注水开发过程中储层参数变化规律的测井地质评价.pdf

注水开发过程中储层参数变化规律的测井地质评价吴欣松(中国矿业大学#北京)苏小军 吴宗来(中国石油大港油田公司)(石油大学#北京)摘要吴欣松,苏小军,吴宗来.注水开发过程中储层参数变化规律的测井地质评价.测井技术,2002,26(4):311 314油田长期注水开发过程中,由于地层压力的变化、注入水的长期冲刷以及一系列注采工艺措施的实施,储层性质会发生明显的变化,研究这些变化对于老油田增产挖潜措施的制定具有重要意义。以北大港油田港西开发三区为例,以水洗前后岩心分析资料为依据,利用测井地质研究为主要手段,探讨了复杂断块油田储层参数变化规律,提出了该区剩余油的分布模式以及今后油田挖潜的重点。关键词:测井解释 地质评价 储层非均质性 储层参数 剩余油分布 注水开发ABSTRACTWu Xinsong,Su Xiaojun,Wu Zonglai.Logging Geology Evaluation of Reservoir Parameter Changes inWater Flooding Production.WLT,2002,26(4):311-314Because of the changesof strata pressure,brushing of injectedwater and a series of injection-recovery measures inthe procedure of long-period water-flooding in an oilfield,the propertes of the reservoir may have changed obviously.To study these changes is very important for an old oilfield to select reasonable measures to increase its production.Take No.3 zone,Gangxi development area in Beidagang Oilfield for example,changes of reservoir properties of oi-lfield with complex fault blocks are studied through logging-geologic evaluation on the basis of core analysis before andafter water washing.Then,remaining oil distributions and suggestions for increasing production are put forward.Subjects:log interpretation geology evaluation reservoir heterogeneity reservoir parameterremaining oil distribution water flooding production 引言目前我国东部大多数油田已进入高含水后期开采阶段,油藏的储层性质,如胶结类型、储层物性、孔喉大小、储层非均质等发生明显的变化。弄清这些由于岩性-流体相互作用、注采工艺实施引起的储层性质变化,对正确认识油藏目前的储层特征、剩余大孔道及剩余油分布预测具有十分重要的理论及实际意义,同时,为油田进一步挖潜和开发方案的调整实施提供依据。本文选择我国东部黄骅坳陷开发了近 40 年的港西开发区为研究对象,以测井资料为主要手段,开展储层参数与储层性质在注水开发过程中的变化规律。港西开发区位于黄骅坳陷中部,于 1965年 3 月发现,1972年2 月开始以不规则的点状面积注水方式开发,1979 年开始实施 大规模 调整,截 止到 1999 年底,采 出程度24189%,可采储量采出程度82111%,综合含水 89135%,自然递减 11114%,综合递减 3124%。主力含油层系为上第三系的明化镇组和馆陶组。