PSSL全能谱剩余油测井解读
07章 水淹油层测井评价
产水率Fw为:
式中:Bo为储集层含油体积系数;GOR为产层气油比。 ① 油层 未被水淹的油层,储集空间为油(气)、束缚水所饱和。只有束缚水、而无可 动水。可表示为:
② 油水同层或水淹层 储集层孔隙空间为油(气)、可动水和束缚水所饱和。此时:
因为Soco=(1-Swco)>0,Swm >0,储层可能同时产油和水,地层为油水同 层或水淹层。0<Kroc <1; 0<Krwc <1,有以下几种情况:
3.Δt测井 强水淹,会使物性改善,Δt上升。 4.微电极曲线 在渗透率好的水淹层段,如果泥浆性能稳定,井壁无 泥饼,极板直接与岩层接触,探测范围加深,测值受残余 油高电阻影响,造成水洗层微电极视电阻率比未水洗油层 值高。水淹部位,正离差值加大。
大庆某井自然电位上台阶显示
大庆某井自然电位下台阶显示
低含水期 中高含水期 特高含水期
25
30
32
35
37
40
43
孔隙度(%)
储 层
参 数 变 化 图
频 率
微观物理特性
0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0. 5 0. 0 0.05 0.00 0
500 000 500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 43 2 04 4 20
第二节 水淹层测井解释
一、水淹级别划分 油层在注水开发以后,油层孔隙结构会发生改变,物 性变好;含油下降、含水上升;油层水淹程度可根据Fw划 分三级: 强水洗层: 1.强水洗层:试油fw>80%;So比原始So↓35%以上, 地层水矿化度下降2 〜 4倍; 中等水洗: 2 . 中等水洗 : fw = 40% 〜 80%,So下降20 〜 30%; 地层水矿化度下降1 〜 2倍; 弱水洗: 3.弱水洗:fw<40%;So下降15%。
套管井剩余油饱和度测井新技术
• 时间门A记录脉冲中子发射过程中所有的伽马射线 能谱,包括非弹性能谱和俘获能谱;时间门B测量 的是中子发射后的早期俘获能谱,用于从先前的 非弹性能谱A中减去俘获谱B的β倍,以消除俘获 本底的影响,因此就得出净非弹性谱;时间门C测 量的是中子发射后的后期俘获能谱。
• 俘获-∑模式同时记录俘获伽马射线能谱、全部的 俘获伽马射线计数率以及热中子衰减时间分布。 每个测量周期含有2个中子脉冲——1个短脉冲和1 个长脉冲。短脉冲发射过程中及发射后采集的全 部计数率被用来确定井眼流体的∑;长脉冲发射 后采集的全部计数率被用来确定地层的∑,以126 个不同宽度的时间门记录计数率谱,它覆盖了一 个完整的俘获-∑测量过程,包括脉冲中子发射和 发射后的本底。
• 利用C/O能谱测井和热中子寿命测井时测井 基础理论、谱数据处理方法、地层的适应 性及测井响应、各种因素对测井响应的影 响和影响因素的校正是确定高含水储层饱 和度的关键所在。
一、脉冲中子饱和度测井基础理论
(一)中子与地层的相互作用
1.快中子非弹性散射
快中子与地层中的靶核发生反应后,处于激发 态的靶核常常以发射伽马射线的方式放出激发能而 回到基态,由此产生的伽马射线称为非弹性散射伽 马射线。中子的能量必须大于靶核的最低激发能级 才能发生非弹性散射。
• ②若地层孔隙流体为地层水、原油和天然气的混 合物,则按其体积比可以计算Σ值。
• 对于纯地层来说,其总的宏观俘获截面为
• 当地层含有泥质时公式变为
3.中子寿命测井的显示方式
• 现代的中子寿命测井仪安有两个探测器,叫双探测 器或双源距寿命测井仪,测井时记录下列曲线:
(1)用短源距(普通源距)探测器测量门I、门II和 门III(背景值)计数率,分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ记作N1、N2和N3 ;
PSSL全能谱剩余油测井解析
完成测试后,20-40小时提供精细解释成果; 以单层生产结论为准,解释符合率80%。
四、主要功能与特点
1.
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
主要功能: 确定地层剩余油饱和度。 在报废井或大修井中对遗漏掉的油层进行勘探和评价。 在淡水,低矿化度或未知矿化度的混和复杂地层中探测和评价油气层和 油水界面。 在裸眼井测井和一般套管井所提供的资料与储集层不一致的地方,评价 含油储集层。 在水驱工程中评价油田区块的地层含油饱和度分布情况和淡水的运移情 况。 应用测井资料,寻找水层和潜力层,评价产层的水淹级别,识别油藏的 水淹规律,寻找水层位,为控水增油提供依据。 检验固井质量,检查注灰封堵效果,寻找窜槽和漏失层位。 在同位素沾污的注水井中,给出准确的单层吸水情况;在压裂井中,定 量评价压裂效果。
三、技术指标
耐压80Mpa,耐温140℃; 仪器外径89mm,长度5.7m,重量138kg;
一次下井完成全部谱的获取 ,获得多种指示曲线; 测量速度50-60m/小时,连续稳定工作6小时(单井一次最 大测量井段300米-360米); 测量精度:中子寿命模式:±3%(在标准井的淡水或盐水); 能谱测量模式:±5%(在孔隙度为35%的饱和油砂和水砂中)
4、解释指标
厚度分类指标: a、0.8米以上的地层定量解释 b、0.5米至0.8米的地层半定量解释 孔隙度分类指标: a、对孔隙度15% 以上的地层定量解释,符合率90%; b、对孔隙度10%-15%的地层半定量解释,符合率75%; c、对孔隙度10%以下 的地层定性解释,符合率60%;
饱和度指标:定量解释的含油饱和度计算误差小于 8%、半 定量解释的含油饱和度计算误差小于12%;
《脉冲中子全谱饱和度剩余油测井在稠油井区的应用》
2017年06月《脉冲中子全谱饱和度剩余油测井在稠油井区的应用》邹涛(新疆华隆油田科技股份有限公司,新疆克拉玛依834000)魏拓(中石油西部钻探工程有限公司,新疆乌鲁木齐830011)郭斌(新疆油田分公司风城油田作业区,新疆克拉玛依834000)摘要:经过多年开采,克拉玛依油田已经进入高含水开发期。
PSSL 饱和度测井技术能够判断油层水淹状况、发现高含水层位、在老井中寻找高含油饱和度层位,确保油田的稳产和提高油田的开发效益。
关键词:全谱饱和度测井;克拉玛依油田;稠油井区;生产规律目前国内饱和度测井主要是碳氧比能谱测井、中子寿命测井、氯能谱测井、PNN 测井、PND 测井、RSA 测井、宽能域测井、过套管电阻率测井等,这些单一的测井技术都有各自的优缺点及使用范围。
由于但一测井技术的局限,催生出集成非弹性散射伽马、俘获伽马、活化伽马能谱测井于一身的PSSL 全谱饱和度测井技术。
2011年9月在大庆举行的中国石油测井年会上,会上的专家建议在整个中石油范围内推广使用脉冲中子全谱饱和度测井技术。
稠油开采后,早期的吞吐生产到目前的注采分离,对剩余油测井要求很高,而全谱饱和度测井为稠油地区的剩余油监测和检测提供了更全面技术支持。
1基本原理脉冲中子全谱剩余油测井是目前确定剩余油饱和度最佳设备,仪器实现套后中子测井的集成化、系列化。
仪器由一个中子发生器、两个BGO 探测器、一个自然伽马探测器、一个井温探头和电路构成。
通过向地层发射高频、低频的14兆电子伏特的中子流实现了碳氧比能谱、氯能谱、中子寿命、活化氧测量。
(图1)图1反应示意图2关键技术PSSL 脉冲中子全谱饱和度测井技术一次下井同时测量多种地层参数,多参数交互解释提高了饱和度测井的精确度,为油田二次开发提供科学依据。
(1)找到剩余油及其纵向分布;确定各个层相对产什么液性质、产液能力;(2)动态测试能与动态解释结果互相映证,使解释结果的合理性得到间接证明;含油气性、地层水性和动态检测技术实现多种方法并存,避免单一技术固有缺陷。
应用新型脉冲中子测井寻找老井中的残余油
应用新型脉冲中子测井寻找老井中的残余油作者:W.Streeter , G.P. Hogan II , D.G. Barrett (SPE-国际石油工程师协会)C.B. Rogers(康普乐服务公司),R.C. Odom (康普乐研究院)1996年3月27-29日,在德克萨斯州的米特兰召开了帕尔敏盆地油气开发研讨会,本文是SPE献给大会的论文。
0摘要由于盆地中的一个油田差不多已经开始枯竭并开始注入CO2和水进一步开采,所以帕尔敏盆地油气田被认为是“到期的”。
作业人员面临着这样的选择,是放弃还是在另一个组段进行再完井处理,不幸的是常常由于资料不足而难以决定。
在新的孔隙度测井方法产生之前,许多井都已进行过测井。
而其它的一些井,因为各种各样的原因,始终未进行过测井。
新型脉冲中子测井技术,可以为作业者提供套管内储集层的许多参数。
与补偿中子测井类似,脉冲中子测井可以通过热中子比率孔隙度(RPHI)来提供孔隙度参数。
通过中子在地层中产生的非弹性散射伽玛射线,脉冲中子测井还可用来确定新的孔隙度类型(IPHI)。
IPHI与裸眼测井孔隙度的响应相似,通过与RPHI交绘,可用来帮助识别岩性变化、致密层与气层的差别。
交绘孔隙度还可用于补偿岩性影响以及某种程度上邻井变化的影响。
使用∑和(或)CATO可以确定含水饱和度。
1简介最好的找油地点可能就是现有的井,许多很有潜力的产层可能被错过了,特别是对新的孔隙度测井方法发明之前就已完钻的老井。
与新井钻井费用相比,在这些老井中花费更少的资金,就可以取得很显著的产量和储量。
同时,对正在生产的储层和注入CO2或水的油层,为确定其水系的具体分布情况,也需要对地层进行监测。
通过新型的脉冲中子测井与解释方法,结合地质、产层、储层、取芯和其它测井资料,可以提供计算储集层参数所需要的数据。
在高孔隙度、高矿化度储集层,用∑计算含水饱和度。
在低孔隙度储集层和(或)在地层水矿化度较低或未知时,可用C/O比类型的测井技术来确定含水饱和度。
剩余油饱和度解释在油藏动态描述中的应用
