中子壽命測剩余油飽和度技術在陜北某油田的應用

楊松波 （核工業二O三研究所，陜西 咸陽712000）

賈耀忠，馬學禮，劉為國，熊慶勇 （中石油吐哈油田分公司鄯善采油廠，新疆鄯善838202）

陜北某油田含油層系為三疊系延長組長10、長6、長4＋5和長2儲層，其中主力油層長6儲層是鄂爾多斯盆地三疊湖盆由鼎盛期轉入衰退期時形成的三角洲前緣亞相沉積體系，具有低孔、低滲、油水接觸關系復雜的特點。長6、長2儲層縱向小層多，水驅規律復雜，水洗程度高，剩余油富集［1］。為此，筆者采用中子壽命測剩余油飽和度技術對該油田油藏剖面剩余油分布規律進行研究，為加密調整有效動用剩余油提供依據。

1 方法原理

實施中子壽命測剩余油飽和度技術所用儀器為脈沖中子壽命測井儀（見圖1），該儀器一次下井可完成自然伽馬、溫度、壓力及剩余油飽和度等多項參數的測量。

1）物理基礎 脈沖中子源向地層發射14MeV的高能快中子，快中子與地層中各種元素的原子核相互作用，經多次彈射、非彈性散射變成能量較低的熱中子后，再由密度大的地方向密度小的地方擴散過程中被地層所吸收，并放射出俘獲伽馬射線，用伽馬射線探測器測量熱中子被俘獲時放出的伽馬射線。

2）技術特點 中子壽命測剩余油飽和度技術具有如下特點：①通過探測熱中子計數率和中子俘獲截面來確定油氣層含水飽和度，可監測油氣、油水和氣水界面的動態變化，對儲層剩余油飽和度和出水段進行綜合評價；②該儀器外徑小，可以過油管直接測量油與水的宏觀俘獲截面Σ值，測量結果直觀；③由于使用了可控中子源，不存在放射性污染。

3）工藝參數 脈沖中子壽命測井儀的主要工藝參數如下：外徑為43mm；耐溫125℃；耐壓80MPa；中子產額為1.0×108s－1；測量精度為自然伽馬測量重復誤差在±7%內、中子測量重復誤差在±3%內。

圖1 脈沖中子壽命測井儀結構

2 資料處理與解釋方法

1）資料處理 首先，利用測井解釋基本方程確定中子壽命測井基線［2］：

式中，Σ 為中子壽命測井基線，C.U.（1C.U.＝10－3cm－1）；φ為地層孔隙度，%；Sw為含水飽和度，%；Σma為巖石骨架的宏觀熱中子俘獲截面，C.U.；Σw為地層水的宏觀熱中子俘獲截面，C.U.；Σh為油或氣的宏觀熱中子俘獲截面，C.U.。

其次，利用專業測井解釋軟件進行系統計算和參數優化，結合其他基礎資料綜合分析并求出剩余油飽和度等有關參數，為含油儲層剩余油飽和度的科學評價提供依據［3］。

2）解釋方法 ①巖性識別方法。中子壽命測井基線Σ和近遠計數率比（RNF）對巖性具有較好的響應，與完井電測巖性識別曲線對比性強，可以用Σ、RNF的具體值代入式（2）計算出巖性識別參數Q的具體數值，并劃分滲透層：

式中，A、B、C分別為區域性系數，針對陜北某油田取A＝13.79，B＝1.471，C＝－4.531；Σmax為中子壽命測井基線的最大值，C.U.。

②儲層參數計算。儲層參數計算公式如下：

式中，Σ（Sw＝0）為含水飽和度Sw＝0時的中子壽命測井基線，C.U.；Σ（Sw＝100%）為含水飽和度Sw＝100%時的中子壽命測井基線，C.U.。

③水淹程度評價。通過剩余油飽和度解析方程可計算出產層的平均剩余油飽和度Sor，由此可以確定水淹級別：強水淹 （0%＜Sor＜40%，含水率Fw＞95%）；中水淹 （40%≤Sor＜50%，50%≤Fw＜95%）；弱水淹 （Sor≥50%，Fw＜50%）。

④交會圖解釋。用于剩余油飽和度解釋的交會圖主要有Σ－Φ、Σ－RNF、RNF－Φ和Σ－Rt，Rt為地層真電阻率比。目前應用最多的是Σ－Φ 和RNF－Φ交會圖。使用Σ－Φ 交會圖可以比較方便地區分油和水，其關鍵是要確定好水線、油線方程，并進行必要的泥質校正。使用RNF－Φ交會圖，可以方便地利用RNF確定地層現有孔隙度。

3 現場應用

為了認識油藏剖面剩余油分布規律，掌握油藏內部油水運動規律，為加密調整有效動用剩余油提供依據，對陜北某油田某油井進行剩余油測試，通過測試給出油層剖面可靠的剩余油分布資料。該井油層基本數據和射孔數據及生產動態分別如表1所示。

表1 陜北某油田某油井油層基本數據

該井主要含油層組為延9（Y9），其測試解釋成果圖及解釋成果表分別如圖2和表2所示。從圖2可以看出，脈沖熱中子俘獲截面曲線形態在射孔段區間突變，且變化幅度較大。從表2可以看出，中水淹1層，井段為2081.8～2083.0m；強水淹1層，井段為2083.0～2085.1m，其他解釋含油水層、水層或干層；該井主要產液段為31、32號層，儲層水洗程度高，水淹特征明顯。該井受底水或邊水注入的影響，油水界面由2088.0m抬升至2085.1m。根據上述解釋成果，采取細化注水和調剖措施，并對水淹層采取封堵措施。采取措施后該井日產液9.0t，含水56%，取得了明顯的效果。

表2 剩余油飽和度解釋成果表

圖2 剩余油飽和度測井解釋成果圖