油层空气渗透率平均为854 10-3L m2,孔隙度为 31%,为典型的高孔高渗砂岩油藏。测井评价的基本思路首先,针对港西开发区断层复杂,缺乏统一的标准层的特点,通过构筑视标准层1,采用趋势分析技术,进行测井资料的数据标准化,以达到消除由于仪器型号不统一和操作方法不同所引起的误差;在此基础上,分别#311#第26 卷#第 4期 测 井 技 术利用早期的取心井资料和开发中后期检查井水淹层段的资料以及岩心归位资料,进行不同开发阶段储层四性关系的研究,建立储层参数测井解释模型;然后,对研究区不同时期的测井资料分别进行二次处理与解释,开展储层参数变化规律的研究。1.视标准层的构成港西三区自 1965 年投入开发以来,截止到目前共有注水井和采油井 200多口,所使用的测井系列多,时间横跨长。只有通过测井资料的标准化,才能消除因不同井眼条件和泥浆性质差异、不同的仪器类型和不同的测井时间等引起的系统误差。测井数据标准化的首要工作是确定标准层。由于港西开发区属于复杂断块型油田,明化镇组又是以中弯度曲流河沉积为主,缺乏统一的标准层。因此本文研究采取构筑视标准层的方法,即可从大段岩层之中拟合出一套分布稳定、沉积相同,不受岩性、物性、含油性、界面、井眼条件、特殊岩性段等因素影响的非渗透层的集合)视标准层。一般认为,若视标准层构成合理,其测井响应符合正态分布。图 1 为港西开发区 X34-6 井明化镇组视标准层声波时差频率直方图,可以看出它遵循正态分布。2.趋势面法测井资料标准化趋势面分析的优点在于它能够对地质数据中所包含的信息进行分解,排除随机干扰,找出区域变化趋势,突出局部异常。其基本方法是利用多元分析技术,计算出一个数学曲面来拟合数据的区域变化趋势,这个面就称为趋势面。一般进行趋势面拟合采用的是多项式拟合。采用二次趋势面拟合,其具体计算公式为Z(X,Y)=A0+A1#X+A2#Y+A3#X2+A4#XY+A5#Y2+E(1)通过对各种曲线的趋势面标准化,即可对测井资料进行校正,从而达到全区统一刻度的目的。趋势分析表明,港西三区明化镇组视标准层声波时差呈现出由南向北逐渐增加的趋势,由西南角的 395 L s/m 上升到北部的420 L s/m 以上。声波校正值在-20+20 L s/m 之间。可以看出,如果不进行测井数据的标准化,其最大孔隙度误差将会超过 5%,对渗透率的解释影响将会更大。3.不同开发阶段储层四性关系与参数解释模型研究以开展大规模调整的 1979 年为时间界线,分别选取了不同时期的取心井和检查井资料,开展储层四性关系研究2。结果表明,随注水开发的进行,孔隙度与声波时差之间,泥质含量与自然伽马相对幅度之间,粒度中值与孔隙喉道参数之间的关系均发生了明显的变化。对于同样的声波时差,其对应的孔隙度有所增加。从粒度中值与孔喉大小关系图上亦可看出(见图2)。对于同一粒度中值,水洗后喉道明显增加,且随岩性的变粗,增加的幅度也增大。利用多元逐步线性回归分析,分别建立了不同开发时期储层参数的测井解释模型。(1)孔隙度解释模型水洗前:=1.0014 ac-0.1141 R=0.918水洗后:=1.5829 ac-16.71 R=0.804(2)ac=1Cp#t-tmatf-tma 100%(3)式中,ac为利用 Whilly 公式计算并进行压实校正以后的声波孔隙度;Cp为压实系数,Cp=1.752-0.000236Depth;tma为骨架声波时差,取值 182 L s/m;tf为流体声波时差,取值 640 L s/m。(2)泥质含量解释模型水洗前:Vsh=29.828$GR+5.7877R=0.7561(4)水洗后:Vsh=39.131$GR+4.1875R=0.7324(5)式中,$GR 为自然伽马相对幅度。