・开发测井与测试・剩余油饱和度解释在油藏动态描述中的应用郑金安 鲁国明(胜利石油管理局地质科学研究院)郑金安,鲁国明1剩余油饱和度解释在油藏动态描述中的应用1油气采收率技术,1997,4(4):61~67摘要 研究了利用电阻率、孔隙度、自然电位和中子伽马等综合测井资料求水淹油层剩余油饱和度的方法。
利用专利技术“用普通取心测试资料求水淹油层饱和度的方法”,对565块岩样的含油饱和度分析值进行计算处理,计算出剩余油饱和度,并以此为标准检验和标定测井解释剩余油饱和度结果,测井解释值和岩心分析值的平均绝对误差为213%,说明经标定后的测井解释剩余油饱和度更加准确可靠。
用这种方法解释胜坨油田14口井57个单层,再与试油结果对比,符合49层,总符合率为86%。
用此方法和处理软件对胜坨油田二区2222G18井区30口井的测井资料和20多年的生产资料进行解释并建立数据库,构制油藏剩余油饱和度的时空变化图,在不同方向进行切片,还绘制了三维立体图,描述不同时期剩余油饱和度的变化状况,这种动态描述与同期的生产资料吻合。
主题词 剩余油饱和度 测井解释 油藏描述0 引 言 胜坨油田是一个已开发近30年的老油田,经过长期注水开发,油井平均产水率达94%。
由于注入水的影响和储层的非均质性,地层中油水分布情况十分复杂,地层混合水矿化度多变,剩余油饱和度的解释难度较大。
此外,由于历史原因,测井系列多变,资料不配套,更增加了解释难度。
本文研究了综合利用电阻率、孔隙度、自然电位和中子伽马等测井资料求水淹油层剩余油饱和度的方法。
同时,研究了用油井生产资料计算剩余油饱和度的方法。
上述解释方法通过实际应用,解释结果与生产资料对比吻合较好,正在生产中推广应用。
1 用测井资料求剩余油饱和度 111 剩余油饱和度的初步测井解释在测井解释中,用电阻率法求饱和度常用的基本公式是:S w=1-S o=a b R wR t 5m1 n(1)收稿日期:199720620316第4卷 第4期油气采收率技术式中S w含水饱和度,%;5岩石孔隙度,%;S o含油饱和度,%;R t 地层真电阻率,8・m ;a 、b与岩性有关的系数;m 孔隙指数,与岩石孔隙结构有关;R w 地层水的电阻率,8・m ;n 饱和指数,与孔隙中油、气、水分布状况有关。
PSSL全谱饱和度测井仪技术简介
PSSL全谱饱和度测井仪简介一、概述在油田开发中后期,谱测井使目前在金属套管中评价地层剩余油饱和度、岩性及油层水淹等级的一种有效手段。
PSSL脉冲中子全谱饱和度测井仪集碳氧比能谱测井、碳氢比能谱测井、氯能谱测井、钆能谱测井、示踪能谱测井、中子寿命测井于一体,能在10%以上孔隙度条件下,穿透套管、水泥环等介质实现对地层剩余油饱和度的测量。
多种方法交互使用,使得测量精度和解释符合率大大提高。
PSSL全能谱饱和度测井仪是西安奥华电子仪器有限责任公司集多年脉冲中子测井仪器之积累,充分吸收国内已有的双源距碳氧比测井仪和西安奥华公司DSC多功能水流仪,国外的RST、RMT、RPM等同类产品的优点,避其不足。
最新研制成功的新一代饱和度测井仪。
仪器提供多种不同的工作模式,工作在CO-NLL(碳氧比组合中子寿命及活化伽玛能谱)模式时,仪器提供的主要信息为C/O、Si/Ca及相关孔隙度、岩性等参数,还同时采集俘获-西格马及活化能谱信息,给出测量精度同样很高的地层俘获截面参数;仪器工作在纯中子寿命模式时,更加准确的求得地层的宏观俘获截面等地层参数。
仪器本着为用户提供高稳定、高可靠、高精度、多功能(简称“三高一多”)的设计理念,为用户提供一流的测井仪器和一流的售后服务。
二、仪器构成1、下井仪器:二支如下图所示:其中仪器在遥测短节中组合了井温、CCL、伽玛等参数的测量,其中CCL为选配件。
2、便携式网络化测井地面系统:一套三、技术指标1、耐压:80MPa2、耐温:150℃/4h3、直径Φ90mm4、仪器长度:5.8m5、中子产额:>=1.5×108n/s6、中子管寿命:>=200h7、推荐测速CO-NLL模式及CO模式时:50m/hNLL-CAP模式及NSP(自然伽玛能谱)模式时:120m/hNLL模式:360m/h8、抗振能力:29.4m/s2,三维,0∼100Hz9、全温度范围内能量增益稳定性和线性:<0.5%10、测量误差:中子寿命模式3%;能谱测量模式5%(在孔隙度为35%的饱和油砂和水砂中)11、仪器外部供电电源:AC220V,总供电电流不大于3A;井下仪器供电为直流供电,地面系统提供300V、1.5A的供电能力,井下仪器最大消耗180V(含电缆压降),0.35A功率。
浅谈以常规测井为导向,确定油田储层余油分布的评估方法
浅谈以常规测井为导向,确定油田储层余油分布的评估方法【摘要】这篇文章采用基本的测量井深的方法测量底下储存的残余油的所在区域的有关的难以解决的问题。
例如残余的油的饱和程度是多少等问题,对此提出了解决计算剩余油的储存层的地质分析的相关方程。
并且通过实际的应用,证明了这种检验的方法是可行的。
【关键词】常规余油储层测井数据处理评估方法我们可知在我国很大一部分油田的开发是用向地层注水的方法保持着内部压力的。
在以后的工程进行中,用水注入油层也是必不可少的步骤。
油层被水注入就可利用之间的属性判断出油层的位置和深度以及所在的区域。
这时我国测量方法发展的方向。
下面就主要讲解利用常规的测井方法确定残余油的分布地域的相关信息。
首先,这种方法带来的优点是:(1)这种方法提供的数据可以让我们直观的看到剩余油在储层中的一些信息。
(2)这种方法提供的测井资料可以帮助我们研究剩余油所在的储层的内部结构如,纵横向走势和厚度。
还可以观察到剩余油在其中的一些变化趋势分布位置。
(3)这种方式可以分辨油的种类。
(4)还可以得出每一个部位可以采出的油量和程度。
(5)可以针对得出的数据进行归纳总结出油所在区域的分布和进行开采之后的影响。
(6)这种方法操作起来简便,使用规模广泛,成本低,并且可以准确的测出剩余油分布的深度和广度。
其次,采用基本测井方法。
(1)采用这种基本方法的着重点在于:要准确了解剩余油所在储存层的岩性、属性、和含油程度、对电的阻力程度、注水的渗透程度等。
进行了一阶段的调查和分析实验,完美的把握住了很多专业技术上的难题,对四个油储存层的剩余油分布状况进行了全面的分析和概括。
对油量以及水渗入的容量进行了精确的计算,其中的误差小于10。
(2)采用这种基本方法的根据和详细内容。
它根据两点:1)当油田被注水处理之后,储油层原有的油量减少,含有水量的油田所占比例加大;2)注水之后的油田的电阻性能加强,对于这些用曲线来表示就会体现出两个特点:①电阻性能这一项在被水注入的油层部分变低。
剩余油测井方法及应用
虽然厚度薄,但C/O高, C/O与Ca/Si比曲线重叠后 幅度差很大,且与上部强 水淹层间有岩性夹层,建 议封堵IV1后优先补孔551号层,该层投产后初产油
1吨,水13方,含水93.2%,
稳产达到日产油3吨,水 28.9方,含水90.7%,增 油1.8吨,见到较好效果。
碳氧比测井的应用
从图中看出38、39、42号层测量 C/O明显减小,与Ca/Si比曲线重 叠后幅度差很小,说明地层含油 饱和度降低,蒸汽吞吐生产效果 较好。33、34号层测量C/O较高, 与Ca/Si比曲线重叠后幅度差很大,
说明地层较好计算含油饱和度达
60%以上,是一套可利用的上返 层。射开33、34小层,日产油 3.4吨,水1.4方,含水30% 。
剩余油测井方法及应用
彭燕明
2011年4月
剩余油测井方法及应用
利用油和水的特性的差异,用测井资料评价孔隙空 间剩余油饱和度,是油藏动态监测的一项重要工作。大
家知道,油和水的导电特性相差悬殊,电阻率测井是评
价剩余油饱和度的最佳方法之一。但是,由于套管的屏 蔽作用,因此在套管生产井中无法用电阻率测井评价剩 余油饱和度。 目前,在套管井中常用的剩余油饱和度监测方法主 要有: 碳氧比测井 中子寿命测井
72、73号层合投 日产油1.5吨, 日产水8方
57、58号层合投 日产油18吨, 日产水41.5方
泥岩含碳、 骨架中含钙
碳氧比测井的应用
三 、 指 导 老 井 堵 水 、 调 层
楼365井RMT测井资料解 释的H3Ⅲ8油组 194.8197.8米井段,孔隙度37%, 同一储层的底部C/O比曲线 值下降明显,与岩性曲线重 叠后重叠面积小,底部含水 ,解释为油水同层,射孔后 日产油1.7吨,水22.1方。 而该井的另一层H3Ⅲ6 油组180.2-186.8米井段, RMT测井资料解释的孔隙度 35%, C/O比曲线型态饱满 ,与岩性曲线重叠后重叠面 积大,为好油层特征,RMT 资料解释为油层,射孔后日 产油22.1吨,水4.7方。
套后剩余油饱和度测井方法适应性分析及应用实践
套后剩余油饱和度测井方法适应性分析及应用实践摘要:套后饱和度主要测试方法有中子寿命测井、中子能谱测井、电法测井等,不同的方法具有不同的适用性,针对不同的井况及地质条件,选择不同的测试方法,避免各种方法的理论影响因素能够提高测试结果的符合率,从而指导油田开发。
关键词:套后饱和度符合率 PNN测井 PSSL测井过套管电阻率测井套后饱和度测试是指固井以后在套管内进行的饱和度测试方法,是监测油气田开发动态的重要技术手段,主要利用储层、孔隙流体(油水气)的岩性、物性、电性、含油性特征的差异,来评价剩余油饱和度,为开发调整及措施实施提供依据。
一、主要套后饱和度测井方法及原理(1)碳氧比测井碳氧比测井是中子能谱测井中的一种,它依据快中子的非弹性散射阶段的理论,利用中子发生器向地层发射高能中子,高能中子与地层元素发生非弹性散射,产生次生伽马射线,与碳元素产生能量为4.44MeV的次生伽马射线,与氧元素产生6.13MeV的次生伽马射线。
碳氧比测井依据水中不含碳元素,油中不含氧元素原理,通过能谱分析的方法测得地层碳元素和氧元素的分布,从而分析地层剩余油饱和度。
碳氧比测井的主要参数有:碳/氧(C/O)、硅/钙(Si/Ca)、俘获硅(Si)、钙/硅(Ca/ Si)。
