开发井解释及简单油气水解释分析方法.docx
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开发井解释及简单油气水解释分析方法
开发井解释及简单的油、气、
水分析方法
数解中心开发室:
杨贵凯
2000年10月
目录
一、辽河油田地质概况1
二、开发井主要分类、测井系列及开发解释的工作内容2
一)开发井主要分类2
二)主要测井系列及内容3
三)目前开发井的解释工作主要包括:
3
三、主要测井成果图件及各曲线的主要用途4
一)开发井的主要测井成果图件4
二)各测井曲线的主要用途9
四、开发井解释的油、气、水层识别11
五、目前开发井计算地质参数的基本模型13
六、水淹层解释简介14
一、辽河油田地质概况
辽河盆地是辽河油田的主力油区,面积12400km2。
该盆地是中、新生带的断陷盆地,根据新生带构造的基底性质,将辽河断陷划分为七个一级构造单元,即西部凹陷、东部凹陷、大民屯凹陷、沈北凹陷、西部凸起、东部凸起和中央凸起。
发育有太古界、中上元古界、中生界和上下第三系等18套含油层系;其中主力油层组为馆陶组(对应地层组为馆陶)、马圈子(东营组)、黄金带(沙一段上)、于楼(沙一段中)、兴隆台(沙一段下和沙二段)、热河台(沙三段)、大凌河(沙三段中下)、莲花(沙三段下)、杜家台(沙四段上)、高升(沙四段中)、牛心坨(沙四段下)、古潜山(中生界和太古界)等,辽河油田属于断块式复式油气藏,油藏类型比较复杂,从油质分为稠油、稀油、高凝油等油藏,从储层性质分,又分为砂岩地层和复杂岩性(裂缝性储集层)。
辽河油田属于陆相油藏,储层沉积类型为湖相、河流相及三角洲相,具有断块多、地层对比困难等特点,地层水属于NAHCO3型,矿化度一般在20007000PPM,是中、低矿化度型,油藏埋深从5003000多米,一般情况下,油藏的测井响应特征明显,在油气层均具有高电阻率特征。
辽河油田现已开发兴隆台、于楼、欢喜岭、沈阳等20多个油田,各个油田的地质特征、油藏特征、沉积环境、油质等都有所不同,从而造成在我们电性上的响应特征也有所不同。
稠油主要分布在西部凹陷,埋藏浅、分布范围大、储量多,其产量占油田总产量的一半以上,它的主要测井响应特征:
高电阻率、高时差、自然电位幅度小、井径易扩径;主要区块有:
千12块、锦45块、齐40块、齐108块、曙一区、杜32块、高升油田等;
高凝油分布在沈阳采油厂,具有高凝固点(45C)、高含蜡量特点,经济价值高。
主要测井响应特征基本同稀油特征,具有高电阻率,其它测井响应特征变化较小。
初期解释时,对油层识别难度不大,主要问题是,油田注水开发后,由于特殊的地质条件,水淹层解释难度较大。
经常有高电阻的水淹层。
主要开
发区块有:
沈84-安12块、沈95块、静35块等。
图1辽河盆地主要勘探成果图
二、开发井主要分类、测井系列及开发解释的工作内容
一)开发井主要分类
1)、滚动开发井;2)、调整井;3)、调整加密井
滚动开发井:
是指在已经探明油田,根据对油田地质特征研究,为了提高油田产量而部署的油井。
一般指在探井发现稳定油层后部署的开发井。
调整井:
是指在已经开发油田,为了完善油田开发井网而部署的开发井。
主要目的是建立油田合适的注水、采油关系,最大程度提高油田产量。
调整加密井:
经过多次调整开发后,为提高油田开发程度,进一步缩小油田开发井距而部署的开发井。
二)主要测井系列及内容
1、主要测井系列
1)、一般完井系列2)、水淹层测井系列3)、3700测井系列
2、主要内容
1)一般测井系列,是指单孔隙度测井系列,是开发井常用的测井系列,是本部分重点介绍的测井解释内容,它主要包括:
a、标准测井(1/500,2.5米梯度电阻率,自然电位(SP));
