含油饱和度的评价和监测方法_陆凤根

·国外开发技术·
含油饱和度的评价和监测方法
陆凤根　赵文杰
(胜利石油管理局测井公司)
赵年合　编译
(胜利石油管理局纯梁采油厂)
摘要:美国Kern River 油田为了用COR 测井资料监测和确定含油饱和度,对从测井数据采集到资料处理过程中的多个技术环节进行了改进,提高了COR 测井资料的准确度和精确度,形成了一套别具特色的含油饱和度评价和监测方法。

关键词:Kern River 油田;含油饱和度;评价和监测;COR 测井;准确度;精确度
中图分类号:TE3 文献标识码:B 文章编号:1007-2152(2000)02-0061-03
1　概况
具有100年开发历史的Kern River 油田是一套
由9个交互、未固结的淡水河道砂组成的地层。

地层向西南的倾角大约是4°。

因地层水盐度很低,用裸眼井测井资料求含油饱和度一直是个难题。

到现在,每年须用原有生产井的取心资料再结合新井的取心资料计算储量。

除了含油饱和度的确定和监测具有复杂性外,油田不同层位和单个砂体都有可能处在一采、二采或三采(如蒸汽辅助重力驱油)阶段。

在类似Kern River 这样一个开发成熟、地质情况复杂的油田,将COR 测井用于油藏监测是一种新颖的做法。

用COR 测井作为测量和监测含油饱和度的一种方法已有多年,但现有C OR 测井的精确度和准确度不能满足储量计算和监测的严格需要。

最近在仪器设计、标准化、采集、数据处理和解释方法上所做的改进,使COR 测井上升到一个全新阶段。

其精确度和准确度很高,单独使用就能对整个Kern River 油田实施大规模、高水平的油藏监测。

对一组随机测井仪来说,将准确度定为±5s .u .、可信度定为95%,则需采取诸如仪器筛选、观察井筛选和多趟测井等措施才能达到。

在这个项目实施过程中,所得精确度已超过预期值的36%,其准确度也通过与岩心数据库的对比得到验证。

鉴于测井资料与取心资料的标准交会图不反映两种测量结果之间的真实关系。

故一般代之以地质统计学方法确定测井资料与取心资料之间的关系。

2　最新的改进
在项目计划、数据采集和资料处理过程中改进了多个技术环节,因而提高了测井资料的精确性和准确性,使COR 测井技术与Schlumberger 储层饱和度仪(RST )得到成功应用。

2.1　气体校正
首先遇到的问题是,对饱和气体(蒸汽)的地层而言,C OR 求出的含油饱和度较岩心含油饱和度高出许多,在蒸汽饱和度达到100%时,这种影响尤为明显。

为避免在含蒸汽地层中求出的RST 含油饱和度偏高,研究出一个经验气体校正公式。

校正采用俘获截面计算含气饱和度,再用它计算含油饱和度。

用这一简单的经验校正方法得出的含油饱和度与岩心含油饱和度有很好的可比性,而且这一方法自1994年以来就长期用于加州蒸汽驱油藏的所有C OR 测井中。

2.2　循环Alpha 法
最初一趟COR 测井的资料准确度最重要,因为要用COR 求出的含油饱和度生成地下含油情况的三维网络。

以后还要对各个相同的监测井进行再次测井,以监测含油饱和度和蒸汽饱和度的变化情况。

在以后进行的各趟时间推移测井中,测量结果的精确度相当重要。

已经为RST 资料处理研究出了一种处理技术,这种技术比光谱分析和开窗分析这两种测量方法更准确更精确。

这种称之为循环α法的技术是采用标
收稿日期:1999-04-20　改回日期:1999-06-21
作者简介:陆凤根,男,58岁,教授级高工,一直从事现场测井和资料解释技术方法研究工作,现任胜利石油管理局测井公司总工程师。

电话:(0546)8761737,地址:(257096)山东东营胜利石油管理局测井公司。

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第7卷　第2期 油　气　采　收　率　技　术
准的α处理技术来计算第一次基准测量的含油饱和度。

