苑洪瑞 肖海田 楊志博

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司錄井公司)

0 引 言

長(zhǎng)慶油田位于中國(guó)中西部地區(qū)，是中國(guó)第二大沉積盆地，后備資源充足，勘探潛力較大。油藏具有低孔隙度、低儲(chǔ)集層壓力、低產(chǎn)量的特征，儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)及油水關(guān)系復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)，自然產(chǎn)能低，經(jīng)壓裂改造后具有較好產(chǎn)能。

隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，部分油井已進(jìn)入高含水期。儲(chǔ)集層平面、層間、層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重,剩余油在空間上分布狀況較為復(fù)雜[1],水淹也逐漸從均質(zhì)體向非均質(zhì)體及薄差層方向推進(jìn)，厘清剩余油分布及水淹狀況是油田開(kāi)發(fā)需要解決的一個(gè)難題，因此水淹層識(shí)別對(duì)油田開(kāi)發(fā)中后期剩余油挖潛具有重要意義[2]。

水淹層常規(guī)評(píng)價(jià)方法是采用實(shí)驗(yàn)室密閉取心分析化驗(yàn)資料，研究?jī)?chǔ)集層油水分布規(guī)律及水淹程度。這種方法成本高，受限于密閉取心井少，一個(gè)區(qū)塊只有少量的密閉取心井，不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的需求。地化、核磁共振及輕烴等錄井技術(shù)的日益成熟，為長(zhǎng)慶油田的水淹層評(píng)價(jià)提供了新的方法。

1 水淹機(jī)理

儲(chǔ)集層發(fā)生水淹時(shí)，其油水飽和度分布、孔隙度與滲透率、巖石潤(rùn)濕性、地層水礦化度和陽(yáng)離子交換能力等許多物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生較大變化[3]。

儲(chǔ)集層水淹時(shí)滲透率較高的孔隙表面的黏土礦物會(huì)被攜帶走而減少，孔喉發(fā)生變化，孔隙度總體趨勢(shì)變大。大慶油田、勝利油田及大港油田的巖心分析及水驅(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：長(zhǎng)期注水后，孔隙度總體變化趨勢(shì)增大，增大率約為5%，而滲透率較低的巖石喉道較細(xì)小，高嶺石等黏土礦物就可能堵塞在微小的喉道窄口上而造成滲透率降低的現(xiàn)象[4]。水淹層的這些變化反映在錄井參數(shù)上是孔隙度和滲透率的異常。在實(shí)際錄井水淹層評(píng)價(jià)過(guò)程中，主要應(yīng)用核磁共振孔隙度參數(shù)來(lái)表征儲(chǔ)集層物性變化情況。

儲(chǔ)集層水淹時(shí)其流體性質(zhì)會(huì)不斷發(fā)生變化。水淹前儲(chǔ)集層內(nèi)主要充注原油及束縛水，隨著水淹程度的增加，可動(dòng)油逐漸減少，含油飽和度逐漸減小，可動(dòng)水飽和度逐漸增大。

2 評(píng)價(jià)方法

長(zhǎng)慶油田水淹層錄井評(píng)價(jià)方法主要應(yīng)用地化、核磁共振錄井譜圖，以及地化、核磁共振及輕烴錄井?dāng)?shù)據(jù)及派生參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中地化、核磁共振及輕烴錄井參數(shù)為巖心分析數(shù)據(jù)，并且所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行了歸一化校正處理。

2.1 地化及核磁共振譜圖評(píng)價(jià)

地化及核磁共振譜圖評(píng)價(jià)是利用巖石熱解氣相色譜及核磁共振譜圖的特征定性判斷儲(chǔ)集層水淹情況的一種錄井評(píng)價(jià)方法。

當(dāng)儲(chǔ)集層未水淹或弱水淹時(shí)，錄井參數(shù)表征為地化譜圖組分齊全，峰值較高，峰型飽滿(mǎn)呈規(guī)則梳狀分布，基線相對(duì)平直；核磁共振譜圖含油飽和度較高，儲(chǔ)集層可動(dòng)油較多，可動(dòng)水較少。當(dāng)儲(chǔ)集層為中、強(qiáng)水淹層時(shí)，地化譜圖輕組分相對(duì)不發(fā)育，峰值較低，峰型不飽滿(mǎn)；核磁共振譜圖含油飽和度相對(duì)較低，可動(dòng)油不明顯，儲(chǔ)集層可動(dòng)水較多，如圖1所示。

圖1 油層及強(qiáng)水淹層的地化及核磁共振譜圖

2.2 核磁共振油水飽和度交會(huì)評(píng)價(jià)

