老君廟油田測井二次解釋方法研究

宋璠，蘇妮娜，華吳平，顧戰宇，劉鈺銘，王紹華

（1.中國石油大學地球科學與技術學院，山東 青島 266555；2.中國石化西南石油局川東北采氣廠，四川 閬中 637400；3.中國石油大學地球科學學院，北京 102249）

0 引 言

隨著勘探開發不斷深入，我國大多數油田都相繼進入開發中后期，高含水、強水淹、采收程度低是普遍存在的問題[1]。測井二次解釋是這個時期的一個重要環節，其方法通常是綜合各類測井曲線及巖心數據建立測井解釋模型[2]。但是對于年代久遠的老油田，測井系列較老，曲線類型不齊全，利用常規測井解釋方法難以滿足油田二次開發的要求。本文以老君廟油田L油藏為例，提出一套適合此類老油田測井二次解釋的方法，經驗證解釋結果符合實際。

1 研究區概況

老君廟油田是我國最早的油田之一，位于酒泉盆地南部隆起帶背斜構造，為第三系白楊河群間泉子組地層組成的不對稱穹隆背斜構造油藏[3]。老君廟油田L油藏主要為內陸山間湖盆環境下的辮狀河流相沉積，其次為三角洲沉積。巖性單一，屬于正韻律層狀孔隙性砂巖油藏，自上而下發育L1、L2、L3、L4、L5等5個砂層組。該油藏于1941年投入開發，目前已處于高含水后期低產、低速開發階段。

老君廟油田鉆遇L油藏的井目前有950口，統計表明測井資料時間跨度70年，系統性較差，且1970年以前的井占68%，測井系列較老。測井曲線類型較雜亂，有三孔隙度測井曲線的井較少，僅自然電位曲線SP和視電阻率曲線Ra較齊全（見圖1），視電阻率曲線中又以R25、R8最為齊全。

圖1 老君廟油田測井曲線類型統計

2 測井曲線標準化

測井曲線標準化方法大致分為直方圖分析法和趨勢面分析法等[4]。老君廟油田測井曲線間存在較大的系統誤差，統計表明可用于定量解釋的測井曲線中包含聲波時差測井曲線AC、密度測井曲線DEN的井數量太少，無校正意義；視電阻率測井曲線R25、R8雖然數量較多，但其標準層的曲線值誤差范圍主要在0～2之間，常規的直方圖法和趨勢面法無法很好地校正這種小尺度誤差。

圖2 標準層視電阻率變差函數曲線

測井如何利用變差函數來分析各井的儀器精度，關鍵是要找到具有同一變異特性的地質體[6]。老君廟油田L油藏頂部存在一套厚44～105m穩定分布的暗棕紅色泥巖，巖性穩定、特征明顯，是該區最典型的標準層。根據該層的視電阻率曲線值作出變差函數曲線（見圖2），求出每口井的塊金效應，便可得到每口井視電阻率曲線曲線的系統誤差。實驗證明變差函數分析法在系統誤差尺度較小的曲線標準化中效果較好。表1為老君廟油田部分井的標準化校正量，可看出系統誤差較小，少部分井需進行校正。

表1 標準層Ra標準化校正量統計結果

3 建立解釋模型

在測井曲線標準化及儲層“四性”關系（巖性、物性、電性、含油性）研究的基礎上，針對老君廟油田目前的測井實際狀況，采用沉積相控下的電阻率建模研究思路，建立了適合該區的孔隙度、滲透率、飽和度解釋模型。

3.1 孔隙度解釋模型

老君廟油田測井系列相對完善的只有自然電位曲線和視電阻率曲線，近千口井中僅有75口井有聲波時差曲線，給孔隙度解釋帶來了很大困難。過去通常用聲波時差曲線結合自然電位曲線鄰井對比外推的方法解釋孔隙度，該方法誤差較大且僅在個別井區適用，無法建立統一的測井解釋模型。針對這一問題，利用覆蓋全區的220余口取心井資料，尋找巖石物性與其他曲線間的相關性。實驗表明巖心孔隙度與視電阻率曲線間存在一定相關性，且以8m視電阻率（R8）曲線相關程度最高（見圖3），其原因在于為了消除含油性影響，選取純水層砂巖段進行實驗，而該區L油藏地層水礦化度整體較低，因此隨著孔隙度增大，地層中離子所占比率減小，電阻率值增高。

