油饱和度,划分水淹级别,进而确定剩余油分布状况。

脉冲中子-中子 (PNN)测井适用于低矿化度、低孔隙度地层,测试速度一般为400m/h左右。工艺技术简单,在不洗井的情况下起出原井油管,下入测井仪器至目的层段,经过预热即可直接进行测试,录取数据,完成地层特征信息采集,测试即可结束。该测井技术具有测试占井时间短、节省作业费用、精确度高的优点。

图2 中子与地层元素相互作用示意图

2 3种剩余油测井技术的地质应用

最近几年来,运用以上3种剩余油测井方法在低渗储层采油井上进行了现场测试。这3种剖面剩余油饱和度测井技术的现场应用不仅丰富了剩余油饱和度监测的手段,而且为油井下步开发调整起到了指导作用。

2.1 射孔层位优选

对注水开发时间长,地下油水接触关系复杂,注入水水驱方向复杂的区块,在高含水区域剩余油富集规律认识难度大。为了了解该类型区块剩余油分布状况,对9口井进行碳氧比测井,采用点测方式,测速为50m/h,对测试井井筒状况要求高,需要进行洗井作业,并通井至人工井底。对地层孔隙度要求在20.0%以上,径向探测半径为30cm。测试之后,依据测试成果,采取了隔采、侧钻等措施,取得了一定的效果。以王1#井为例加以说明。

图3 王1#井碳氧比测井解释结果图

王1#井投产初期含水15.2%,1995年10月见注入水,含水达到42.9%,累计产油3098t,累计产水782m3。该井于2004年9月16日进行碳氧比测井。测试结果见图3。结果显示,1191.0～1192.5m油层段为低水淹;1173.0～1173.5m油层段和1183.5～1188.0m油层段为中等水淹;1147.5～1150.5m油层段和1174.5～1177.0油层段为强水淹。分析认为该井近井地带剩余油较为富集。2005年6月下旬在该测试井周围部署侧钻井王侧1#井,在测试结果显示的未水淹层段进行射孔,射孔段分为1160.0～1164.0m和1188.0～1192.0m,共8.0m。王侧1#井自2005年6月生产至今,累积产油4065t,累积产水1163m3,侧钻取得了较好的效果,进而验证了该井的测试结果。

2.2 对油层进行综合改造

对于多油层发育油藏,层间矛盾突出的区块。为了认识主向油井剩余油分布状况,在该类型井进行过套管电阻率测井。过套管电阻率剩余油测井技术测井以点测方式直接进行,测井仪器与套管内壁的接触程度影响测试精度,这一测井技术工艺简单,无须洗井作业,测试成果便于应用。运用剖面剩余油测井技术资料成果,进行油井产层改造,取得了显著的地质效果。以杏2#井为例加以说明。

杏2#井产层为长油层和长油层,长层段射开1504.8～1505.8m、1508.0～1510.0m、1511.0～1512.0m 3个射孔段,长油层射开1532.0～1534.0 m、1536.0～1538.0m 2个射孔段,初期含水4.3%,周围对应水井2口,注水10mon之后,该井含水上升到52.6%,有见水见效显示。该井进行过套管电阻率测井,测试解释结果见图4。

图4 杏2#井CHFR测井综合解释成果图

运用过套管电阻率测井资料现场测试出的储层电阻率值与裸眼井电阻率值之间的差值来判断测试井各油层段的水淹情况。当储层电阻率值小于裸眼井电阻率值时,表明层段已水淹,差值越大,水淹越严重;当储层电阻率值接近于裸眼井电阻率值,表明未水淹或水淹弱[3]。依据过套管测井水淹层判断标准,测试油井长层为中等水淹,长层为油层,剩余油比较富集。结合周围水井对应情况,该井只有长层与周围对应注水井注水层位对应,下部长层射孔段无注水层位对应,分析认为该层没有动用。测得该井近井地带地层压力为14.59MPa,压力保持水平146.0%,认为地层能量充足。半年后,进行酸化解堵,隔采长层,目前在长层进行生产。

2.3 判断油水界面

为了认识底水油藏剖面剩余油状况,进一步判断底水发育区油井近井地带油水接触关系,运用脉冲中子-中子测井技术在现场测试1口油井。以杏2#井为例加以说明。

图5 贺1#井脉冲中子-中子测井解释结果图

3 结 语

低渗储层剩余油测井技术是近年来在生产现场监测油井剖面剩余油过程中形成的技术系列。在安塞油田低渗透储层剩余油测试中,利用该类技术得到的成果对于油层地质认识起到重要的指导作用,具有广泛的应用前景。对3种剩余油测井技术进行比较发现,对注水开发时间长,地下油水接触关系复杂,注入水水驱方向复杂的区块,可采用碳氧比测井技术。该技术对地层孔隙度要求在20.0%以上,径向探测半径为30cm,对测试井井筒状况要求高,需要进行洗井作业,并通井至人工井底。并且这一测试方法的准确度受到资料成果中未显示裸眼完井时测试的含油饱和度影响,不便于与油井生产时测试的含油饱和度进行对比,因而存在一定的局限。对于多油层发育油藏,层间矛盾突出的区块,可采用过套管电阻率测井技术,径向探测半径在1.5～2.0m,该测井技术工艺简单,无须进行洗井作业,测试成果便于应用。但是该测试技术的成本费用高,而且测井仪器与套管内壁的接触程度影响测试精度。对于低矿化度、低孔隙度地层,可采用脉冲中子-中子测井技术,径向探测半径为50cm,测试准确度高,对测试井的井况要求低,不需进行洗井作业,因此节省作业费用。比较上述3种测井技术,认为脉冲中子-中子测井更加适用于低孔、低渗的储层特征。

[1]王庆如,李萍.套管井电阻率测井在剩余油研究中的应用 [J].中国海上油气,2004,16(4):259～262.

[2]任建华.脉冲中子水流测井技术及其应用 [J].油气地质与采收率,2006,13(3):91～93.

[3]马世东,任瑞清.剩余油研究技术在马岭油田开发中的应用[J].低渗透油气田,2007,(2):16～18.