碳氧比的解释原理为:(2)PNN测井 PNN测井是中子寿命测井的一种,当中子源产生的高能中子流(En=14Mev)进入地层时,中子与地层物质的原子核发生作用。
快中子经过多次碰撞后变为热中子(En=0.025ev),热中子从产生时刻起到被俘获的时刻止,所经历的平均时间称为热中子寿命(τ)。
τ与热中子宏观俘获截面∑成反比(τ=4550/Σ)。
∑是单位岩石体积中所有元素的微观俘获截面的总和---宏观俘获截面。
不同物质对热中子的俘获几率不同(即俘获截面不同),因此通过测量热中子的衰减时间(即中子寿命),就可以区分地层中物质的含量,这就是中子寿命测井的基本原理。
PNN测井也是热中子寿命测井的一种,与普通热中子寿命不同的是, PNN仪器探测的是地层中热中子本身数量的多少—热中子计数率,根据热中子的衰减情况计算热中子的寿命,进而求出热中子的宏观俘获截面Σ来研究地层及孔隙流体性质的测井方法。
剩余油饱和度测井技术进展
截面为 49 000 10 cm ) 离子为指示元素, 根据两次 测井资料来解释目前的 S w 。该测井方法基于相渗透或 离子浓度差扩散原理, 越是高渗透、 高倍水洗的强水淹 层, 扩散渗入的 B( Gd) 离子越多, 测得的俘获截面 值 越高, 使测量的 S w 相对误差越小, 因此, 该方法适合于 在高倍水洗的强水淹层确定 S w 和划分水淹级别 , 从而 弥补了碳氧比测井方法在目前 S w 高的产层中确定 S or 误差之不足。这种方法目前在我国许多油田得到应用。 ( 4) 脉 冲中 子 类测 井 新仪 器。 PND ( 康 普 乐公 司) 、 RST ( 斯伦贝谢公司 1992 年 ) 、 RM T ( 哈里伯顿公 司 1998 年 ) 和 RPM ( 贝克∀阿特拉斯公司 1999 年) 都 是目前世界上较为先进和广泛使用的套管井剩余油饱和 度测井仪, 较以上介绍的两种脉冲中子测井技术有较大 的突破。 这些仪器均采用闪烁探测器探测 14 MeV 的高能 脉冲中子与井眼及地层元素发生核反应后释放出的次 生非弹性散射伽马射线、 俘获伽马射线 , 然后进行能谱 分析和热中子俘获伽马射线衰减时间分析, 求出储层的 C / O 值和宏观俘获截面 , 最终用 C/ O 值和 值 2 种方法求取储层的含油饱和度。因此这些仪器可以完 成以往需要上述 2 种脉冲中子仪器才能完成的工作, 且 仪器耐温均达到了 150 # 以上。 这些测井仪都采用 2 种脉冲中子发射方式和双探 头, 能对井眼环境影响因素进行有效的校正。
PNN剩余油饱和度测井解释参数确定方法及应用
赵建鹏,陈惠,李宁,等.P N N 剩余油饱和度测井解释参数确定方法及应用[J.石油物探,2023625999㊀G1006Z HA OJ i a n p e n g ,C H E N H u i ,L IN i n g ,e t a l .I n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r a s s e s s m e n t o fP N Nr e m a i n i n g o i l s a t u r a t i o n l o g g i n g an d i t s a p p l i c a t i o n [J ].G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g fo rP e t r o l e u m ,2023,62(5):999㊀G1006收稿日期:2022G07G26.第一作者简介:赵建鹏(1987 ),男,博士,副教授,主要从事储层测井评价和岩石物理属性模拟研究.E m a i l :z j p s n o w@126.c o m 基金项目:陕西省重点研发计划项目(2021G Y G113)资助.T h i s r e s e a r c h i s f i n a n c i a l l y s u p p o r t e db y t h eK e y R e s e a r c ha n dD e v e l o p m e n t P r o g r a mo f S h a a n x i (G r a n tN o .2021G Y G113).P N N 剩余油饱和度测井解释参数确定方法及应用赵建鹏1,2,陈㊀惠3,李㊀宁3,曹㊀浩1,寇培鑫1,谭成仟1,2(1.西安石油大学地球科学与工程学院,陕西西安710065;2.陕西省油气成藏地质学重点实验室,陕西西安710065;3.中国石油集团测井有限公司地质研究院,陕西西安710075)摘要:测井解释参数的确定是脉冲中子中子(P N N )测井剩余油饱和度定量解释的关键.首先分析了P N N 饱和度定量解释标准岩石物理体积模型与改进模型形式上的统一性;然后阐述了俘获截面解释参数的确定方法,并基于P y Q t 工具包开发了图版法解释参数选择模块;最后利用该模块中的增强图版法对实际测井资料的解释参数进行了确定,并进行了饱和度计算.结果表明,P N N 饱和度定量解释的关键为区域解释参数的选择,而图版法解释参数选择模块能避免改进模型中区域特征因子的确定问题,并能较准确得到不同组分的区域俘获截面解释参数.P N N 测井饱和度计算结果与过套管电阻率饱和度计算结果一致性较好,且与实际生产动态情况相吻合,证明了俘获截面解释参数选取方法的可行性与准确性.该方法对P N N 测井㊁热中子成像测井(T N I S )以及脉冲中子寿命测井(N L L )的饱和度定量解释具有指导意义和实际应用价值.关键词:P N N 测井;剩余油饱和度;水淹层;俘获截面;岩石物理体积模型;图版法;饱和度定量解释中图分类号:P 631文献标识码:A文章编号:1000G1441(2023)05G0999G08D O I :10.12431/i s s n .1000G1441.2023.62.05.017I n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r a s s e s s m e n t o fP N Nr e m a i n i n g o i l s a t u r a t i o n l o g g i n g a n d i t s a p pl i c a t i o n Z H A OJ i a n p e n g 1,2,C H E N H u i 3,L IN i n g 3,C A O H a o 1,K O U P e i x i n 1,T A N C h e n g qi a n 1,2(1.S c h o o l o f E a r t hS c i e n c e s a n dE n g i n e e r i n g ,X i a nS h i y o uU n i v e r s i t y ,X i a n 710065,C h i n a ;2.S h a a n x iK e y L a b o r a t o r y o f Pe Gt r o l e u m A c c u m u l a t i o n G e o l o g y ,X i a n 710065,C h i n a ;3.G e o l o g i c a lR e s e a r c hI n s t i t u t e ,C h i n a P e t r o l e u m L o g g i n g Co .,L t d .,X i a n 710075,C h i n a )A b s t r a c t :A s s e s s m e n t o f l o g g i n g i n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r s i sac o r e i s s u e i n q u a n t i t a t i v e l y i n t e r p r e t i n g re s i d u a l o i l s a t u r a t i o n i n P u l s e dn e u t r o n Gn e u t r o n (P N N )l o g g i n g .I n t h i s s t u d y ,t h e s t a n d a r d p e t r o p h ys i c a l v o l u m em o d e l a n dm o d i f i e dm o d e l f o r t h e q u a n t i Gt a t i v e i n t e r p r e t a t i o no fP N Ns a t u r a t i o nw e r e a n a l y z e d ,t h em e t h o du s e d t od e t e r m i n e t h e c a p t u r e s e c t i o no f d i f f e r e n t c o m p o n e n t s ,n a m e l y m a t r i x ,s h a l e ,f o r m a t i o nw a t e r ,a n dh y d r o c a r b o n s ,w a s d i s c u s s e d ,a n d a g r a p h i c a l i n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r s e l e c t i o nm o d u l e w a s d e v e l o p e db a s e do nP y Q t .T h e i n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r sw e r ed e t e r m i n e du s i n g t h e g