W區(qū)塊S儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)地層電阻率的影響

高齊明， 王向公， 井素娟， 王　杰， 張　俊， 韓艷華

(1. 長(zhǎng)江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院， 湖北 武漢 430100；

2. 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))， 湖北 武漢 430100；

3.中國(guó)石油測(cè)井有限公司長(zhǎng)慶事業(yè)部， 陜西 西安 710201)

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W區(qū)塊S儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)地層電阻率的影響

高齊明1,2， 王向公1,2， 井素娟3， 王杰1,2， 張俊1,2， 韓艷華3

(1. 長(zhǎng)江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院， 湖北 武漢 430100；

2. 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))， 湖北 武漢 430100；

3.中國(guó)石油測(cè)井有限公司長(zhǎng)慶事業(yè)部， 陜西 西安 710201)

摘要：論文以A油田W區(qū)塊為研究對(duì)象，A油田W區(qū)塊儲(chǔ)層具有物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)以及注入水礦化度變化大等特點(diǎn).在分析滲透率韻律(正韻律、反韻律、復(fù)合韻律)及層內(nèi)夾層(泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)夾層)的基礎(chǔ)上，研究了儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)地層電阻率的影響.研究發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層滲透率韻律及夾層控制注入水波及范圍，影響該層位地層電阻率變化，最后總結(jié)了地層電阻率變化規(guī)律.研究成果為提高該地區(qū)水淹層解釋符合率奠定了良好的基礎(chǔ).

關(guān)鍵詞：非均質(zhì)性； 滲透率韻律； 夾層； 地層電阻率

1研究背景

W區(qū)塊地處某盆地，開發(fā)層系為三疊系S儲(chǔ)層，儲(chǔ)層埋藏深度一般為1 100～1 400m向東變淺，在沿河灣一帶埋深約800～900m.巖石類型相對(duì)單一，主要為長(zhǎng)石砂巖或巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖.油層平均厚度12m，巖心滲透率1～3×10-3mD，平均2.29×10-3mD，屬于典型的“三低”油藏(低孔、低滲、低產(chǎn)).W區(qū)自1983年發(fā)現(xiàn)以來，先后經(jīng)歷了探井試采、井組、先導(dǎo)性和工業(yè)開發(fā)試驗(yàn)，1991年全面投入注水開發(fā)，經(jīng)過20年的開發(fā)，現(xiàn)在已采取了擴(kuò)邊、調(diào)整等增產(chǎn)措施，含水率逐步上升.

2以滲透率韻律及夾層為表征的層內(nèi)非均質(zhì)性分析

由于S儲(chǔ)層平均厚度12m，因此儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究主要考慮其層內(nèi)非均質(zhì)性.層內(nèi)非均質(zhì)性是指一個(gè)單砂層內(nèi)部在垂向上的儲(chǔ)層性質(zhì)變化.它是直接影響和控制單砂層內(nèi)水淹厚度波及系數(shù)以及剩余油分布的關(guān)鍵地質(zhì)因素，也是生產(chǎn)中引起層內(nèi)矛盾的內(nèi)在原因[1].對(duì)于W區(qū)塊層內(nèi)非均質(zhì)性，主要從韻律和夾層兩個(gè)方面進(jìn)行分析.

2.1滲透率韻律

滲透率大小在縱向上的變化所構(gòu)成的韻律性稱為滲透率韻律.韻律性的存在與水動(dòng)力強(qiáng)弱及所處的不同沉積相帶相關(guān)[1]，研究區(qū)內(nèi)S油層組主要是三角洲前緣亞相，微相則以分流河道、河口壩和間灣為主.通過對(duì)目的區(qū)塊滲透率韻律進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)目的區(qū)塊滲透率明顯存在三種韻律類型，即正韻律、反韻律、復(fù)合韻律.多種韻律的存在導(dǎo)致該地區(qū)較強(qiáng)的非均質(zhì)性.

2.2層內(nèi)夾層

層內(nèi)夾層是指位于單砂層內(nèi)部的相對(duì)低滲透層或非滲透巖層，對(duì)油氣聚集起到一定的控制作用.開發(fā)過程中，夾層具有隔絕能力或遮擋作用，因而對(duì)水驅(qū)油過程有很大影響[2].通過對(duì)研究區(qū)塊巖心資料及測(cè)井資料的分析，識(shí)別出該區(qū)塊S油層組中層內(nèi)夾層主要為泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)夾層兩種類型.研究中發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)夾層普遍存在導(dǎo)致該地區(qū)較強(qiáng)的非均質(zhì)性.