图 1 X34 n 6 井视标准层声波时差频率分布图图 2 粒度中值与平均孔喉半径关系#312#测 井 技 术 2002 年(3)渗透率解释模型水洗前:lg K=-1.6936+0.1520-0.0185 Vsh R=0.915(6)水洗后:lg K=-1.8778+011231-0.0039 Vsh R=0.808(7)(4)最大连通孔喉半径(Rmax)解释模型lg Rmax=0.4032+0.0430-0.0360Vsh n=11 R=0.949(8)lg Rmax=-0.0568+0.0369-0.0090Vsh n=8 R=0.811(9)(5)平均孔喉半径(Rave)解释模型lg Rave=-0.1492+0.0533-0.0352Vsh n=11 R=0.917(10)lg Rave=-0.0952+0.0301-0.0126Vsh n=8 R=0.831(11)(6)饱和度中值半径(R50)解释模型lg R50=-1.6030+0.1064-0.0675Vsh n=11 R=0.951(12)lg R50=0.3688+0.0319-0.0248Vsh n=8 R=0.878(13)储层参数变化规律根据开发早期和开发中后期测井资料重新处理的结果,在多井评价的基础上,对港西三区明、明油组各小层的储层参数进行了统计和对比分析。1.开发中后期和开发早期相比,储层物性明显变好,孔隙喉道普遍增大从储层物性来看,孔隙度由开发早期的 31152%上升为开发中后期的 33132%,平均增加 118 个孔隙度,其相对变化率为 5174%;渗透率由 3 456 10-3L m2增加到4 389 10-3L m2,平均增加 933 10-3L m2,变化率为28156%(见图3)。从孔隙结构特征来看,储层泥质含量由开发早期的25187%降低为21184%(见图 4),平均下降 4 个单位,相对变化率为-16111%,与此相对应,储层孔隙半径明显变大。开发早期,明、明油组最大孔喉半径、平均喉道半径、饱和度中值半径的平均值分别为 16117、9156、7116 L m,开发中后期分别增加到 20131、11 187、9129 L m,相对变化率分别为 25168%、27119%和32142%。*非法定计量单位,1 D=9.869 23 10-1Lm2,下同图3 各小层平均渗透率对比图图 4 各小层平均泥质含量对比图图 5 各小层平面变异系数对比图图 6 渗透率与最大连通喉道半径关系21 各小层变化率差别较大,物性相对较差的储层增加幅度反而较大以明 段为例,孔隙度变化率最高达 11%以上,最低小于2%,渗透率变化率高达 70%以上,最低的不足7%。从统计数据看,渗透率变化相对率在 50%以上的#313#第26 卷#第 4期 吴欣松等:注水开发过程中储层参数变化规律的测井地质评价小层有 Nm-4(5618%)、Nm-5(73 12%)、Nm-7(6414%);其次为 Nm-1、Nm-7、Nm-9,其相对变化率在30%以上,变化最小的层为Nm-2、Nm-6、Nm-8,其相对变化率小于 10%。原来物性相对较差的小层,特别是平均渗透率在3 000mD*以下的小层,其物性增加的幅度明显,如Nm-5、Nm-7小层。而原来相对较好的小层,物性变化幅度反而较低,如 Nm-6、Nm-8 小层。这一变化特征主要与本区储层以粉砂和细砂岩为主,胶结物以泥质为主,成岩作用较弱,物性普遍较好有关。泥质含量高的层受注入水的长期冲刷,其泥质含量降低幅度更大,因而物性的变化率较高(见图5)。3.储层层间非均质性和平面非均质有所减弱,而层内非均质性和孔间非均质性明显增强从测井多井评价统计分析结果可以发现,单井层间非均质性和小层平面非均质性有所降低,小层平均层间渗透率变异系数由开发早期的 01431 下降为开发中后期的01365,而小层层间渗透率突进系数平均值则由开发早期的 2109 下降为开发中后期的 1171。根据对明二、明三共 16 个小层的平面渗透率分布的方差(或变异系数)的计算结果,层间非均质明显降低(见图5),而且明二段的储层非均质性变化幅度比明三段大,其主要原因可能与泥质成分的差异有关。根据X42-7-1井统计,明二段粘土矿物含量较高,高岭石和伊利石平均含量为 2012%和 619%,而明三段粘土矿物含量较低,X18-14-1 井统计结果,高岭石和伊利石平均含量分别为 717%和 313%。说明明二段储层潜在的储层敏感性更强,受注水的影响就更大。从孔隙喉道半径与渗透率的关系图(见图 6)可以看出,水洗前后二者之间的关系变化比较大,对于同样大小的喉道半径而言,其对应的渗透率值下降了。