圖3 老君廟油田L油藏8m視電阻率與孔隙度關系

研究區L油層自上而下分為L1～L5等5個砂層組，其中L1為三角洲前緣沉積，L2為三角洲平原沉積，L3～L5為辮狀河沉積。鑒于不同沉積環境儲層的“四性”特征存在一定差異，采用分不同沉積環境細化R8－φ解釋模型，結果表明細化后的孔隙度模型相關性明顯提高（見圖4），尤其是對于巖性較粗、物性較好的辮狀河儲層，模型相關系數達到90%。圖5是該區6813井L層測井解釋圖，其中626～640m段屬于L3～L5段辮狀河儲集層，經分段處理后，測井解釋孔隙度與巖心實測孔隙度更為吻合（見圖5）。由此建立了適合該區的孔隙度解釋模型（見表2）。

表2 分相帶孔隙度、滲透率測井解釋模型統計

3.2 滲透率解釋模型

滲透率由于受巖石顆粒粗細、孔喉半徑、流體性質和黏土分布形式等多種因素的影響，因此測井響應與滲透率之間的關系非常復雜[7]。通過取心井“四性”關系研究發現，研究區L油藏儲層的孔隙度和滲透率之間具有良好的正相關性（見圖6）。

圖6 孔隙度與滲透率關系圖

利用所有取心井的分析化驗資料，建立滲透率模型。并且，參照孔隙度模型建立方法，分沉積環境建立模型（見表2），旨在提高測井解釋精度。實驗證明，分相帶模型的相關系數更高，解釋的滲透率更符合實際。

3.3 飽和度解釋模型

針對老油田測井系列較老、缺乏巖電實驗參數的實際情況，鑒于該區電阻率測井曲線齊全以及泥質含量可準確獲得，選用Simandoux模型計算含水飽和度。儲層“四性”關系表明該區泥質含量對儲層物性影響較大，而Simandoux模型中充分考慮了泥質含量以及泥巖電阻率的影響，因此解釋效果較好。飽和度模型為

注射用血塞通對MCA粥樣硬化性血管狹窄伴MES陽性TIA患者MES和血脂水平的影響 …………… 史 敏等（4）：512

式中，φ為孔隙度，%；Rw為地層水電阻率，Ω·m；Rt為地層電阻率，Ω·m；Rsh為泥巖電阻率，Ω·m；Vsh為泥質含量。

4 水淹層綜合評價

4.1 水淹層定性識別

用常規測井資料定性識別水淹層的基本方法就是根據對Rw和Sw的變化有明顯反映的深、中、淺視電阻率曲線和自然電位曲線綜合判斷水淹層的水淹部位、水淹類型及水淹級別[8]。老君廟油田L油藏在經歷了幾十年開發歷程中已大范圍水淹，注入水與地層水相混合，且混合地層水電阻率Rwz常大于Rw，深、中、淺視電阻率曲線反映不明顯，但自然電位曲線卻有明顯的幅度變化和基線偏移，因此以自然電位曲線為主對水淹層作定性判斷。

圖7 E145井水淹層綜合解釋圖

該區水淹層常規測井響應特征。①自然電位曲線：水淹較強層段自然電位曲線基線會發生偏移，對于辮狀河相厚層均質砂體，其上下部自然電位曲線基線均發生明顯偏移，如圖7所示E145井L3層795～798m、803～805m的2個段泥巖基線與上部相比明顯負偏；②視電阻率曲線：油層的視電阻率平均增大80Ω·m，其中R25略大于R4，R1略大于R8，水淹層視電阻率起伏不明顯；③聲波時差測井曲線：由于注入水改善了儲層孔隙結構特征，故水淹層的聲波時差值略大于油層段，如E145井L3層800～803m（見圖7），綜合判斷E145井9號層為水淹層。