b、综合测井(1/200,双侧向(三侧向)电阻率测井、声波时差、井径、0.5m电位电阻率、0.45m梯度电阻率、微电极及自然电位)。
2)水淹层测井系列
在我们油田,水淹层测井系列主要是指在完井系列基础上加测激发极化电位测井。
目的是提高水淹层解释精度。
它的主要内容包括:
自然电位曲线、两条极化率曲线、人工电位曲线、4米电位电阻率曲线及流体电阻率曲线;
3)重点扩边井或开发区块的资料井测3700或5700测井系列。
另外,油井下套管以后,加测对解释分析非常有用的中子伽玛、自然伽玛曲线。
三)目前开发井的解释工作主要包括:
a、测井曲线的预处理,主要包括:
测井曲线校深、分层、参数选取等准备工作;
b、计算储层的泥质含量、孔隙度、渗透率、饱和度等地质参数;
c、分析确定油、气、水层;
d、出正式成果图件,包括:
回放曲线图、小综合曲线图、标准曲线图、数字处理成果图及解释成果表。
三、主要测井成果图件及各曲线的主要用途
一)开发裸眼井的主要测井成果图件
1、数字处理成果图,主要包括:
泥质含量(SH)、总孔隙度(POR)、有效孔隙度(PORR)、渗透率(PERM)、含水饱和度(SW)、冲洗带含水饱和度(SXO)、地层含水孔隙体积(PORW)、冲洗带含水体积(PORX)、分层标志、层号及解释结论、井壁取心显示标志;(图2)
2、回放曲线图,又称综合曲线图,包括:
深、浅电阻率测井、0.5米电位电阻率测井、自然电位、声波时差及电阻率曲线转换的感应曲线,共6条曲线;(图3)
3、小综合曲线图,包括:
0.45米底部梯度电阻率曲线、微电极曲线、井径曲线;(图4)
4、标准曲线图,包括2.5米梯度电阻率曲线,自然电位曲线,特殊情况下加测声波曲线;(图5)
此外,开发井测井资料还包括:
放射性测井曲线图及固井质量成果图,包括:
中子伽玛曲线、自然伽玛曲线、磁定位曲线及油井固井质量评价成果图。
图2数字处理成果图
图3回放测井曲线图
图4小综合测井曲线图
图5标准测井曲线图
二)各测井曲线的主要用途
1、标准测井曲线
a、绘制单井综合录井图;
b、地层对比,进行地层划分;
c、简单分析储层的物性。
对于同一套地层,地层地层水性质基本一致,自然电位曲线及电阻率曲线受水性质变化影响较小。
根据标准曲线中的自然电位曲线幅度变化,可以简单分析2米以上厚储层的岩性、物性变化,对于泥质砂岩地层,自然电位幅度越接近泥岩基线、电阻率曲线越低,地层的泥质含量越高,物性也越差。
对于电阻率很高,无自然电位幅度的地层为致密层。
d、分析地层水性质的变化。
由于标准曲线一般从井底测到井口,曲线对地层局部反映不是很好,而对各段地层整体反映较好,对于某一固定泥浆性质的油井,自然电位曲线主要受水性及岩性变化影响,而对于纯砂岩地层,自然电位曲线主要反映储层水性质变化。
通过自然电位曲线幅度变化,可以划分水性质变化边界,进而划分各套地层。
e、简单分析储层含油情况变化,确定完井测井目的层段。
对于水性质变化较小的储层,厚度2米以上的储层,自然电位幅度接近,2.5米梯度电阻率曲线越高,储层的含油饱和度越高。
2、综合测井曲线应用
1)双侧向电阻率测井
a、判断岩性、划分储层。
在同套地层,储层流体性质一致情况下,岩性越粗,越致密,电阻率数值越高。
b、划分油气层,深电阻率曲线数值是划分油、气、水层的最主要依据,同等物性、岩性、水性条件下,电阻率越高,含油饱和度越高。
通过深、浅电阻率曲线数值结合,也可以分析储层含油饱和度变化情况。
c、深侧向电阻率一般认为是地层电阻率
2)0.5米电位电阻率
a、判断岩性,我公司目前利用该曲线计算泥质含量,公式见
(1)、
(2);
b、一般认为是冲洗带电阻率。
