测井低对比度油层饱和度评价与分布研究及其应用（可编辑）

测井低对比度油层饱和度与分布研究及其应用（可编辑） 测井低对比度油层饱和度评价与分布研究及其应用 测井低对比度油层饱和度评价与分布研究 及其应用 欧阳健 修立军 石玉江 李长喜中国石油勘探开发研究院,北京; 中国石油吉林油田分公司,吉林省松原市 ; 陕西省西安市 中国石油长庆油田分公司, 摘 要:回顾 “中国石油”测井解释技术的发展,阐述构造油藏中测井饱和度一电阻率及低阻油层分布规律,简 要介绍了自 世纪 年代以来 “岩心刻度测井”岩石物理研究与饱和度评价技术的发展,以及黏土附加导电、钻井液 侵入油、水层的岩石物理与电测井响应等的研究。在吉林、长庆油田低渗透岩性油藏勘探中,近年来发现烃源岩排烃压 力 距生油岩距离 控制含油饱和度 电阻增大率 的分布。简要介绍了复杂孔隙类型的低渗透砂岩油层的复杂电性质 研究 与数值模拟方法 与测井饱和度评价研究进展,对低对比度油层识别、评价与低渗透砂岩油层的产能预测,以及 对储量参数研究等的应用。 关键词:低幅度圈闭;低阻油层;低渗透砂岩油藏;黏土附加导电与电化学束缚水;钻井液侵入;电测井响应;饱 和度评价;测井识别油层 中图分类号: . 文献标识码: 原中国石油天然气总公司勘探局 年之后为 中饱和度一电阻率分布规律,在此基础上,建立黏土附 中国石油股份有限公司勘探与生产分公司 组织渤海、 加导电与电化学束缚水及钻井液侵入油、水层的系统 湾松辽及西部有关各油田,自年至今开展了低电 岩石物理研究模型与数值分析,以及相应的解释与定 阻油层与前古近系低渗透砂岩油层的测井岩石物理研 量评价方法。同时还介绍了正在发展的低渗透砂岩复 究与解释方法的攻关。前者指以中浅层低幅度圈闭的 杂孔隙结构与电性质关系研究,包括具有微裂缝的低 甚至 渗透砂岩电各向异性粒间孔隙为主的砂岩,油、水层的电测井差别小, 双侧向测井的响应与三维正、反 比值小于 ,测井识别油层困难;后者指前古近系或前 演数值计算方法。 白垩系复杂孔隙结构的低渗透砂岩岩性油藏,其油层 在此简要回顾中国石油测井解释油层的发展: 与水层、低产油层、干层之间的电测井、孔隙度测井差世纪 年代以前,用横向测井 ~ 条非 别小,测井识别与评价油层困难。这里用“低对比度油 聚焦电测井 考虑井径/钻井液与层厚/围岩的影响, 层”概括上述两类不同的勘探目标。 以求准地层电阻率为主 大庆长垣、胜坨、孤岛、北大 经过 年攻关,已取得较大成果与进展。主要是 港等油田为代 。其解释原理为:介质中微分形式欧 对于构造油藏与低孔渗砂岩的岩性油藏分别根据毛管 姆定律在求解区域 内满足条件 方程电位 的 压力理论与生油岩排烃与运聚理论建立了相应的油藏 分布。在五六十年代, 无限厚层用方程解析解一数值积 第一作者简介:欧阳健,男,教授级高级工程师,年毕业于北京石油学院,现为 中国石油勘探开发研究院专家。长期从事测井油气 层评价与油藏岩石物理研究等工作。 收稿日期: ? ? ? 中国石油勘探 年第 期M K 3 壁 分计算制作 图版 , 有 限 厚 层 用 电模 型 按差 分 法求 考虑 到液 管 内 之 间的 作 用 力 与管 内液 体 体 与毛 L a l a s M K 3 解 方程制 作 图 版 ; 重 量 平 衡 的结果 , 可 得 到 : p 一 2 2 0 世 纪 七 八 十 , 采 用 焦 电测 井 孔 年 代 聚 隙 " 2 0 c o s O / , . 度测井 , 直接 用 聚焦 电测 井 感应 与侧 向测 井 视 电 阻 P 。 。 。 。。 率 , 并 用 体 积 模 型 应 用 计算 机 定 量 解释 孔 隙度 、 渗 透 ? ? r c 0 上 渤 区 以 、 曙 光 、 丘 、 式 中 。 w 、 。。 分 别 为油水界 面 的表 面 张 率 、 饱 和度等参数 在 海 湾地 东辛 任 力 与 接 触 ; 孤 东等油 田为代表 。 感应 测 井 与侧 向测 井 皆应 用 计算 角 ? ? r 毛 径 。 必 机 开 展 数 值计算进行 方法研 究 与 要 的 环 境校 正 。 细 管半 h 3 2 0 9 0 上 见 烃 驱 力 世 纪 年 代 , 采 用 质 量 可 靠 的数控 测 井 , 由 述 可 , 当 类 替 愈大 即 含油高度 或 心 , 包 毛 压 用 油水密度差 愈大 , 油就 会进 入 更 小 的 毛 细 管中 , 则 含 应 用 关键 井岩 括 管 力资料 应 、 半渗透 隔板 入 饱 和 度就 大 。 