4.2 水淹層定量評價

單井水淹層定量評價是通過計算以剩余油飽和度為核心的產層參數完成的[9]。對于開發歷史久遠的老油田，在大范圍水淹條件下，水淹后地層水混合液的電阻率是一個變量，因此僅利用電阻率測井很難確定水淹后產層的剩余油飽和度。本文采用聯立方程組的方法，綜合剩余油飽和度Soj、水淹層混合液電阻率Rz、束縛水飽和度Swi的解釋方程，求得水淹層的驅油效率P，并以此分級定量評價油層水淹級別。

（1）剩余油飽和度Soj解釋方程

式中，Swj為與Soj與對應的含水飽和度，%；Rz為水淹層混合液電阻率，Ω·m；R8為8m視電阻率，Ω·m；φ為孔隙度，%；a、m、n為巖電參數。

（2）混合液電阻率Rz解釋方程

式中，Swi為束縛水飽和度，%；Rw為原生水電阻率，Ω·m；Rwj為注入水的平均電阻率，Ω·m。

（3）束縛水飽和度Swi解釋方程采用曾文沖經驗公式

式中，Md為粒度中值，可通過自然伽馬或自然電位曲線求得；φ為孔隙度，%。

通過聯立式（2）～式（5），可以計算驅油效率P，計算公式為

顯然，式（6）中（Swj－Swi）代表進入油層的注入水飽和度，（1－Swi）代表油層的原始含油飽和度，因此P的大小反映了油層的水淹強度。根據老君廟油田L油層驅油效率可將水淹層劃分為3個級別：弱水淹P＜20%；中等水淹20%≤P≤35%；強水淹P＞35%。由于Sw和Swi是根據自然電位、普通電阻率以及孔隙度等多項參數求解獲得，因此驅油效率是各類測井資料對水淹層的反映，可作為定量評價油層水淹級別較為可靠的參數。該評價方法利用常規測井即可開展，同時回避了水淹后地層水電阻率難以獲取的難題，因此適用于測井系列較老、曲線類型不齊全的老油田。

5 應用效果分析

利用上述測井解釋模型及評價方法，編制了相應的測井解釋程序，對研究區950口井進行了測井二次解釋，將測井解釋結果結合構造特征、砂體分布特征進行油水關系對比，并利用試油生產資料進行驗證，測井解釋吻合度達87.8%，充分說明本文采用的測井解釋模型及水淹層評價結果準確性更高，采用的測井解釋方法更符合老油田二次解釋的實際需求。如E145井第9號層（799.5～803.2m井段）R4電阻率為25.6Ω·m、聲波時差為325.5μs／m，原測井解釋為油層，該次測井解釋為水淹層，經單層試油產水量為2.89m3／d，見油花，確定為水淹層。

通過精細的測井二次解釋，大部分井油層厚度變小。盡管缺乏微電極曲線，但利用組合電阻率曲線以及孔隙度滲透率飽和度成果曲線，劃分出715個物性夾層，使油層厚度更為精確，精度達到0.5m級。通過水淹層評價，解釋出118口井共計1275個水淹層，編制了各小層的水淹分布圖。這些為該油田準確落實石油地質儲量以及編制開發調整方案提供了依據。

6 結 論

（1）利用地質統計學中變差函數塊金效應來進行電阻率測井曲線標準化，該方法對于校正小尺度系統誤差效果更佳。

（2）在儲層“四性”關系研究的基礎上，進行沉積相控下的電阻率建模，利用電阻率計算孔隙度及滲透率。該方法資料源于常規測井解釋，成本低、準確性高。

（3）在對大量測井曲線分析的基礎上，總結出該區水淹層的常規測井曲線定性識別標志，利用聯立方程組的方法求得驅油效率，以該參數劃分水淹強度。該方法有效回避了求解混合液電阻率的難題，計算結果準確且符合油田開發實際。

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