3)自然电位测井曲线
a、分析储层渗透能力,确定渗透层界面,幅度的半幅点认为是层界面;
b、分析储层岩性变化,可以计算储层泥质含量,泥质含量越高、幅度越低;
c、估算地层水电阻率;
d、分析储层水淹程度。
4)声波时差曲线
a、分析储层物性变化,计算储层孔隙度,见公式(3)、(4)。
b、判断岩性,岩性越粗、越致密,声波时差越低。
c、识别气层,由于受气体影响,气层声波时差有周波跳跃和增大现象。
5)微电极测井曲线
a、确定岩层界面,划分薄层和薄的交互层;
b、判断岩性,分析储层岩性变化;
c、划分渗透层和非渗透层,确定储层的有效厚度;
d、分析钻井液导电性质,进而了解储层电阻率受泥浆滤液影响程度;
6)0.45米梯度电阻率曲线
a、确定岩层顶、底界面;
b、跟踪井壁取芯;
c、校深。
7)井径曲线
a、计算固井水泥量;
b、了解岩性变化,划分地层,渗透层由于有不同程度的泥浆漏失现象,在井壁周围有泥饼存在,导致井径相对钻头直径略微缩径而非渗透地层基本接近钻头直径,在泥岩地层由于井壁容易垮塌,易扩径;
c、配合其它测井曲线应用,分析曲线变形原因。
8)中子伽玛曲线
a、判断岩性,分析岩性粒度变化,可以用来计算泥质含量;
b、判断气层;
c、可用来计算储层孔隙度;
9)自然伽玛曲线
a、识别岩性,分析储层含有放射性元素的粘土含量变化;
b、划分岩层及地层对比;
c、跟踪射孔;
10)激发极化电位测井
主要目的是在砂泥岩地层中计算储层地层水矿化度,通过矿化度变化分析储层水淹程度。
其它作用有:
a、通过极化率曲线分析储层岩性变化,岩性越细、极化率越低;
b、计算储层阳离子交换量;
c、划分储层。
四、开发井解释的油、气、水层识别
1、油层的主要响应特征
a、电阻率数值高。
是常规测井曲线在油层的最基本响应特征,一般高于临近同岩性水层的35倍;
b、受泥浆侵入影响,一般油质为稀油的储层,在地层水矿化度与泥浆矿化度差异不是很大情况下,深探测电阻率数值与浅探测电阻率数值差异较大,远大于水层的差异。
而稠油地层由于冲洗带较小,深、浅电阻率数值差异较小。
c、自然电位幅度略小于临近水层,在稠油地层,这一特征更明显。
2、气层主要测井响应特征
a、与油层一样,最主要特征是深探测的电阻率数值较高;
b、由于受天然气影响,声波时差有增大或周波跳跃现象;
c、由于气层含氢指数低,对快中子减速能力差,对伽玛射线的吸收能力也差,导致气层中子伽玛数值高。
3、识别油、气、水层的主要依据
图6简单气层识别图版
a、依据四性关系原理(岩性、物性、电性、含油性),综合利用本井的测井曲线对储层油、气、水变化进行分析。
在岩性、物性一致的情况下,电阻率越高,储层含油饱和度越高,含油性越好,油层电阻率一般是岩性、物性相近临近水层的35倍。
岩性越细,地层电阻率越低;反之,则越高。
在岩性、含油性一致情况下,物性越好,电阻率越低。
b、地层对比。
根据地层对比结果,划分油田的油、气、水层界面深度,从而判定本井的油、气、水层界面。
c、录井、井壁取芯等第一性资料,分析储层的含油性情况。
4、利用标准测井曲线简单分析油气水层方法
a、利用自然电位曲线分析确定属于地层水性质接近的储层,简单划分地层;
b、结合自然电位曲线分析,利用2.5米梯度电阻率曲线划分储层厚度,考虑到属于同套地层时,储层的沉积性质一致,利用自然电位曲线简单分析各层物性变化情况;
c、水性变化较小范围内,选择厚度大、物性好的储层,作为对比对象,则自然电位幅度略微变小,电阻率曲线呈赤刀状、较高的储层为可疑油气层,电阻率较平变化的,则基本为水层。
自然电位幅度明显小,电阻率较高的,则可能为岩性较致密地层。
五、目前开发井计算地质参数的基本模型