此 外 , 可 以看 出 , 同 驱 力 条件 法 岩 电联 测 实验 及 深 研 究 钻 井 液 侵 入 的影 响等 , 开 油 愈 在相 替 “ ” , 原 了 小 的 毛 细 , 层 孔 隙 展 测 井 精 细 解释 与饱 和 度评价 , 即 岩 心 刻 度测 井 方 下 油进 不 更 管 中 即饱 和 度受储 1 9 9 6 2 0 9 0 法 以 里 木 、 疆 川 气 田 代表 , 结 构 毛 细管大 小分 布 控 制 。 世 纪 年代 以 来 , 西部 塔 新 、 东等油 为 一 气 公 测 井精 细 解释 的 饱 和 度 反 映 了这 规 律 。 年 中 国石 油 天 然 总 司 制 定 了探 井 解释规 范并在 各 。 Y M 7 功 实例 : 塔 北 地 区 井 是 在非 目的 层 段 古近 成 油 田推 广 ; 一 19 9 2 4 1 9 9 8 测 井 查 现 气 层 的关 井 之 塔 北 年 以来 , 采 用 高精度 的数 控 测 井 与成 像 系 复 时发 油 键 年 一 目 罗 圈 闭 层 砂 会 战 初期 的勘 探 的 层 为侏 系 以 下 地 层 。 测 井 , 针 对低 幅 度 低 阻 油 、 低 渗透 岩岩性 油 1/5 0 0 3 5 m 立 足 目 理 的 用 的标 准 测 井 复查 解释 了厚 具 底 水 的 藏 的 测 井 解释 攻 关 。 勘 探 标 成 因机 岩 石 物 ~ 4 6 8 0 4 7 1 5 m 1 块 状 气 层 图 , 对 于 该非 目的 层 , 理 研 究 与测 井 饱 和 度分 布规 律 , 开 展 多学 科结合 的测 油 质 气 显 探 目的 层 井 已 得 大 进 展 以 田 浅 层 的 细 勘 探 地 与 测录 井 皆 无 示 该 井 勘 为 下 古生 评价 取 较 各油 中 精 : 的 。 界 潜 山 , 完 井 后搬 迁 。 测 井 复查 解释 的 重 要 根 据 是 与前 古 近 系 低 渗 透砂岩油藏 为 代表 目 质 重 孔 感应 测 井 反 映 油 藏 中含油 饱 和 度随 高 度 降低 5 而 减 小 的 , 非均 更 为 严 的 复杂 岩性 与复 杂 隙 前 ~ 8 1 0 Q 111 分 规 , 且 测 井 电阻 率 , 为底部 结构 次 生 的 孔 洞缝 的碳 酸 盐 岩 以塔 里 木 与 川东 古 布 律 顶部 为 ~ ~ Q i n 3 3 1 9 0 . 3 2 7 % 生 、 火 山岩 以 疆 、 松 辽 深 层 为 代表 的 水 层 的 倍 声波 测 井 孔 隙度为 界为代表 新 。 一 x 0 m 2 5 % 1 8 1 / 理 究 展 久 。 由于 古 近 系 新近 系水矿化度高达 g 岩石 物 研 与测 井 评价攻 关 开 不 。 L , 且 藏 气 , 水 密度差 , 故 驱 力大 上 油 为凝析 油 较大 替 1 饱 储 层 物 性 较好 的构 造 油藏 中 和 度 分 0 . 2 M P a 的 部大 于 、 含 油饱 和 度 高 。 精细 解释 饱 和 度 布规 律研 究 一 显 藏 于 油 柱 高 度 关 系 示 了油 中饱 和 度分 布特征 。 由 Y M 7 重 质 基 层 测 井 解释 可 靠 , 未等 井 上 试 油装备 , 地 主 管 用 毛 细 管理 论 本 可 以描 述 砂 岩储 物性 较好 油 一 [11 7 0 1 7 0 2 Y M 7 署 井 和 井 钻 井 。 井 测试 出高产 藏 中饱 和 度 电阻率的分 布规律 , 多孔 介 质 岩石 可 看 当即部 待 一 7 0 7 0 气 1 , 1 井 与 2 井 也 继 钻 到 块 状 互 连 通 的 毛 网 , 由于 流体存 与渗 油 流 图 时 相 油 成 个 多维相 管 络 储 4 M 7 2 m 3 2 m Y 气 基 压 气 层 , 测 井 分 别 解释厚度为 、 。 油 藏 流 的 本空 间是 毛 细 管 , 可 将毛 管 力定 义 为两相 油 发 现 , 对 北 地 区古近 系 与 白垩 系 的 油 气勘 探 , 甚 至 的 和 界 面 上 的 压 力 差 , 毛 压 力 A 只存 在两 相 界 面 塔 管 水 对 进 入 凹 陷 的勘 探 , 皆影响深 远 。 