第一年计算的α值主要取决于井筒影响,在充满淡水的监测井中该值不随时间变化。

利用这种技术,能根据重复性好的以开窗分析为基础的测量结果的变化计算出含油饱和度的变化。

这种方法减少了用于时间推移测量的统计资料,并减少了对实际含油饱和度变化资料的统计误差。

2.3　仪器与仪器之间的标准化
在对C OR监测含油饱和度做最初评价时,只用一台仪器与岩心数据作比较。

这台仪器的响应十分清楚,并认为是岩心的基准。

一旦决定在几个月内测量整个观察井网,则需用5台仪器在油田分片同时测试。

处理资料时可看到一些仪器在泥岩段呈较高的含油饱和度显示,按理在这些地方含油饱和度应接近零。

为研究仪器与仪器响应之间的差别及仪器硬件与环境参数的函数关系,进行了一次实验。

5台仪器都在Kern River油田两口明显不同的井中测井,并由此计算出因仪器硬件配置导致的偏差值(在随后的测井资料处理中要用到这一偏差)。

与岩心资料对比作为基准的最初那台仪器,就作为其它要标准化的仪器的标准。

2.4　资料采集过程的改进
数据采集的目标是准确地测量数百口井并在短时间内测试完毕,进而得到整个油田某一时间的“快照”。

随即建立起一个包括每口井的各种相关信息,如井位数据、完井类型、测量井段和测速的数据库。

这为油田组织者做计划和把所有工作任务派到测井队以达到最大限度地提高效率提供了方便。

在完成测井之后、将资料送进处理中心之前,要在派遣单上记下所有相关信息,并同LQC测井曲线一起直接送到组织者手中进行最后审查。

从COR测井到含油饱和度的转换精度取决于完井数据的正确输入,所以在数据采集之初,建立和维护一个有效的信息管理系统是非常重要的。

对采集软件作了两点改进。

第一,实行了一种新的LQC方法,对仪器操作参数有严格的控制范围,这使测井人员能验证仪器是否在规定的指标范围内运行以及异常情况下应采取的措施。

第二,改进了两个探测器的信号处理规程,使其在蒸汽驱的高温环境下性能更稳定。

2.5　专用井眼
在Kern River油田,凡用于监测的井都是井温观测(TO)井,不射孔,并且都充满淡水。

这是获得好结果的重要保障,因为靠近井眼区域的任何不稳定因素都可能降低测量结果的准确度和精确度。

对一个年年都要监测的长期项目,对所有井作低速测试效率低,故决定只用TO井,测所有的TO井,而那些因井身结构需要低速测量的井则从项目中删去。

2.6　理想井眼
一般说来,COR测井的探测深度只有6～8英寸,这就使井眼完井状况成为影响获取准确测量结果的主要因素。

在某些情况下,精确度也会受到影响。

在Kern River油田测了完井方式不同的40口井,其固井质量和井壁垮塌情况各异。

为了获得所需的准确度和精确度,测速控制在115～18ft/h,其它影响系统结果的因素是套管相对井筒的位置、固井质量(该油田变化很大)和井壁垮塌。

为了要把所钻的井作为TO井,请了一个高水平钻井队,以确保C OR测井所需的理想井眼。

井身结构定为:井眼直径614英寸,套管直径412英寸。

1997年钻的TO井很出色,许多井的井身非常理想,垮塌很小,固井质量也很高。

3　结　果
3.1　精确度
在油藏监测中,精确度和重复性十分重要,监测的时间间隔的选择应与油藏饱和度在统计上有可识别的变化周期相匹配。

在进行仪器标准化过程中,要研究项目所需的重复性。

选一口目的井作为比较所有仪器的标准井。

在每个监测周期之初,所有仪器都要在标准井中测井,以测得基准资料。

在1997年的项目中,5台仪器每台测3趟,这口井共测了15趟。

L QC测量提供用算式算出的以s.u.为单位表示的标准偏差。

这个标准偏差再用趟与趟之间、仪器与仪器之间算出的标准偏差检验,这样能把整个项目所能达到的重复性定量化。

1997年计算的精确度由1993年的±5.8s.u.提高到±3.2s.u.,可信度为95%。

这种标准化测井证明了测井质量控制和仪器与仪器间的标准化是一个必要步骤。

3.2　准确度
要将COR值转换为含油饱和度需要知道完井几何形状以及地层岩性、孔隙度等情况。

准确转换只有在对井径、水泥环厚度、油气密度、套管厚度、侵入影响详细了解和对其特征掌握之后,并且只有在仪器与仪器之间的变化最小的情况下才能获得。

如
62 油　气　采　收　率　技　术 2000年6月
果COR 测量的不稳定性已减至最小,下一步就是利用交会图技术对测井和岩心资料作比较。

若信息缺乏,可认为岩心资料是真实的,最后一步是用测井和岩心资料的回归分析校正测井资料的偏差。

在用岩心资料与测井资料做对比时,一个要考虑的因素是探测的样品体积。

规定直径1/2英寸、长2英寸的岩心段代表1英尺厚的地层。

COR 测量的是5.5英尺厚地层的平均值,每0.5英尺读一次数。

图1是岩心截面照片、COR 测量和岩心分析结果的综合实例。

这张图可认为代表了Kern River 地层沉积环境下的垂向变化情况,它说明了小岩样体积响应迅速变化的能力,而不代表更大岩样的平均值。

图1　测井和岩心数据对比
3.3　Q -Q 图
一种通常用于统计学的技术为不同测量法获得的两组数据间的对比提供了有效方法。

分位数-分位数或Q -Q 图,就是一种COR 采样分布对岩心采样分布的简单交会图。

Q -Q 图在统计学上用于比较一种分布对另一种分布的相似性,一条45°线表示两者绝对相同,一条偏离45°的直线意味着两者是相似的,若呈曲线则表示两者就不相似了。

如图2所示,在某一井段测井和岩心资料是接近一致的。

温度信息表明低含油饱和度井段受到蒸汽辅助重力驱油过程加热的影响严重,对岩心的冲刷使数据偏向
45°线的右边,正跟井筒的影响结果一样。

用Q -Q 图研究了每一种测量误差后认为,两种测量结果基本一致。

如两种测量结果都得出相同结论,则说明这个结论一定是正确的。

图2　COR 测井与岩心数据分布交会图
4　四维(4-D )成像
将C OR 岩心等资料与地质统计求得的岩性结构结合,可使含油饱和度随时间的变化可视化,把油藏图像扩展到四维(4-D )空间。