儲(chǔ)集層水淹時(shí)，油水飽和度發(fā)生變化，錄井參數(shù)表征為核磁共振含油飽和度的降低及核磁共振含水飽和度的升高。根據(jù)這一特征，把核磁共振含油飽和度與含水飽和度兩項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行交會(huì)，能夠直觀反映儲(chǔ)集層水淹情況。如圖2所示，當(dāng)核磁共振含油飽和度曲線在右、含水飽和度曲線在左時(shí)，兩者呈現(xiàn)正異常，以紅色涂于兩者交會(huì)處，反映儲(chǔ)集層含油性較好，為油層或弱水淹層；當(dāng)核磁共振含水飽和度曲線在右、含油飽和度曲線在左時(shí)，兩者呈現(xiàn)負(fù)異常，以藍(lán)色涂于兩者交會(huì)處，反映儲(chǔ)集層含水明顯，為中、強(qiáng)水淹。儲(chǔ)集層水淹程度與兩者交會(huì)面積大小呈正比關(guān)系。

圖2 流體判別水淹層示意

2.3 核磁共振孔隙度與剩余油指數(shù)交會(huì)評(píng)價(jià)

剩余油含量是水淹層評(píng)價(jià)中一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，而錄井參數(shù)能夠直觀反映儲(chǔ)集層剩余油含量變化情況。其中氣測(cè)錄井主要檢測(cè)儲(chǔ)集層被鉆開(kāi)后擴(kuò)散到鉆井液中的輕質(zhì)烴含量；輕烴錄井主要檢測(cè)儲(chǔ)集層保存在巖心中的輕中質(zhì)烴含量；地化錄井主要檢測(cè)儲(chǔ)集層保存在巖心中的中重質(zhì)烴含量；核磁共振錄井主要檢測(cè)儲(chǔ)集層保存在巖心中的烴含量。當(dāng)儲(chǔ)集層沒(méi)有發(fā)生水淹或弱水淹時(shí)，歸一化處理的錄井參數(shù)值相對(duì)較高，而水淹后的值相對(duì)較低。

結(jié)合試油數(shù)據(jù)把錄井參數(shù)與試油數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，發(fā)現(xiàn)相關(guān)性均在0.4以上。將這些參數(shù)組合應(yīng)用，提出使用剩余油指數(shù)Ido，其計(jì)算公式如下：

Ido=0.000 03Tlh+0.127 5Tg+0.653 2S1+0.157 8SNMR

式中：Tlh為輕烴總烴；Tg為氣測(cè)全烴；S1為地化液態(tài)烴；SNMR為核磁共振含油飽和度。

經(jīng)驗(yàn)證，剩余油指數(shù)與試采數(shù)據(jù)相關(guān)性較好，達(dá)到0.783 3，說(shuō)明該項(xiàng)指數(shù)與水淹程度具有一定的趨勢(shì)性，能夠較好反映水淹層剩余油含量。

根據(jù)水淹機(jī)理，發(fā)生水淹后儲(chǔ)集層孔隙度會(huì)有不同程度的變化[4]。據(jù)此可以判定：當(dāng)儲(chǔ)集層某段核磁共振孔隙度異常高于其他段核磁共振孔隙度時(shí)，儲(chǔ)集層應(yīng)該發(fā)生了水淹現(xiàn)象，而且異常幅度越大，水淹程度越高；當(dāng)儲(chǔ)集層核磁共振孔隙度相對(duì)穩(wěn)定或變小時(shí)，說(shuō)明儲(chǔ)集層水淹程度較小或未發(fā)生水淹情況。

核磁共振孔隙度與剩余油指數(shù)都能夠指示水淹程度，因此可以利用核磁共振孔隙度與剩余油指數(shù)進(jìn)行交會(huì)定性判別水淹程度。交會(huì)情況如圖3所示。交會(huì)判別標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

圖3 核磁共振孔隙度與剩余油指數(shù)交會(huì)判別水淹示意

表1 核磁共振孔隙度與剩余油指數(shù)判別水淹標(biāo)準(zhǔn)

3 應(yīng)用效果與實(shí)例

應(yīng)用錄井水淹層識(shí)別方法，開(kāi)展了長(zhǎng)慶油田水淹層的評(píng)價(jià)工作，截至2018年底，共評(píng)價(jià)35層，試油驗(yàn)證30層，符合25層，符合率為83.3%。

以J 89-834井為例，該井位于長(zhǎng)慶油田伊陜斜坡，油藏為巖性油氣藏，目的層為長(zhǎng)4+5段，鄰井此層段注水開(kāi)發(fā)。評(píng)價(jià)井段為2 521.0～2 524.0 m、2 532.0～2 534.0 m，巖性均為油斑細(xì)砂巖，全烴均值為1.17%～2.57%。測(cè)井解釋兩段均為弱水淹層。