上 , 可 形 压 力突 变 , 可 得 毛 细 平 衡理 论 的基 本 公 库车 并 成 管 1 0 I 从 个 层 主 的 典 型 式 : 统 计 我 国 西 到 东 数 类 储 为 构 一 一 一 造 油藏 的 油水 密度差 油柱 高度 饱 和 度 电 阻增大 - 一『 2 叫 】 一 - 1 h g 的 , 1 示 。 大 气 田 的驱 力 般为 P 。 p 。 p o 率 关 系 如表 所 油 替 “ ” ~ 0 . 3 3 M P a , 近 年来 中国石 油 发 现 的规模性 低 阻 ? ? 0 . 1M P a 层 驱 的 幅 圈 闭 。 可 见 p 水 密度 ; 油 多处 于 替 力小 于 低 度 油 式 中 。 ? ? ; p 。 原 油密度 ? ? h 上 的 “ 润 湿 相 原 油 在毛 管 中 升 高度 ; 。 三 要 中国石 油天 然 气总 公 司关 于 探井 个层 次测井解 释 技术 ? ? ” 重 力加 度 1 9 9 6 g 速 。 求 , 。 、 ’ No 1 2 0 0 9 r l 1 3 9 C h in a P e t r o le u m E × lo a t o n - p i ! 0: ? \? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 m ? 球 形 聚 焦 电 阻 事 ? ? ? i n ? ? ? 义 I!I 经 ? ? ? ? ? ? 钻 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 2 2 0 0 1 0 2 0 I 【 】 m 深 度 巾感应 也1 5? 率 试 油 结 论 自然 电位m v ? m 0 . 2 2 0 0 0 1 0 0 ? ? m 深感应 电阻 率 l s /f t ^ P 1 声被 【 I 自然伽 马 ? 0 l 5 0 0 2 2 0 0 14 0 4 0 _ ' , _ _ ; - ? 8 0 4 6 0 4 6 9 m 乏 I - 嚏 ' ’ l 油 :7 5 . 3 m / i , ? j ’ ? ’ ? × ‘ j ? 3 I . 4 1 0 h d 、 I - 一 气 : / - i ? ’ : ? ? a j , - ? l / 4 6 9 0 4 7 0 0 m ^ 一 , 4 6 9 0 一 庐 J - ? / - J ’ 1 ? 油 : 1 2 2 m / ? 》 享 : I 薹 / ’ ’ 。 ’ ‘ - × ? t : 2 9 10 m / c 】 | S ? ? / 毫 上 j , 4 7 0 0 ? 。 l ; ? 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T a b l e 1 C l a s s if i c a t i o n o f t h e d if f e r e n c e b e t w e e n o i l a n d w a t e r d e n s it i e s t h e r e s e r v o i r h e i h t a n d t h e o i l s a t u r a t i o n o f , , ? g ? ? ? ? ? s a n d s t o n e r e s e r v o i r s w i t h i n t e r r a n u l a r o r e s i n C h i n a ? g p ? ? ? ? ? ? ? ? \ ’ \ ? / c mP p g ? w 。 ? \ ? ? 、 ? ? ? ? \ % 一 ~ ~ ~ ? s 0 \ 0 . 1 0 . 1 0 . 15 二 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 0 . 4 ? 第 类 第 类 第 三 类 第 四 类 0 . 6 五 ? 第 类 ? ? ? \ ? ? ? \ ? ? ? ? ? ? ? m 度 含油高 ? 忒 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ~ ~ ~ ~ ~ ? ? ~ ~ ~ ~ ? ? 1 1 0 3 0 m 5 0 6 0 4 6 . 3 5 0 6 0 4 6 . 3 7 ? ? 类 : 6 0 0 6 . 3 1 1 6 5 8 5 8 . 