r a ph i c a l Ge n h a n c e d m e t h o do f t h i sm o d Gu l e ,a n d t h e a c t u a l l o g g i n g d a t a o f t h eP N N w e r e i n t e r p r e t e d a n d a n a l y z e d .T h e r e s u l t s h a v e s h o w n t h a t t h e s t a n d a r d p e t r o p h ys i c a l v o l u m em o d e l a n d t h em o d i f i e dm o d e l f o r t h e q u a n t i t a t i v e i n t e r p r e t a t i o n o f P N Ns a t u r a t i o n h a v e u n i t yi n f o r m ,a n d t h e e s s e n c ew a s t h e s e l e c t i o no f r e g i o n a l i n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r s .T h e i n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r s e l e c t i o nm o d u l ed e v e l o p e db a s e do nP y Q tm e e t s t h e r e q u i r e m e n t s o f l o g g i n g i n t e r p r e t a t i o n ,a v o i d s t h e d e t e r m i n a t i o n o f r e g i o n a l c h a r a c t e r i s t i c f a c t o r s o f t h em o d i f i e dm o d e l ,a n d a c Gc u r a t e l y o b t a i n s t h e r e g i o n a l c a p t u r e s e c t i o n p a r a m e t e r s o f d i f f e r e n t c o m p o n e n t s .T h e s a t u r a t i o n i n t e r p r e t a t i o nr e s u l t o fP N Nl o gGg i n g i s i n l i n ew i t h t h e c a s eGh o l e r e s i s t i v i t y l o g g i n g i n t e r p r e t a t i o nr e s u l t a n d i s c o n s i s t e n tw i t ht h e a c t u a l p r o d u c t i o n p e r f o r m a n c e d a t a.T h i s d e m o n s t r a t e s t h e s u i t a b i l i t y a n da c c u r a c y o f t h e p r o p o s e d i n t e r p r e t a t i o n p a r a m e t e r s e l e c t i o nm e t h o d.T h i sm e t h o d i s i mGp o r t a n t f o r q u a n t i t a t i v e l y i n t e r p r e t i n g s a t u r a t i o n i nP N N,t h e r m a ln e u t r o n i m a g i n g l o g g i n g(T N I S),a n d p u l s e dn e u t r o nl i f e t i m e l o g g i n g(N L L).K e y w o r d s:P N Nl o g g i n g,r e m a i n i n g o i ls a t u r a t i o n,w a t e rGf l o o d e dl a y e r,c a p t u r es e c t i o n,p e t r oGp h y s i c a lv o l u m e m o d e l,g r a p h i c a l m e t h o d,q u a n t i t a t i v e s a t u r a t i o n i n t e r p r e t a t i o n㊀㊀油田开发中后期,剩余油饱和度监测对油田增储上产和稳油控水具有重要意义.脉冲中子测井已成为识别水淹层以及确定油藏剩余油饱和度的重要方法[1],该方法评价剩余油饱和度的模式主要分为基于非弹性散射的碳氧比(C/O)测量模式和基于俘获反应的俘获测量模式[2].C/O测量模式受地层水含盐浓度的影响较小,但当地层孔隙度小于15%时应用效果变差,且一般要求多次测量消除目的层段测井的涨落误差.俘获测量模式是测量中子被地层俘获后释放出的伽马射线强度,在低孔隙度㊁低矿化度储层中应用效果较差.脉冲中子中子(P N N)测井与传统的中子寿命测井有很大的区别,它是测量没有被地层俘获的热中子,在低孔隙度㊁低矿化度储层中适应性强,在国内外各油田剩余油挖潜中发挥了重要作用[3].P N N测井饱和度定量解释的基础是岩石物理体积模型,但模型中解释参数的确定是困扰测井解释人员的难点问题[4G6],也是影响剩余油饱和度计算精度的重要因素.黄志洁等[7]分析了P N N测井技术特点及传统岩石物理体积模型的局限性,对模型的适应范围进行了详细分析,认为采用理论或实验分析值选取P N N测井体积模型的解释参数适应性较差.肖承文等[8]认为P N N测井饱和度定量解释参数具有较大的分布范围,直接进行饱和度定量计算容易产生较大误差,利用未生产层段的P N N测井值与电阻率之间的相关关系,计算射孔层段的当前电阻率,进而利用计算的当前电阻率确定射孔层段当前含油饱和度,以此来避免P N N测井解释参数的选择.孟宪涛等[9]通过建立泥质密度与俘获截面之间的相关关系确定泥质的俘获截面,但该方法依赖于常规测井中的密度曲线,当密度曲线不存在时,单井应用受限.赵秀峰[10]对肯基亚克油田P N N测井数据进行了分析并基于理论方法确定了解释参数,但油层水淹后地层水性质复杂,理论方法计算的地层水宏观俘获截面,往往具有较大误差.刘珈辰等[11]针对体积模型中解释参数选择范围较大的问题,利用对俘获截面测井响应方程中各解释参数进行偏导数计算,分析了骨架㊁泥质㊁地层水以及油气俘获截面的变化对含水饱和度计算结果的敏感性.此外,部分学者针对研究靶区的地质特点,对标准岩石物理体积模型进行了不同的改进.例如,郭海敏等[12]针对低孔㊁低渗储层引入了区域特征系数K.张新雨等[13]针对高泥质含量储层引入校正因子F.胡冰恒等[14]针对泥质含量和低矿化度两种因素对俘获截面测量值的影响,引入了双校正因子K1和K2,改进的体积模型在研究靶区都取得了较好的应用效果,提高了剩余油饱和度计算精度.但是校正因子的求取需要一定的前提条件,并且在引入校正因子的同时,无形中也引入了多余的变量,使得该方法在实际生产应用中存在一定困难.本文在P N N测井饱和度定量解释标准体积模型与改进模型统一性分析的基础上研究了P N N饱和度定量解释模型中区域俘获截面参数确定方法,并通过实例分析证明本文方法的可行性与准确性,以期对利用P N N测井进行饱和度定量解释提供方法借鉴.1㊀测量原理P N N测井通过脉冲中子发生器将14.1M e V的快中子发射到地层,快中子进入地层后与物质的原子核发生碰撞将产生减速㊁扩散和被俘获几个过程.非弹性散射是中子能量损耗的主要方式,发生在中子发射后10-8~10-6s时间段;弹性散射发生在中子发射后10-6~10-3s时间段,该过程使得中子的速度变得缓慢,慢化后的热中子(能量约0.025e V)在其它物质附近漫游时,很容易被俘获吸收发生俘获反应. P N N测井仪器利用两个不同源距的3H e计数管(效率97%)以3ˑ10-5s的采样间隔记录快中子发射3ˑ10-5s后的1.8ˑ10-3s时间内的热中子记数率,每个探测器记录60道[15],根据记录的热中子计数率生成热中子时间衰减谱,并根据时间衰减谱确定中子寿命τ,然后利用公式(1)确定地层的宏观俘获截0001石㊀油㊀物㊀探第62卷面[16].Σ=4550τ(1)式中:Σ为测井获得的地层俘获截面.P N N 测井直接测量没有被地层俘获的热中子,在低孔隙度㊁低矿化度的地层,没被俘获的热中子多,探测器记录的计数率高,因此P N N 测井在低矿化度㊁低孔隙度储层具有较高测量精度[17].2㊀定量解释模型与解释参数选择2.1㊀解释模型分析P N N 测井饱和度定量解释的基础与传统的中子寿命测井一致,均基于岩石物理体积模型.将储层看成是由骨架㊁孔隙和泥质组成的简化模型,孔隙中含有油气㊁水等流体(图1).储层总的俘获截面Σ可表示为各组分俘获截面贡献之和[18],即:Σ=(1-V s h -φ)Σm a +V s h Σs h +φ(1-S w )Σh +φS w Σw(2)式中:V s h 为泥质含量;φ为孔隙度;Σm a 为骨架的俘获截面;Σs h 为泥质的俘获截面;Σh 为油气的俘获截面;Σw 为地层水的俘获截面.图1㊀P N N 测井岩石物理体积模型与标准岩石物理体积模型不同,部分学者在研究过程中,根据研究区特征,在标准体积模型的基础上,引入区域特征因子对标准岩石物理体积模型进行改进.