这说明水洗后储层的微观非均质性比水洗前进一步增强了,大孔隙变得更大,而小孔隙变得更小了,即储层的微观非均质性明显加剧。结 论(1)测井地质多井评价是研究储层参数变化规律的有效手段,其关键是分期建立储层参数解释模型,在此过程中首要任务是做好复杂断块油田测井资料的标准化工作。(2)高孔高渗砂岩储层在长期的注水开发过程中,由于不断地实施调剖、油井转注等工程措施,油层的动用程度比较高,可能使储层层间非均质和平面非均质有所减弱。(3)影响该类油田挖潜的主要地质因素是储层层内非均质性和孔间非均质性,在特高含水期,除注采井网不完善(如断层、微构造)形成的剩余油外,主要是赋存于油层的低渗透部位即由层内非均质造成的剩余油,该类剩余油的动用难度较大。参考文献1 王志章,熊琦华等.视标准层的构成与测井资料数据标准化.石油大学学报(自然科学版)J,1995,19(1):13 182 陈亮,吴胜和,刘宇红.胡状集油田胡十二块注水开发过程中储层动态变化研究.石油实验地质 J,1999,21(2):141145(收稿日期:2002-01-01 本文编辑 王 环)中国石油学会测井专业委员会射孔分会第三届年会在大庆召开中国石油学会测井专业委员会射孔分会第三届年会于 2002 年7 月 22 日 30 日在黑龙江省大庆市召开。会议由大庆试油试采分公司、大庆射孔弹厂、大庆射孔弹检测中心联合承办。中国石油股份有限公司勘探与生产分公司副总工程师、中国石油学会测井专业委员会主任陆大卫、中国石化集团公司油田事业部副处长李宝同、中国石油天然气集团公司市场部副处长安涛以及大庆石油管理局局长助理齐振林等领导出度了会议并作了讲话。来自全国各测井公司、生产厂家、研究所等 40多个单位 100 余人参加了会议。会上发布论文32 篇。会上射孔分会主任王志信(教授级高级工程师)作了年会工作报告和财务报告,回顾了射孔分会两年来的各项活动和所取得的成绩。与会代表积极发言,分析了国内外射孔技术的现状及发展前景,对射孔新技术、新产品进行了充分交流。此次会议选举产生了第三届射孔分会委员,主任王志信、副主任安涛、刘国志、刘顺生。经研究批准新增会员单位 6家。下一届年会拟定 2003年上旬召开,由辽河测井公司承办。这次会议开得圆满成功。(本刊通讯员 供稿)#314#测 井 技 术 2002 年 作者简介谢然红 讲师,1966 年生。1989 年毕业于石油大学(华东)测井专业;1992年获石油大学(北京)应用地球物理专业硕士学位。现从事岩石物理和测井解释的教研工作。(地址:北京昌平石油大学地科系 邮编:102200 E nmail:Xierh )李艳华 博士,1974 年生。2000 年毕业于石油大学(北京)地科系地球物理专业,现在北京大学地球与空间科学学院作博士后。(地址:北京海淀区北京大学畅春园 60 n403 邮编:100871)李洪奇 教授,博士生导师,1960年生。1982 年获华东石油学院测井专业学士学位,1998 年获中国科学院固体地球物理专业博士学位。现从事应用地球物理专业的教学和科研工作。(地址:北京昌平石油大学资源与信息学院 邮编:102249)李曙光 1968 年生。2000 年在吉林大学物理系获理学硕士学位,现在燕山大学任教,在读博士生。主要研究方向为非均匀介质中的电磁波理论和光子局域化。(地址:河北省秦皇岛市燕山大学理学院应用物理系 邮编:066004 电话:0335 n 8074705(办)0335 n 8061431(家)赵 军(地址:新疆库尔勒市塔里木油田公司勘探开发研究院测井中心 邮编:841000 电话:0996 n 2171429)马向东 工程师,1969 年生。1993 年毕业于西南石油学院石油地质专业。现从事测录井资料综合解释与研究工作。(地址:江苏江都真武江苏油田地质测井处解释计算中心 邮编:225265 电话:0514 n 6763472)侯平舒 工程师,1971 年生。1993 年毕业于江汉石油学院石油地质系。现从事油气田开发及研究工作。