可视化可帮助识别连续的“流动单元体”并对其分区。

生产约束的4-D 含油饱和度模型和图象可用来计算储量,作为油藏模拟的输入来精细描述油藏的特征,帮助在蒸汽辅助重力驱油油藏管理中进行作业决策。

在外推进入
油藏描述模型之前,采集准确和精确的资料是把不确定性降至最小的关键。

此项目中,含油饱和度的时间推移图象是从对数百口观察井的测量和监测中生成的,与岩心资料相媲美的准确度也正在实现中,并且也能监测到C OR 含油饱和度随时间发生的细微变化。

通过对油藏条件、井眼状况等的深入了解和对数据采集及处理方法的改进,可以获取高度准确和精确的资料。

在整个项目中,一个可分享的数据库正跟踪着进度并监控着测井资料的质量。

本文编辑　张朝启
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第7卷　第2期 陆凤根等:含油饱和度的评价和监测方法
Ⅳ Oil&Gas Recovery Technology:English Abstracts Jun.2000 The large formation thickness and serious permeability variation between different la yers are the main feature of Gudong oilfield.High injection-production ratio results in difficult well killing jobs in workover,while the serious fluid leaka ge occurs in lower pressure layer and damages the formation.Pressure differences among different formations in the same well will be enlarged due to large density of well killing fluid required by high-pressure for mations.A ne w type of tem-porary plugging agent for oil-bearing for mation,SYD series,is developed to solve the pr oblems.The experiments of29 wells in Gudong proved that the success ratio of temporar y plugging is100%.
Key words:Gudong oil field,killing job,temporar y plugging agent,research,application
Yang Jianhua,Wang Heqin,Chen Jiehe et al.Research of JDJ-1chemical plugging removal agent and the application to Pucheng oil field.OGRT,2000,7(2):52～54
When pollution and plugging occur in the wellbore's adjacent area in Pucheng oil field,it is suggested that JDJ-1plug-ging removal agent should be used to remove the plugging in oil-bearing for mation.This paper introduced the properties of JDJ-1and its ability of removing plugging for med by mud and oil impurities that has been verified by simulation test. The cases pr oved that JDJ-1could effectively remove the plugging caused by mud and oil impurities.Further more,it has some favorable features such as small amount of use,low cost and simple operation,and of good economic benefit. Key words:Pucheng oil field,wellbore's adjacent area,plugging,JDJ-1plugging removal agent,plug removal in oil and water well
W ang Shuling,Guan Xiuqiang,Zhao Changxun et al.Study on oil saturation's logging interpretation model in Shan10fault block.OGRT,2000,7(2):55～57
The interpr etation model of oil saturation for Shan-10fault block is built on the base of the reser voir characteristics.The wa y is along the mode of modeling-processing-revision.The method of stratified modeling was adopted and the results from four interpretation equations were compared.The effect of the model is good after the comparison to the actual data. Key words:oil saturation,water saturation,saturation model,oil saturation by core analysis,stratified modeling
Mu Jianbang,Zhang Xibo,Fan Jing et al.Research and application of GS-1corrosion inhibitor for oil well. OGRT,2000,7(2):58～60
Because the liquid produced from oil wells may make corr osion to metal equipment,GS-1corrosion inhibitor for oil well is synthesized by organic acid and polyamine.When50mg/L of this inhibitor is put into the pr oduced sewage that is rich in H2S,CO2and salt,the rate of corrosion mitigation may be more than80%and the static corrosion rate is less than 0.076mm/a.So the effect in field application is remarkable.GS-1corr osion inhibitor will be a prospective one for its wide source of raw material,simple process of production and low cost.
Key words:corrosion inhibitor,corrosion rate,oil well,corrosion mitigation,field application
Lu Fenggen,Zhao Wenjie,Zhao Nianhe.A method of evaluating and monitoring oil saturation.OGRT,2000, 7(2):61～63
On the purpose of determining and monitoring oil saturation in American Kern River oilfield by C OR log,a lot of tech-niques from logging data acquisition to pr ocess have been improved,thus heightened accuracy and exactitude of C OR log-ging data.And a set of evaluation and monitoring method for oil saturation has been for med with a distinctive feature. Key words:Kern River oilfield,oil saturation,evaluation and monitoring,COR logging,accuracy,exactitude。