我公司开发井处理程序主要采用POR程序,该程序计算地质参数基本模型如下:
1、泥质含量
采用0.5米电阻率曲线
(1)
(2)
式中:
RE—0.5米电阻率曲线,单位:
欧姆.米;
GMAX—水层的纯砂岩电阻率数值,单位:
欧姆.米;
GMIN—泥岩处的电阻率数值,单位:
欧姆.米;
GCUR—与地层性质有关的参数,常取:
老地层:
3.7或第三系地层:
5.2。
SH—泥质含量,百分数,无量纲。
2、孔隙度
(3)
(4)
式中:
AC—声波时差曲线,单位:
μs/m;
Tm—砂岩骨架时差,单位:
μs/m;
Tf—流体声波时差,单位:
μs/m;
CP—压实校正系数,无量纲;
POR—总孔隙度,无量纲,百分数;
Tsh—泥岩声波时差,单位:
μs/m;
PORR—计算的储层有效孔隙度,无量纲,百分数。
3、渗透率
(5)
式中:
SIRR—储层的束缚水饱和度,无量纲,百分数;
PERM—计算的储层空气渗透率,10-3μm2。
4、含水饱和度
(6)
式中:
RT—地层电阻率,通常指深侧向电阻率曲线,单位:
欧姆.米;
φ—地层孔隙度,小数,无量纲;
RW—地层水电阻率,单位:
欧姆.米;
a、b—与地层岩性有关的参数,无量纲;
m—地层胶结指数,无量纲;
n—地层饱和度指数,无量纲;
Sw—地层含水饱和度,无量纲,小数;
六、水淹层解释简介
对于开发测井解释,一般情况下由于已经有邻井可以作为参考,解释难度不是很大,因此通常要求精度也较高。
但是注水开发油田,由于受注入水的影响,地层的地质条件、地球物理性质发生了变化,测井的响应特征也发生了变化。
而为了提高油井产量、提高油田采收率,在开发过程中要避开高含水的水淹层,因此水淹层解释及精度成为开发测井解释的难点之一。
水淹层就是油层被水水淹后的储层。
它分为注入水水淹和边、底水水淹。
被注入水水淹又分为淡水水淹、原地层水水淹及咸水水淹。
原地层水水淹同边、底水淹一样,电阻率随储层水淹程度的增加而降低,咸水水淹则随着水淹程度的增加,电阻率快速降低。
图7淡水水淹电阻率同含水饱和度变化关系
水淹层解释难度大主要体现在淡水水淹上,根据实验和现场资料分析,储层被淡水水淹后,在初期电阻率随含油饱和度的降低而降低,随着水淹程度的增加,电阻率逐渐随着水淹程度的增加而升高,呈“U”型变化。
(图7)
目前,在常规测井系列中,对储层水性变化分析主要依据自然电位曲线。
储层水淹后,自然电位曲线主要有如下变化:
a、自然电位变形或基线偏移;
b、污水回注地层,幅度应相应增大;咸水水淹,自然电位负幅度,幅度增加,反之,则相反;被淡水水淹的,负幅度的,幅度变小,反之,则相反。
在常规测井资料情况下,水淹层主要综合分析方法:
1)电阻率法。
相同岩性、物性条件下,油田注水开发后矿化度基本不变或变化较小时,电阻率随着含油饱和度的降低而降低,根据阿尔奇公式计算的含油饱和度就可以分析储层的水淹程度;
2)径向电阻率比较法。
由于泥浆侵入影响,储层含油饱和度较高时,深、中、浅电阻率探测到的含油饱和度差异较大,从而使其电阻率数值差异较大,而含油饱和度较低的储层,由于饱和度差异较小,其电阻率数值差异也就较小;
3)自然电位法。
一般油层水淹后,由于矿化度发生了变化,使自然电位变形、幅度变化及基线偏移等,根据变化大小分析水淹程度。
如果自然电位幅度变小,利用电阻率计算的含油饱和度就不能反映地层的真实情况(除非地层水电阻率能准确给出);
4)静动电性对比法。
将调整井电性及变化情况同静态临井同层比较,依据变化大小分析储层水淹程度;
5)动态分析法。
即根据周围临井注采生产情况分析本井各储层所可能受到的水淹程度。
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