2 4 4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ? ? ? 6 5 7 5 8 . 2 :4 0 7 0 m 6 0 7 0 6 . 3 1 1 2 16 6 0 8 0 6 . 3 2 5 6 5 9 0 8 . 2 10 0 ? ? ? ? ? ? 类 ? ? ? ? 3 8 0 m 类 : 渗透 率特 高 , 大 ~ ~ ? ~ ~ ? 6 5 9 0 8 . 2 10 0 7 0 8 0 1 1 4 4 ? ? ? 10 D 干 ? ? ? ? ? ? ? ~ ~ ~ ? ? ~ ~ 4 0 5 ? :1 0 1 0 m 6 0 9 0 6 . 3 10 0 6 5 9 0 8 . 2 10 0 ? 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I 纯 驱 验 砂岩 的气 油 水 半 渗 透 隔板 替 法 岩 电实 M P a h m 压 力 曲线 得 到 与 气藏高度 的 p c 。 加 管 1 方法 简述 : 半渗 透 隔 板 是 通 过 对 较 关 系 : 指 某种具 有 一 毛 压 力且 孔 经 处 理 从 只 大 管 隙表面 定化学 , 而 能使 h 一 一 0 . 0 1 3 2 p 。 润湿相溶液 如某 矿化度盐 水溶 液 在 定 压 力 下 渗 L a b 流 , 而 非润 湿 相流体 如油 、 气 等不 能渗透 多孔 陶 一 瓷 料 隔 板 。 驱 替时 通 过 压 力 阀 与 压 力 制 湿 h 2 材 等 表控 加 从 而 得 到 P c S w关 系 图 , 图 为 几 十块 样 品 氮 气 驱 替压 力 , 并通 过 观 察计量 管 中溶液量 来确保 两 的 压 反映 气 置 平均毛 管 力 曲线 , 它 了 藏 中不 同位 、 不 同 【 51 相 体分布达 到 。 流 平衡 渗 透率 孔 隙结构 的含水饱和 度 。 b 1 的 5 3 4 显 半渗透 隔 板 法 的优 点是 而 易 见 。 首先 , 由于 采 饱 和 果 验 , 见 和 度评价结 检 表 表 所示 。 用 了半渗透 隔 板 , 驱 替相 与润湿 相 的相 互 作 用 主要取 决 毛 压 这 驱 可 气 于 岩样 管 力 , 种 替过 程 较 好 地 模 拟 油 o 1 9 9 2 欧 阳健 等 , 塔里 木 盆地 石 油测井解释 与储层 描述 , 。 “ ” 成藏过 程后 的 压 力平衡 系统 ;其次 , 可 根据毛 细 管理 论 毛 志 强 等 , 中国石 油 低 电阻油 气层 识别 与评 价及岩石 物理 和 气藏 际 与 际 气 水 设 2 0 0 4 油 实 高度 实 油 、 密度 计符合实 研 究进展 , 中俄 测 井技术交流 会论 文 , 。 4 1 No 1 2 0 0 9 P e r o l u m C h i n a t e E J0 r a l Io n l 、 、 p i 吣?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 n 表 常规 法 与隔板法岩 电实验 值对 比结果 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? d f r h e l e e e e d h e c v e n t i o n l m e t h n d T a b l e 2 C o m a r i s o n o f n v a l u e s o b t a i n e o m t c o r e e c t r i c it x e r i m n t b a s o n t o n a o d a y p p t h e b a f f l e m e t h o d ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? T Z J L ? 地 区 地 区 ? ? 驱 替方 法 ? % 月 % 门 孔 隙度范 围 孔 隙度范 围 ? ? ? ? ? ~ ~ 1 1 . 5 2 4 9 1 0 . 5 2 5 . 7 1 . 5 5 9 2 0 . 3 2 9 . 6 实验 室 ? 常规法 ? ~ ? ~ 实 验 室 2 1 . 5 14 5 O . 5 2 1 . 5 1 . 6 1 5 1 1 . 8 2 8 . 4 ? ? ? ? ~ ? C o r e L a b 1 . 