郭海敏等[12]针对测量结果在不同区域的差异性,在标准体积模型的基础上引入具有区域特征的系数K ,将地层俘获截面表示为:Σ=(1-V s h -φ)(K Σm a )+V s h (K Σs h )+φ(1-S w )(K Σh )+φS w (K Σw )(3)㊀㊀张新雨等[13]对海上某油田P N N 测井解释研究中,分析了泥质含量对P N N 测井响应特征的影响,针对高泥质含量储层引入校正因子F ,将地层俘获截面表示为:Σ=(1-V s h -φ)Σm a +V s h (F Σs h )+φ(1-S w )Σh +φS w Σw (4)㊀㊀胡冰恒等[14]在华北油田留北构造带储层研究过程中,针对低地层水矿化度㊁高泥质含量储层,在标准体积模型的基础上引入校正因子K 1和K 2,将地层俘获截面表示为:Σ=(1-V s h -φ)Σm a +V s h (K 1Σs h )+φ(1-S w )Σh +φS w (K 2Σw )(5)㊀㊀由公式(3)至公式(5)可以看出,改进体积模型均为在标准体积模型的基础上对不同组分俘获截面参数乘以区域特征因子,从本质上讲,是区域俘获截面解释参数选取的问题,因此,改进后的模型可写成以下统一形式:Σ=(1-V s h -φ)Σ∗m a +V s h Σ∗s h +φ(1-S w )Σ∗h +φS w Σ∗w (6)式中:Σ∗m a ,Σ∗s h ,Σ∗h ,Σ∗w分别为考虑区域特征的俘获截面解释参数.因此,区域俘获截面解释参数的确定是P N N 测井饱和度定量解释的核心问题.由公式(6)可得:S w =(Σ-Σ∗m a )-φ(Σ∗h -Σ∗m a )φ(Σ∗w -Σ∗h )-V s h (Σ∗s h -Σ∗m a)φ(Σ∗w -Σ∗h )(7)2.2㊀解释参数选择通常情况下,在P N N 测井定量计算饱和度的参数中,孔隙度㊁泥质含量主要由常规测井获得.因此,本文主要讨论岩石骨架㊁泥质㊁地层水及油气的俘获截面确定方法.2.2.1㊀解释参数取值范围及理论确定方法1)岩石骨架宏观俘获截面.岩石骨架的俘获截面与骨架的组成元素及其相对含量有关,岩石骨架的俘获截面与主要造岩矿物俘获截面值存在不同,不同文献中关于骨架俘获截面的取值范围有一定区别[19G20].一般情况下,储层岩性确定后,骨架的俘获截面变化范围较小,常见岩石骨架中石英砂岩俘获截面为8c .u .(1c .u .ʈ0 028m 3),白云岩俘获截面为8c .u .,石灰岩俘获截面为12c .u .(图2),通常选用理论值即可满足P N N 测井定量解1001第5期赵建鹏等.P N N 剩余油饱和度测井解释参数确定方法及应用㊀㊀㊀㊀图2㊀不同组分俘获截面变化范围释要求.2)泥质宏观俘获截面.泥质的俘获截面与构成泥质的粘土矿物类型有较大关系,不同研究地区的泥质俘获截面变化范围很大,一般为25~50c.u.(图2).在实际应用中,可以根据研究区实际测井资料,从俘获截面测井曲线上的纯泥岩段直接读取或利用直方图法确定研究区泥质的俘获截面参数[21].3)地层水宏观俘获截面.地层水的俘获截面主要与水中盐类离子的类型及含盐浓度有关.地层水的俘获截面具有较大的变化范围(图2),它与N a C l溶液矿化度具有较高的相关性,而与温度㊁压力相关性较小.当地层水中含有除C l以外的其它元素时(如B和L i),需将其它的离子成分的矿化度按照特定转换系数换算成等效的N a C l溶液矿化度.然后根据公式(8),按等效的N a C l溶液矿化度计算地层水俘获截面[10].Σw=22.1+0.341C+0.00025C2(8)式中:C为等效N a C l溶液矿化度,单位为g/L.但油层水淹后地层水性质复杂,理论方法计算的地层水宏观俘获截面,往往存在较大误差.4)油气宏观俘获截面.油的俘获截面与油的密度以及溶解油气有关,其变化幅度一般不大(图2).普通原油的俘获截面分布范围较小,主要为18~22c.u.,重质油大于22c.u..油的俘获截面可利用(9)式计算[10].Σo=22.3(1+GO R/22000)0.715(9)式中:G O R为油气比,单位m3/m3.天然气的俘获截面值与地层压力㊁地层温度以及天然气组分等有关,一般小于12c.u.(图2).天然气的俘获截面可以通过公式(10)计算:Σg=P(1.38γg+0.238)256+1.4(1.8T+32)(10)式中:γg为天然气的相对密度;P为地层压力;T为地层温度.2.2.2㊀图版法确定解释参数由2.2.1节可知,泥质俘获截面虽然变化范围较大,但可以通过俘获截面测井曲线得到区域泥质俘获截面值.油㊁骨架和地层水的俘获截面均有一个变化范围,其中骨架与油的俘获截面变化范围较小,一般选用理论分析值即可满足解释需要;而水的俘获截面与地层水矿化度有较强相关性,具有较大的变化范围,同时也是较难确定的解释参数.与上述方法不同,图版法通过对实际测井数据的分析可以获取区域性的俘获截面解释参数,从而提高饱和度解释结果的准确性.P N N测井解释图版主要有3种:①简单交会图法;②H I N G L E图版法;③增强图版法.图版法的本质作用是帮助测井解释人员选取合适的区域俘获截面解释参数.其中,增强图版法同时考虑了孔隙度㊁泥质含量对俘获截面测井值的影响,具有更好的适应范围,是饱和度定量解释中最常用的方法[22].在增强图版中纵坐标为孔隙度,横坐标为经过泥质校正的且用孔隙度曲线进行归一化的俘获截面测井曲线.增强图版法首先计算经泥质校正和孔隙度归一化后的纯水线(公式(11))和纯油线(公式(12)),然后在油线㊁水线之间通过线性内插可以得到任意含水饱和度线.水线计算公式为:ΣSw=100%=[Σm a(1-φ)+Σwφ]φ(11)㊀㊀油线计算公式为:ðS w=0%=[ðm a(1-φ)+ð0φ]φ(12)㊀㊀由于增强图版的饱和度线是在不含泥质情况下计算的,因此对实际井资料进行处理时,需对测井测量的俘获截面曲线进行泥质校正,具体校正公式如下:2001石㊀油㊀物㊀探第62卷Σs h =0%=Σ-V s h (Σs h -Σm a )(13)㊀㊀为突出放大孔隙流体对俘获截面测量值的影响,利用孔隙度对俘获截面进行归一化处理,公式如下:Σn o r m =φΣs h =0%(14)式中:Σn o r m 为孔隙度归一化后的俘获截面.基于上述理论,利用P yQ t 开发了图版法解释参数选择模块,加载实际测井数据并选择对应模型及曲线绘制交会图.通过改变俘获截面解释参数的大小,调整纯油线与纯水线的位置,使处理井段实际地层测井数据点合理落在增强图版相应的区域,以此来确定区域俘获截面参数(图3).该模块也可应用于任何测量地层俘获截面曲线的饱和度定量解释.应用图版法的前提是要求测井数据里同时含有未水淹和已水淹的地层,利用未水淹油层确定油线位置,利用高水淹或者水层来确定水线位置.当处理井段缺少油层㊁高水淹或者水层时,可从邻井同层位取适当样本点辅助确定油线与水线位置.由于图版法根据实际测井资料进行分析,通过调整俘获截面参数值使油线㊁水线及测量点合理分布,该方法确定的俘获截面参数反映了研究区的区域特征,因此避免了改进模型中区域特征因子的求取.图3㊀增强图版法归一化俘获截面与孔隙度交会结果为了评价P N N 饱和度定量解释结果的可靠性,引入可信系数对计算结果进行分析,可信系数计算公式为[10]:X S =1-ΣS w =0%ΣS w =100%æèçöø÷ˑ1.33(15)㊀㊀可信系数反映了地层孔隙度一定时,油层与水层的俘获截面测井响应特征的差异性.当可信系数大于0.5时,认为饱和度定量解释结果是可靠的.3㊀实际应用为验证解释参数选取的合理性,选取同时测量过套管电阻率和P N N 测井的G 35井进行分析,该井所处油藏为典型的边底水油藏,具有统一的油水界面,且水淹类型为地层水水淹.原生产层段为13,14号层,初始油产量为62.5t /d ,产水率为2%.此后生产过程中,产水率逐渐增加,根据最新生产动态数据,该井日产油为5.9t ,产水率高达90%.为寻找潜力层及堵水作业提供依据,该井随后进行了P N N 测井与过套管电阻率测井.增强图版法涉及4个参数,分别为骨架㊁泥质㊁油及地层水的俘获截面.对4个参数全部进行调整工作量大,且多解性强,因此按照如下步骤确定P N N 测井俘获截面解释参数.1)确定油的俘获截面.油的俘获截面变化范围较小,研究区目的层段无气层显示,油气比低,平均G O R 为15.0m 3/m 3,利用公式(9)计算可得研究区油的俘获截面为21c .u ..2)确定泥质的俘获截面.绘制G 35井泥岩段俘获截面分布直方图,要求该泥岩段井径稳定且与解释层位接近,通过直方图确定该井处理井段泥质俘获截面约为29.5c .u .(图4).3)确定骨架的俘获截面.当油和泥质的俘获截面确定后,油线位置仅与骨架俘获截面有关,调整骨架俘获截面参数值,改变油线位置,使其位于实际测㊀㊀㊀㊀图4㊀G 35井泥质俘获截面频数统计3001第5期赵建鹏等.P N N 剩余油饱和度测井解释参数确定方法及应用量点的上方(图5).4)确定地层水俘获截面.调整地层水的俘获截面参数,改变水线位置,使所有实际测量点位于水线上方(图5).通过步骤1)至步骤4)确定油㊁泥质㊁骨架㊁地层水的俘获截面后,可根据射孔层段㊁裸眼井饱和度解释结果及生产动态资料对俘获截面解释参数进行微调,使处理井段实际地层测井数据点合理落在增强图版相应的区域.通过图5可确定G35井骨架㊁泥质㊁油㊁地层水的区域俘获截面分别约为8,29.5,21,65c.u..利用增强图版法获取的区域俘获截面解释参数对G35井进行处理,解释结果如图6及表1所示.