3層內(nèi)非均質(zhì)性對(duì)電阻率的影響

W區(qū)塊S儲(chǔ)層位注入水是淡水，為CaCl2型，礦化度小于500mg/L，而S儲(chǔ)層地層水礦化度大于50 000mg/L，部分井達(dá)90 000mg/L以上，當(dāng)?shù)⑷氲貙雍螅貙铀诓煌潭壬媳坏?W區(qū)塊S儲(chǔ)層隨著注入水的的增加，其形態(tài)呈不對(duì)稱的“U”字形.

3.1滲透率韻律對(duì)電阻率的影響

滲透率韻律對(duì)電阻率的影響表現(xiàn)在：滲透率韻律控制注入水波及范圍，從而影響儲(chǔ)層電阻率變化.正韻律、反韻律以及復(fù)合韻律油層中，水驅(qū)情況各有差別，從而導(dǎo)致水淹層電阻率差別明顯.

3.1.1正韻律油層

在滲透率正韻律油層水驅(qū)過程中，底部水洗嚴(yán)重，厚度小，水洗厚度隨時(shí)間的延長(zhǎng)增長(zhǎng)緩慢，注入水首先淹底部高滲段，重力作用使其加劇，水驅(qū)波及體積小，層內(nèi)易富集剩余油.在電阻率上的表現(xiàn)正韻律頂部顯示油層高阻，由于水淹使電阻率降低，明顯低于頂部，底部地區(qū)滲透率最高，水淹情況最嚴(yán)重，并且由于重力作用，使該位置含水率最高，而且由于是淡水水淹，電阻率明顯升高[3-4].圖1是S1井的正韻律模式圖，該井段砂層較厚，且平面展布好，展布方向上均有注水井，試油結(jié)果顯示該層試油日產(chǎn)油14.4m3，日產(chǎn)水20.1m3，已進(jìn)入中水淹期.該層1 184m到1 190m井段AT90值在32Ω·m左右，1190m以后的井段AT90在42Ω·m左右，兩者相差10Ω·m.由于1 184m到1 190m井段較高滲透率以及重力作用使該井段水洗嚴(yán)重，因而電阻率呈高值.對(duì)于1190m以后的井段中頂部一段電阻率曲線明顯隆起，分析認(rèn)為正韻律儲(chǔ)層頂部滲透率低，注入水未波及，因而分析該地區(qū)剩余油飽和度高導(dǎo)致電阻率呈高值，這與正韻律電阻率的分析結(jié)論相符.

圖1　S1井正韻律模式圖

3.1.2反韻律儲(chǔ)層

注入水進(jìn)入上部高滲段，由于重力作用，注入水逐步擴(kuò)大到下部低滲油層，縱向上水洗均勻，層內(nèi)利用較充分[4-5].因此當(dāng)其它條件一定時(shí)，該儲(chǔ)層的電阻率分布較為均勻，從頂部到底部基本電阻率曲線較平滑，波動(dòng)范圍不大.圖2為S2井1 142～1 151m井段反韻律模式圖，該層射孔后日產(chǎn)油19.2m3，日產(chǎn)水11.1m3，為中水淹層，可以看到AT90變化比較平緩，電阻率分布在39Ω·m左右，層內(nèi)注入水分布比較均勻，因此，電阻率變化幅度不大，近似成一條直線，這和反韻律電阻率分析結(jié)論相符.