7 19 1 9 . 5 2 2 . 1 ? 法 隔板 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ~ ? ? ? 1 . 9 14 6 2 1 . 6 . 6 ? ? ? 北 京石 油勘 探 开 发 科学研 究院 3 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一 0 m 、 1 D ? ? , 1 ? 丁 一 2 2 1 0 3 0 m D . ? 嚣- 土 臌 抽. 导 电f 瞅 其 宅纪学 赢 缚_ 水 f 征 矿 化度 ? ? 3 0 3 0 0 m D ? ? 言 一 ? 一 一 地 屡 形 或 征 电 辜油层 ? 3 0 0 2 咖 0 m D 永 的 阻 山 * ? 2 0 0 0 m D ? 皇 I ? 目 较 2 . 2 . 1 石 土 加 蒙脱 等黏 的 附 导 电 性 ?划 ? | 蹬 ? \ \ 键 ? ? ? ? ? ? 血 ? 垃 电 ? ? ? ? 砂岩导 主要 由于 含盐 地 层水 中离子 在 电场 作用 ? ? ? ? ? ? \ : t ? ? ? : I ll匮 ? ? ? ? ? ? ? 忡 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? . . 扩 \ i / 、 《 下 定 向移动形 成 , 而 泥 质砂 岩 中蒙 脱 石 、 伊 蒙混 层等 ? 、 ? 、 、 ’ n 。 t 。 附加导 电作 用 较 强 的黏 土 矿物 由于 其本身的不 饱 和 电 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 点 , 黏 土 颗 吸 孔 的 ? ? ? ? ? ? 性特 粒表面 会 附 隙内水 中 金属 阳离 ? 含永 饱和 度 % ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 以 电场 用 吸 的 , 子 保持 平 衡 。 在外界 作 下 , 被 附 阳离子 ? 2 里 J L K 毛 压 ? 图 塔 木 油 藏半 渗透 隔板法 平 均 管 力 资料计算 ? 置 ? 沿黏 土 颗粒表面交换位 , 产生 附加导 电现 象 , 从 而导 饱 和度 与 自由水平面 之 上 高度 不 同孔 隙结 构 的关 系 ? ? ? ? i r r e l a n b e t w e e n t s a t u r a i o n a n t h e h i致 h 了 t 含 脱石 黏 土 泥 质砂 层 电 阻 低 F . 2 C o t i o h e t d e 蒙 等 岩油 率成倍 于纯 ? g g ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e ? ? ? a b o v e l e v e l o f f r e w a t e r o f t h e J L K r e s e r v o i r i n T a r i m S ? 。 墨 泥 质 h e l l 公 司 电 砂岩 阻率 针对 西哥 湾 砂岩 , 石 油 ? ? ? - ? B a s i n u s i n t h e h i h r e s s u r e s e m i e r m e a b l e m e m b r a n e ~ g g p p 理 l 9 6 7 1 9 7 4 ? 岩 石 物 实 验 室 于 年 发 表 了 著名 的 ? ? ? ? a n d t h e d a t a o f a v e r a e c a Hl a r r e s s u r e g p y p - 川 [6 , ? ? ? W a x m a n S m i t s 1 9 8 2 ? 方程 。 年 美 国测 井 学 会 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? S P W L A ? 专 门出版 了 《 泥 质砂岩导 电机 理 、 实验 、 模 型 、 ? 3 4 0 ? 表 川东卧龙河 气 田石 炭 系 口 井研 究采用 混 合溶液 测 井饱 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4 1