㊀㊀㊀㊀图5㊀G35井归一化俘获截面与孔隙度交会结果图6㊀G35井P N N测井解释成果(解释结论道中5,6,7,8,10号层为油层,9号层为致密夹层,13,14号层为高水淹层)4001石㊀油㊀物㊀探第62卷表1㊀G 35井P N N 测井解释成果层号测量井段/m 顶深底深厚度/m 孔隙度,%渗透率/ˑ10-3μm 2泥质含量,%原始含水饱和度,%P N N 含水饱和度,%R L A C 含水饱和度,%解释结论备注52310.72313.32.627.3473.4925.115.315.715.4油层补孔62315.42318.53.116.40.9338.954.455.556.0油层补孔72319.02324.85.824.295.6424.716.516.719.4油层补孔82326.62329.93.318.96.2435.255.255.255.6油层补孔102330.32356.05.724.470.2718.615.315.317.3油层补孔132372.22381.18.918.812.7626.747.764.260.4高水淹堵水142381.62389.07.424.6126.6720.231.750.454.2高水淹堵水图6中第6道为P N N 计算饱和度与过套管电阻率计算饱和度对比道,第7道为P N N 计算饱和度与裸眼井含水饱和度对比道,第9道为解释结论道,其中5,6,7,8,10号层为油层,9号层为致密夹层,13,14号层为高水淹层.由图6及表1可以看出,P N N 饱和度解释结果与过套管电阻率解释结果基本一致,并且储层可信系数均大于0.5,符合定量解释标准,计算结果可靠.同时,通过P N N 含水饱和度与裸眼井含水饱和度对比,认为5,6,7,8,10号层P N N 含水饱和度与裸眼井含水饱和度相近,剩余油饱和度较高,开发潜力较大,可接替成为产油层段.而该井原生产层位13,14号层则水淹比较严重,因此根据P N N 测井结果对原生产层段进行堵水作业,对5,6,7,8,10号层进行补孔,实施后日产油68.5t ,产水率为18%,投产结果与解释结论一致.证明了本文解释参数选取方法的合理性与准确性.4㊀结论1)P N N 测井标准体积模型与改进的体积模型在形式上具有统一性,本质为区域解释参数的选择.通过图版法选取P N N 解释参数,可避免求取区域特征因子.2)油和骨架俘获截面变化范围较小,一般理论计算值可满足解释需求,泥质俘获截面虽然变化范围较大,但从地层俘获截面测井曲线上可以较好地确定,随着长时间开发,油层水淹后地层水性质复杂,地层水的俘获截面是较难确定的参数,采用增强图版法可以综合确定不同组分的俘获截面,该方法同时考虑了泥质含量㊁孔隙度对俘获截面测井值的影响,经过孔隙度归一化后增强了孔隙流体的响应特征,提高了饱和度解释精度.3)基于P yQ t 编制的P N N 测井处理解释模块,符合实际生产需要,模块同样适应热中子成像测井(T N I S )㊁脉冲中子寿命测井(N L L )等所有测量地层俘获截面曲线的饱和度定量解释.参㊀考㊀文㊀献[1]㊀王振,周清.套管井脉冲中子测井仪发展综述[J ].测井技术,2020,44(5):432G437WA N GZ ,Z H O U Q.R e v i e wo nd e v e l o pm e n t o f p u l s e dn e u t r o n l o g g i n g t o o l s u s e d f o r c a s e d Gh o l e [J ].W e l l L o g g i n g T e c h n o l o g y ,2020,44(5):432G437[2]㊀熊葵,杨晓东,陈菲,等.华北油田套后饱和度测井技术优选[J ].测井技术,2021,45(3):260G266X I O N G K ,Y A N G X D ,C H E N F ,e ta l .O pt i m i z a t i o no f p o s t c a s i n g s a t u r a t i o n l o g g i n g t e c h n o l o g yi nH u a b e i o i l f i e l d [J ].W e l l L o g g i n g T e c h n o l o g y,2021,45(3):260G266[3]㊀孙杨沙,刘红岐,田杰,等.P N N 测井在跃进油田水淹层中的应用[J ].地球物理学进展,2019,34(3):1105G1112S U N YS ,L I U H Q ,T I A NJ ,e t a l .A p p l i c a t i o 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n de v a l u a t i o na n a l y s i s i nE13r e s e r v o i r o fG So i l f i e l d[J].P r o g r e s s i nG e o p h y s i c s,2020,35(3):1085G1091[16]㊀张锋,徐建平,胡玲妹,等.P N N测井方法的蒙特卡罗模拟结果研究[J].地球物理学报,2007,50(6):1924G1930Z H A N GF,X UJP,HU L M,e t a l.M o n t eC a r l o s i m u l a t i o n r eGs u l t f o r t h e p u l s e dn e u t r o nGn e u t r o n l o g g i n g m e t h o d[J].C h i n e s eJ o u r n a l o fG e o p h y s i c s,2007,50(6):1924G1930[17]㊀卢玉晓,谭茂金,庞栋锴,等.基于P N N测井技术的复杂储层流体识别与饱和度计算[J].石油物探,2011,50(3):310G314L U Y X,T A N M J,P A N G D K,e t a l.F l u i d i d e n t i f i c a t i o na n ds a t u r a t i o nc a l c u l a t i o n f o r c o m p l e x r e s e r v o i r b a s e d o nP N Nl o gGg i n g[J].G e o p h y s i c a lP r o s p e c t i n g f o rP e t r o l e u m,2011,50(3):310G314[18]㊀屈亚龙,裴宸育,李卫兵,等.水淹层热中子成像测井解释与分级方法[J].石油物探,2022,61(4):743G749Q U YL,P E ICY,L IW B,e t a l.T h e r m a l n e u t r o n i m a g i n g l o gi n t e r p r e t a t i o n a n d c l a s s i f i c a t i o nm 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l.A p p l i c a b i l i t y r e s e a r c ho f t h e r m a l n e u t r o n i m a g i n g s y s t e m(T N I S)l o g g i n g i n l o ws aGl i n i t y r e s e r v o i r[J].W e l l L o g g i n g T e c h n o l o g y,2016,40(3):364G371(编辑:朱文杰)6001石㊀油㊀物㊀探第62卷。
井-地组合电位成像法测量剩余油分布技术研究与应用
电位 差 。 2 、数 据 处 理 及 成 像 方 法 21 . 电位 测 量 数 据 的 复 性 检 验 为 了 考 察 测 量 数 据 的 准 确 性 和 仪 器 的 稳 定 性 , 对 两 个 测 点 利 用 多 个 接 收 器 重 复 测 量 , 以 校 验 接 收 器 的 一 致 性 和 仪 器 的 稳 定 性 。两 次 测 量 的 相 对 误 差 应 小 于3 %,尽 量 满 足电位法测量的精度要求。 2 2 均 匀 介 质 电位 分 布 的数 值 计 算 .非 对 于 三 维 地 下 介 质 ,线 电流 源 产 生 的 三
一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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( )研 究 方 法 : 二 1 野 外 工 作 方 式 、 以被 测 量 井 ( 水 井 ) 为 中 心 , 圆 环 形 注 布 置 半 径 为 1 0 一 5m 范 围 ,布 置 3 电 极 , 0 m 10 的 圈 共 有 电 极 3 4 。 在 两 个 测 点上 作 仪 器 重 复 ×2 个 性 和 一致 性 检 测 ,距 供 电 电极 约 10 m 右 选 5 0左 口井 作 回 流 电 电 极 。 实 际 测 量 时, 内 圈 点 以 作 为 公 共 点 , 到 中 圈 与 内 圈 和 外 圈 与 内 圈 的 得
一
三 、具 体 应 用 1 临 1— 2 组 : 、 72井 临 1— 2 为 临 1块 的 一 口注 水 井 ,注 水 72井 7 层 位 沙 二 上 ,为 研 究 该 井 组 的 剩 余 油 分 布 情 况 , 于 2 0 年 进 行 了井 一 电 位 测 量 ,对 测 量 02 地 结果进 行了资料 处理 。并结 合测井 、录井 、 地 质 和 生 产 动 态 资 料 , 对 处 理 结 果 进 行 了 剩
PSSL全能谱饱和度测井技术在塔河油田的应用
明 ,全 能谱 饱 和 度 测 井 技 术 能 够 准 确 地 评 价 区分 油 层 、 水 淹 层 、水 层 及 干 层 , 正 确 区分 出水 淹 层 的 级 别 ,
能 较 好 的 指 导 油 田采 取 措 施 进 行 开 发 。
.