地化譜圖識(shí)別：2 521.0～2 524.0 m井段，儲(chǔ)集層頂部地化譜圖特征為烴類(lèi)組分齊全，幅度較高，峰型飽滿(mǎn)呈規(guī)則梳狀分布，基線相對(duì)平直，含油明顯，為油層特征，未水淹；儲(chǔ)集層底部色譜圖組分相對(duì)齊全，但幅度較低，峰型不飽滿(mǎn)，含油相對(duì)較差，為弱水淹特征。2 532.0～2 534.0 m井段地化譜圖幅度更低，組分不全，不飽滿(mǎn)，為中重水淹層(圖4)。

核磁共振譜圖識(shí)別：2 521.0～2 524.0 m井段，儲(chǔ)集層頂部核磁共振譜圖含油明顯，可動(dòng)油發(fā)育，儲(chǔ)集層可動(dòng)水較少，為油層特征，未水淹；儲(chǔ)集層底部核磁共振譜圖含油相對(duì)變差，可動(dòng)油含量變少，可動(dòng)水發(fā)育，為弱水淹特征；2 532.0～2 534.0 m井段，核磁共振譜圖反映儲(chǔ)集層大孔隙發(fā)育，可動(dòng)水明顯發(fā)育，具有一定的可動(dòng)油，說(shuō)明水淹嚴(yán)重，為中重水淹層(圖5)。

圖4 J 89-834井地化譜圖

核磁共振油水飽和度交會(huì)識(shí)別：圖6所示為J 89-834井錄井圖，其中2 521.0～2 524.0 m井段，頂部核磁共振含油飽和度曲線與含水飽和度曲線交會(huì)，正異常非常明顯，為油層特征；底部交會(huì)呈小幅度負(fù)異常，為弱水淹特征；2 532.0～2 534.0 m井段，核磁共振含油飽和度曲線與含水飽和度曲線交會(huì)，負(fù)異常明顯，交會(huì)面積較大，為中重水淹特征。

圖5 J 89-834井核磁共振譜圖

圖6 J 89-834井錄井圖

核磁共振孔隙度與剩余油指數(shù)交會(huì)識(shí)別:2 521.0～2 524.0 m井段，頂部核磁共振孔隙度曲線與剩余油指數(shù)曲線交會(huì)，核磁共振孔隙度變小，剩余油指數(shù)變大，為差油層特征；底部為核磁共振孔隙度變大，剩余油指數(shù)變大，為弱水淹特征；2 532.0～2 534.0 m井段，核磁共振孔隙度曲線與剩余油曲線交會(huì)，孔隙度變大，剩余油指數(shù)變小，為中重水淹特征。

綜合以上3種方法，該井2 521.0～2 524.0 m井段頂部解釋為油層，底部解釋為弱水淹層；2 532.0～2 534.0 m井段綜合解釋為中水淹層。

該井于2018年1月開(kāi)始對(duì)井段2 521.0～2 524.0 m、2 532.0～2 534.0 m兩段合采，第一個(gè)月產(chǎn)油1.19 t/d，含水率為71.3%，第二個(gè)月產(chǎn)油0.71 t/d，含水率為73.7%，開(kāi)采后日產(chǎn)油量不斷減少，含水率不斷增加，儲(chǔ)集層綜合試采結(jié)果為中水淹層。根據(jù)錄井水淹層評(píng)價(jià)情況，建議封堵中水淹層2 532.0～2 534.0 m井段，保留2 521.0～2 524.0 m井段繼續(xù)開(kāi)采，甲方采納了該建議。于2018年5月對(duì)2 532.0～2 534.0 m井段封堵后，日產(chǎn)油量和含水率都見(jiàn)到了明顯成效，起到了控水增油的作用(圖7)。封堵后，儲(chǔ)集層綜合試采結(jié)果為弱水淹層。兩次試采結(jié)論與錄井解釋基本吻合，驗(yàn)證了錄井解釋的準(zhǔn)確性。

圖7 J 89-834井采油示意

4 結(jié) 論

通過(guò)在長(zhǎng)慶油田水淹層錄井評(píng)價(jià)研究，得出以下結(jié)論：

(1) 地化錄井譜圖能夠直觀反映儲(chǔ)集層剩余油變化情況；核磁共振譜圖能夠直觀反映儲(chǔ)集層物性變化、可動(dòng)油變化及可動(dòng)水變化情況。

(2)剩余油指數(shù)是輕烴總烴、氣測(cè)全烴、地化液態(tài)烴、核磁共振含油飽和度參數(shù)與試油參數(shù)回歸后獲得的，該項(xiàng)指數(shù)與水淹程度具有一定的趨勢(shì)性，能夠較好反映水淹層剩余油含量。

(3)核磁共振油水飽和度交會(huì)及核磁孔隙度與剩余油指數(shù)交會(huì)方法，能夠精細(xì)刻畫(huà)儲(chǔ)集層的物性變化特征，流體變化特征以及相互之間的變化趨勢(shì)。

(4)三種水淹層錄井識(shí)別方法綜合應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確識(shí)別儲(chǔ)集層的水淹情況，為油田開(kāi)發(fā)中的控水增油提供有力支持。