(地址:山东东明采油六厂地质大队 邮编:274511 E n mail:houpingshu 电话:0530 n 4861533)付恩玲 工程师,1967 年生。1989 年毕业于大庆石油学院矿场地球物理专业。现从事测井资料解释与方法研究。(地址:河北省任丘市华北油田测井公司解释计算中心 邮编:062552)苏 华 高级工程师。从事声波测井资料的解释应用。现在中国海洋测井公司工作。(地址:北京 255 信箱计算中心 邮编:101149 E n mail:suhua 电话:010 n 84522288 n 6183)石 强 工程师,1965年生。现在中国地质大学地球科学系攻读硕士学位,长期从事测井地质及测井解释工作,曾发表论文多篇。(地址:河北廊坊 44信箱石油勘探开发研究院廊坊分院 邮编:065007 电话:010 n 69213604)韩玉堂 工程师,1969 年生。1991 年毕业于大庆石油学院测井专业。主要从事测井数据采集与资料解释工作。现任大庆油田测试分公司解释计算站站长。(地址:黑龙江省大庆市丰收村大庆油田测试技术服务分公司解释计算站 邮编:163153)吴欣松 讲师。1994年毕业于石油大学(北京)矿产普查与勘探专业,获硕士学位。主要从事储层地质与油藏描述方面的教学与科研工作。目前正在中国矿业大学(北京)攻读博士学位。(地址:北京市昌平区府学路石油大学资源与环境科学系 邮编:102200)宋子齐 教授,1944 年生。享受国务院政府特殊津贴专家。从事油气储层研究、测井解释及油藏剩余油分布教学和科研工作。(地址:陕西西安电子二路西安石油学院 19n 504 信箱 邮编:710065 电话:029 n 8383867)王成荣 助理工程师,1969 年生。1996 年毕业于江汉石油学院地球物理勘探系测井专业,现在吐哈油田录测井公司从事生产测井资料处理、解释工作。(地址:新疆鄯善火车站镇吐哈油田录测井公司研究所 邮编:838202 电话:0995 n 8371679)王 炜 工程师,1971 年生。1992 年毕业于西安石油学院仪器系。曾参与 SKC 数控测井系统及 ERA2000 成像测井系统的研制工作。现从事高速电缆遥传项目的开发研制工作。(地址:陕西省西安市西影路 53号副 2号西安石油勘探仪器总厂研究所 电话:029 n 5521769 n 5254)吴永清 工程师,1963年生。长期从事射孔技术研究及应用管理工作,现任中原石油勘探局测井公司副总工程师。(地址:河南濮阳中原路 58 号中原油田测井公司 邮编:457001 电话:0393 n 4822720)杨 志 工程师,1962 年生。1989 年毕业于西安石油学院。现从事 CSU 测井及维护技术工作,任项目经理。(地址:河北任丘华北石油管理局测井公司 邮编:062552)李 甲 工程师,1966 年生。1990 年毕业于长春地质学院应用地球物理测井专业,现在华北石油局数字测井站从事石油测井设备管理工作。(地址:河南新乡中国新星石油公司华北石油局数字测井站 邮编:453700)张强德 高级工程师,1959 年生。1983 年毕业于石油大学(华东)采油工程专业。现任中原油田采油工程事业部副经理。(地址:河南省濮阳市中原油田采油工程事业部 邮编:457001)郭圣延 工程师,1970 年生。1993 年毕业于北京理工大学力学工程系,1999年考入国防科技大学攻读工程力学硕士研究生。现在大庆射孔弹厂研究所开发室工作。(地址:黑龙江省大庆市大庆射孔弹厂 邮编:163853 电话:0459 n4697665 E n mail:guoshy )林纯增 高级工程师,1942年生。1965 年毕业于北京石油学院。从事测井资料解释与研究工作。现工作于中油测井有限责任公司(CNLC)。(地址:北京市西城区六铺炕街 6号 邮编:100724 电话:010 n 68662943)马建海 高级工程师,1984年本科毕业于石油大学测井专业,现在读石油大学(华东)研究生。现为青海油田分公司勘探事业部副总工程师,主要从事测井、录井生产管理和研究工作。(地址:甘肃墩煌七里镇青海油田分公司勘探事业部 邮编:736202)#352#测 井 技 术 2002年