[ 键 词 ] 塔 河 油 田 ;碎 屑 岩 ;全 能 谱 饱 和 度 测 井 ;应 用 效 果 关
1 PS S L全 能 谱 饱 和 度 测 井 技 术
11 PS . S L全 能 谱 饱 和 度 测 井 技 术 原 理
利用 脉 冲中子 源按 照设计 的脉 冲时序 ,向地层 中 发射 能量 为 1 . Me 的快 中子 ,与 地层 原 子核 发 43 V
生各 种 反应 ,生成 具有 一定 能量 和 时间分 布 的伽 马谱 或 热 中子 谱 ,然后 利 用设 计 的 4个 B O 探 测器 组 G 合 ,分 3个模 式按 时 问和能 量分 别记 录非 弹性 散射 伽 马 能谱 、俘 获 伽 马能 谱 、伽 马 时 间谱 的全 谱 信 息 ,
龙 武 ,陶碧 娥 马立 新 ,万 , 勇 ( 石化西北油田分公司工程技术研究院, J \ 中 新疆 马鲁木齐 。。 ) 0’ ’
[ 要 ] 针 对 塔 河 油 田碎 屑 岩 砂 体 分 布 规 律 性 差 , 部 分 储 层 开 发 效 果 差 , 引 进 P S 摘 S L全 能 谱 饱 和 度 测 井 技
SPA-PLS的高含水原油近红外光谱含水率分析
Vol. 39,No. 11 ,pp3452-3458November , 2019第39卷,第11期2 0 19年1 1月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysis SPA-PLS 的高含水原油近红外光谱含水率分析韩建!李雨昭!曹志民$,刘强!牟海维东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318摘要准确及时的检测原油含水率对注水策略调整、原油开采能力评估、油井开发寿命预测等均具有重要意义。
然而,当前我国大多数油田均已进入高含水的开发中晚期,含水率测量难度大且准确率不高。
在此 背景下,开展了高含水情况下利用近红外光谱进行原油含水率测量的研究!首先介绍了目前原油含水率检测的常用方法,分析了它们的优劣!理论上,由于水的近红外光吸收带与原油中C -H 键的吸收带有明显区别,根据Lambert-Beer 吸收定律和吸光度线性叠加定律可知,不同含水率高含水原油近红外光谱会存在较强响应差异。
为此,对高含水原油进行近红外光谱检测,建立原油含水率与近红外光谱响应间的非线性映射模型,可实现高含水原油含水率的精确测量°为了验证该方法的有效性,搭建了近红外光谱数据采集实验装置:采用白炽灯作为光源,经过光路调节成平行光后垂直射入样品池,用近红外光谱仪(海洋光学NIR512)采集光谱用于分析°其中,接收光谱仪带宽为900-1 700 nm ,平均分成512个波段。
光谱数据利用光谱仪配套软件储存在电脑中°样本采用相同厚度不同比例的油水混合物,样本含水率范围为70%〜99% ,共采集数据60组,每组重复3次取平均值°得到原始数据后,先进行原始数据预处理,以减少数据采集时来自高频随机噪音及温度不稳定、样本不均匀、基线漂移、光散射等不利因素的影响°分别选用了 S-G 滤波、一 阶导数和S-G 滤波+ 一阶导数作为数据预处理的方法,利用连续投影算法(SPA )对光谱数据进行降维,并利用偏最小二乘法(PLS )和多元线性回归(MLR )进行建模,模型精度通过计算均方根误差值(RMSE )和相关系数")来验证°对比发现,使用S-G 滤波K ■一阶导数建立的模型RMSE 值最小(RMSE=0. 007 0, r =0. 998 3)°使用SPA 降维后的模型要优于全波段PLS 模型(RMSE=0.083 3,厂=0.920 6)与MLR 模型(RMSE =0 . 0 99 9, <= 0 . 967 1)°利用SPA 提取出的31个特征波长建立的模型仅占全波段的6. 0 5% ,并获得了较好的精度。
青海油田套管井饱和度测井技术应用
青海油田套管井饱和度测井技术应用张洪;邱金权;雷刚;李得信;王青川;甘常建【摘要】青海油田油气藏类型较为丰富,地质特征差异明显,主要应用以核测井方法为基础的PNN测井、PSSL全谱测井.通过近600余井次的规模应用,逐步形成了成熟的4类典型油气藏饱和度测井工艺和解释方法.中高水淹油田,利用PNN测井的地层俘获截面测井曲线与补偿中子测井曲线叠合方法,达到定性识别水淹层目的;低矿化度油田,采用PSSL测井的C/O模式进行油水层识别;低电阻率气田采用PNN与 PSSL 结合方法开展气水层解释;注气油田利用PNN时间推移测井监测气液界面运移情况,为制定合理的油田开发方案提供了科学依据.%The types of oil and gas reservoirs in Qinghai oilfield are abundant with obvious the geological characteristic differences and different development modes and development status,so the process of saturation logging in cased hole should be applied for reservoir conditions.At present,PNN pulse neutron and PSSL full spectrum logging are mainly used in Qinghai oilfield through nuclear logging,the annual logging capacity is about 80 wells.Through the application of more than 600 w ells,T he mature saturation logging technology and interpretation method of four kinds of typical oil and gas reservoirs are gradually formed.In the middle and high water flooded oilfield,this paper proposes a method of combination of capture cross section interface curve in PNN logging and the compensated neutron curves for the purpose of qualitative identification of watered out layers.In low salinity oilfield,oil and water layer identification uses carbon oxygen logging in PSSL;In low resistivity gas field,gas and water layerinterpretation uses PNN and PSSL;PNN time lapse logging is used to monitor the gas-liquid interface migration in gas injection oilfield,w hich provides a scientific basis for the development of oilfield.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2018(042)002【总页数】6页(P215-220)【关键词】饱和度测井;脉冲中子-中子测井;脉冲全谱饱和度测井;剩余油评价;水淹层识别;气液界面;青海油田【作者】张洪;邱金权;雷刚;李得信;王青川;甘常建【作者单位】青海油田测试公司,青海茫崖816499;青海油田测试公司,青海茫崖816499;青海油田测试公司,青海茫崖816499;青海油田培训中心,青海茫崖816499;青海油田测试公司,青海茫崖816499;青海油田测试公司,青海茫崖816499【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言随着油田开发进入中后期,监测剩余油变化、观测油层动态和确定储层剩余油饱和度成为油田生产开发过程中一个十分重要的环节[1-2]。
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(三)辅助动态监测
1、活化测井:地层存在易活化物质被检测出来,挤 堵、压裂、酸化、套管腐蚀等有时有响应; 2、氧活化测井:当存在微小水流时,活化氧变化可 以被检测出来,这是确定溢流点、倒灌、层间串 的基本原理; 3、井温测井:井温变化总是和主产出层相关的,微 差井温曲线指示这个变化部位。 4、套后自然伽马测井:反应主产水层。 技巧:这四类测井对识别当前主产层、主产部位十 分有意义,也是剩余油分析良好辅助。
(4)驱油效率模型
Somax=1.-Swir
So=1-Sw
DOE=(Somax-So)/Somax
3、特征值法细分层解释方式
(1)特征值概念:测井曲线中极值、拐点、台级或平台 为特征值,其它部分为过渡值。 (2)储集层分类:每个特征值点所反映的是该点附近相 同岩性内地层的指标,地层中的岩性、物性、含油 性和可采量集中反映在特征值上,那怕是它仅仅是 一个点也是如此。 (3)同类岩性分层:方法可以合理划分储集层内非均质 产生的局部间分水岭,实现由量变到质变的定量化。 建立在特征值概念的。
(四)解释基础与精细解释方 法
1、静态解释模型-裸眼井资料分析 2、完整动态解释模型-经验加标准化 3、独特的细分层技术 4、突出层内主要矛盾的分析技术 5、产能预测
1、静态解释模型
(1)泥质含量采用自然伽马、自然电位、硅钙比曲线确定;
(2)钙质含量采用声波测井和硅钙比曲线确定;
(3)孔隙度采用声波测井、密度测井、中子测井取极小值后 为总孔隙度,再由体积模型计算有效孔隙度;没有孔隙度测 井时,用氢比硅加钙确定孔隙度。 (4)利用粒度中值和孔隙度确定地层空气渗透率,并转化为 液体渗透率(相当于有效渗透率); (5)提出了束缚油的概念,建立了束缚油饱和度、束缚水饱 和度经验模型。 3、建立了通用解释标准和简单流程
产水率指标:定量解释的产水率计算误差小于 10% ;半定 量解释的产水率计算误差小于20%。
5、突出层(内)主要矛盾的分析技 术
主产部位:在某一产层中,一处或几处相对渗透 率较高的部位并称为主产部位。 主力产层:当合试或合采多个储集层时,一个或 几个相对渗透率较高的层并称为主产层。 层内分析:主产部位是单层的主要矛盾; 层间分析:主力产层是全井的主要矛盾。
2、利用全谱剩余油测井:中子寿命PNC、PNN、活化氧 指示、井温的辅助,综合使用解决的疑难问题。 未射孔层分析:
找剩余油,排除油粘污、“油帽子”、可能层间干 扰、剩余油分布预测等;
射孔层分析:
主力产层、出水出油和未动用层,排除串槽、大孔道、 层间干扰等。
港XXX井气层、水泥环缺失显示
西YYY井将11-15号层一起补孔层,初期高含水,1个月后含水率下降80%以下。
一、前 言
在油田开发中后期,谱测井是在金属套管中评价地层剩余油饱 和度,岩性及油层水淹等级的一种有效手段。
PSSL脉冲中子全谱饱和度测井仪集碳氧比能谱测井,碳氢比能 谱测井,氯能谱测井,钆示踪能谱测井,中子寿命测井于一体。能
在10﹪以上孔隙度和各种矿化度条件下,对套管,水泥环等介质外
地层的剩余油饱和度进行测量。多种测井方法的交互使用,使得仪 器测量精度和解释符合率大大提高。
(二)辅助剩余油监测技术
PNC方式特点 中子寿命致命缺陷 碳氧比、中子寿命的特点
1、PNC方式特点
测量对象:测量被地层吸收的中子寿命 应用范围:高矿化度地区确定含水量,在 低矿化度地区确定孔隙度。 确定参数:矿化度稳定时,确定含水量 含水量一定时,确定水矿化度; 累计计数率可确定套后孔隙度。
ห้องสมุดไป่ตู้
完成测试后,20-40小时提供精细解释成果; 以单层生产结论为准,解释符合率80%。
四、主要功能与特点
1.
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
主要功能: 确定地层剩余油饱和度。 在报废井或大修井中对遗漏掉的油层进行勘探和评价。 在淡水,低矿化度或未知矿化度的混和复杂地层中探测和评价油气层和 油水界面。 在裸眼井测井和一般套管井所提供的资料与储集层不一致的地方,评价 含油储集层。 在水驱工程中评价油田区块的地层含油饱和度分布情况和淡水的运移情 况。 应用测井资料,寻找水层和潜力层,评价产层的水淹级别,识别油藏的 水淹规律,寻找水层位,为控水增油提供依据。 检验固井质量,检查注灰封堵效果,寻找窜槽和漏失层位。 在同位素沾污的注水井中,给出准确的单层吸水情况;在压裂井中,定 量评价压裂效果。
4、解释指标
厚度分类指标: a、0.8米以上的地层定量解释 b、0.5米至0.8米的地层半定量解释 孔隙度分类指标: a、对孔隙度15% 以上的地层定量解释,符合率90%; b、对孔隙度10%-15%的地层半定量解释,符合率75%; c、对孔隙度10%以下 的地层定性解释,符合率60%;
饱和度指标:定量解释的含油饱和度计算误差小于 8%、半 定量解释的含油饱和度计算误差小于12%;
干层与油层,是该井剩余油较多
层段;7-9号层属于同一层,高渗 透部位高水淹,低渗透部位未水 淹,还有潜力;10号层为低水淹, 有潜力;11-13号层属于同一层, 11-2号层未水淹,13号层高水淹, 受13号层的影响,11-12号层很难 得到动用;14-18号层均高水淹层。
四、主要功能与特点
主要特点: 4、在PNC相关模式下,Σ值的测量误差由原来的±3%提高到 ±1.5%以内,使仪器适合于更低矿化度条件下的测量,而 在同等矿化度条件下,含水饱和度的精度得到提高。 5、适用于在矿化度低、矿化度变化或矿化度未知情况下进行 储层评价; 6、通过补偿,校正井眼影响; 7、仪器动态范围大,能在较低孔隙度(10%以上)和较低矿 化度(1万ppm以上)的情况下应用; 8、提高纵向分辨率处理后,更适用于薄层评价和厚层细分评 价; 9、由于测前不需进行洗井、刮蜡等作业,为采油厂减少了作 业施工成本。
四、主要功能与特点
主要特点: 1、一次下井同时测量多种地层参数(C/O、C/H、Σ等), 使多参数交互解释成为可能,多尺度数据融合产生一个可 综合反映含油饱和度变化的曲线,从而提高剩余油饱和度 测量精度,为油田二次、三次开发提供科学依据; 2、根据不同地区的不同的地质条件,采用不同的能谱处理 方法和解释模型,使得仪器的适应性大大增强; 3、在CO相关模式下,仪器在孔隙度为25%的饱和油砂、水 砂中的C/O相对差值达到15%左右,这一数值是传统碳氧 比仪器在标准的35%孔隙度饱和油砂、水砂中才能达到的 相对差值。这使得仪器在一定孔隙度下识别含油饱和度变 化能力有了很大提高,也就是说本来碳氧比测井当含油饱 和度大于15%的变化仪器才可以识别出来,而PSSL仪器 较小的含油饱和度变化(比如小于10%)就可以识别。
4、提供地层水矿化度识别信 息
基本特征:俘获氯有两个能窗,其中低能能窗 主光电峰是独立的,高能能窗与钙窗重叠,也 是特征明显能窗; 高能窗俘获氯与俘获计数比值CLSI; 低能窗俘获氯与俘获计数比值CLL ;
地层水性质主要是了解地层水矿化度,而氯是 最关键的;氯的变化直接反映地层的水是原状 的还是注入的,确定是注入的时候还要知道地 层水变化情况。
2、核心解释模型
归零化模型:解决碳氧比零值漂移
解释模型:赫尔佐格模型
模型适应性
3、提供岩性分析、孔隙分析信息
基本特征:俘获与非弹的比值主要反映地层的俘 获信息,非弹的作用是消除产额不稳因素; 俘获总计数与非弹总计数之比NCNI、俘获硅与对 应非弹的计数之比SII、俘获氯与对应非弹的计数 之比CLI都是孔隙度指示,该比值与补偿中子相关 系数大于0.9; 俘获氢与俘获硅的计数之比HSI也是孔隙度指示,, 该比值与补偿中子相关系数大于0.8; 俘获钙与俘获铁的计数之比CAFE是钙质含量指示; 特别说明:碳氢比实际上是俘获氢的指示,碳的 作用十分有限,是孔隙度指示。
2、动态解释模型
(1)可动油和可动水解释模型
Swm=Sw-Swir
Som=So-Soirr
Sw+So=1
S=Swm+Som=1-Swir-Soir
Gw=Swm/S
(2)相渗透解释模型
Go=Som/S
PERW=PERM*GW**
PERO=GO**2.*(1.- GW** )*PERM
(3)产水率模型 RV= μw/ μo RF=RV* PERO/ PERW Fw=1/(1+RF)
3、中子寿命的缺陷
在地层水矿化度多变的情况下,不能准确确定
地层含水饱和度; 地层中除氯的宏观俘获截面比较高外,泥质中 硼、铬等元素宏观俘获截面更高,这些元素虽 然含量不多,确实不可忽略的;泥岩的宏观俘 获截面波动,需要分段分析; 套管、仪器多数是铁、钨、镍等重金属,宏观 俘获截面普遍偏高,尽管他们是稳定的,但形 成本底不容忽视; 地层含溶解气时,测量宏观俘获截面值偏低; 扩散效应使测量宏观俘获截面值偏高。
三、技术指标
耐压80Mpa,耐温140℃; 仪器外径89mm,长度5.7m,重量138kg;
一次下井完成全部谱的获取 ,获得多种指示曲线; 测量速度50-60m/小时,连续稳定工作6小时(单井一次最 大测量井段300米-360米); 测量精度:中子寿命模式:±3%(在标准井的淡水或盐水); 能谱测量模式:±5%(在孔隙度为35%的饱和油砂和水砂中)
(一)核心技术
谱处理技术 核心解释模型 俘获谱提供岩性分析、孔隙分析信息 俘获谱提供地层水含氯量识别信息 测速是碳氧比测井主要质量控制指标
1、谱处理技术,提高测井曲线质量
实测谱数据的俘获本底、活化本底校正 实测谱数据的峰漂自动校正 实测谱数据测速影响幅度修正 记录点问题:长短源距的谱数据匹配、 俘获与非弹的记录点匹配 能窗选择方法:能量分辨率技术 比值问题
西ZZZ井井温与主出水层关系:32号层主出水,高渗透部位(1054米)油气 恢复,显示油层。