圖2　S2井反韻律模式圖

3.1.3復(fù)合韻律儲(chǔ)層

注入水首先進(jìn)入高滲段，水洗厚度增長(zhǎng)快.由于是低孔、低滲儲(chǔ)層，注入水先試慢慢滲入復(fù)合韻律儲(chǔ)層整體，隨著注入時(shí)間和強(qiáng)度的增加，注入水沿著孔隙度大、滲透性好的部位推進(jìn)較快，滲透性相對(duì)較差部位推進(jìn)較緩，當(dāng)注水量和注水強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，注入水才會(huì)選擇孔隙度最大、滲透性最好的部位突進(jìn)[4-5].因此，復(fù)合韻律的電阻率形態(tài)較為復(fù)雜，不止與孔滲有關(guān)還與該層位的注水強(qiáng)度和注水時(shí)間有關(guān).注水初期，注入水首先沿高滲部位推進(jìn)，并且由于是低孔低滲儲(chǔ)層，水洗強(qiáng)度弱，電阻率在高滲部位有所下降，隨著注入水不斷推進(jìn)，高滲部位推進(jìn)較快，水洗變強(qiáng)，電阻率開始升高，同時(shí)由于重力作用，頂部高滲部位水下移，使得電阻變化更為復(fù)雜，但是底部高滲位置電阻率總會(huì)顯示高值[6-7].因此，對(duì)于注入水波及的層位，層位下部顯示高值是高含水的顯示，頂部顯示高值才是油氣顯示.圖3是S3井復(fù)合韻律模式圖，圖中層段射孔后日產(chǎn)油20m3，日產(chǎn)水19.8m3，屬于中水淹層，1 120m到1 123m井段的AT90顯示高值，電阻率在38Ω·m左右，該區(qū)域孔滲相對(duì)較差，注入水未波及，因此AT90高值為高剩余油飽和度顯示.1 135～1 139m井段孔滲較好，又處于該層位的下部，注入水會(huì)首先侵入該區(qū)域，同時(shí)由于重力作用使得該區(qū)域水洗嚴(yán)重，AT90顯示高值，電阻率在45Ω·m左右，為強(qiáng)水淹顯示，這與復(fù)合韻律電阻率分析理論符合.

圖3　S3井復(fù)合韻律模式圖

3.2夾層對(duì)電阻率的影響

3.2.1泥質(zhì)夾層

泥質(zhì)夾層為研究區(qū)塊內(nèi)S油層組主要夾層類型，分布連續(xù)且廣泛.泥質(zhì)夾層在測(cè)井曲線上反應(yīng)為典型泥巖特征，具體表現(xiàn)為自然電位靠近基線，自然伽馬值較高；聲波時(shí)差值較高[7-8]；圖4是泥質(zhì)夾層示意圖，圖中1 393～1 395m泥質(zhì)夾層電阻率值較低，分布在10Ω·m以下.

圖4　S4井泥質(zhì)夾層示意圖

3.2.2鈣質(zhì)夾層

鈣質(zhì)夾層在研究區(qū)S油層組內(nèi)分布比較零星，橫向連續(xù)性差，厚度較薄[7-8].圖5是S5井鈣質(zhì)夾層示意圖，鈣質(zhì)夾層自然伽馬值分布在呈現(xiàn)明顯低值，通常還有低聲波時(shí)差顯示[9-10]，圖中1 479～1 481m以及1 485～1 487m井段鈣質(zhì)夾層電阻率值分布在35～55Ω·m，顯示高值.

圖5　S5井鈣質(zhì)夾層示意圖

4結(jié)論

通過對(duì)電阻率和儲(chǔ)層非均質(zhì)性關(guān)系的綜合分析研究，我們得到以下結(jié)論：

(1)滲透率韻律控制注入水波及范圍，從而影響電阻率分布變化.正韻律儲(chǔ)層電阻率上部顯示低值，底部由于水洗強(qiáng)顯示高值；反韻律儲(chǔ)層電阻率從頂部到底部變化不大；復(fù)合韻律電阻率分布比較復(fù)雜，通常底部高滲位置顯示高值，頂部電阻率高值的原因通常是高剩余油飽和度導(dǎo)致.

(2)泥質(zhì)夾層使電阻率呈低值，鈣質(zhì)夾層使電阻率呈現(xiàn)高值.

(3)利用常規(guī)曲線評(píng)價(jià)水淹層時(shí)，應(yīng)綜合考慮滲透率韻律，泥質(zhì)、鈣質(zhì)夾層的影響.尤其對(duì)于復(fù)合韻律的儲(chǔ)層，一個(gè)層內(nèi)的較低位置，同時(shí)孔滲顯示良好的部位的電阻率高值往往是由強(qiáng)水淹造成的，而非油氣顯示.

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(編輯：姚佳良)

The influence of the reservoir heterogeneity to formation resistivity in Sreservoir of W oil breaking block

GAO Qi-ming1,2， WANG Xiang-gong1,2， JING Su-juan3，WANG Jie1,2， ZHANG Jun1,2， HAN Yan-hua3

(1.School of Geophysics and Oil Resources,Yangtze University, Wuhan 434023, China;2.Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources,Ministry of Education,Yangtze University, Wuhan 434023, China;3.Changqing Division, China Petroleum Logging Company Limited, Xi′an 710021, China;)

Abstract:Based on the analysis of permeability rhythm (including : positive rhythm , reverse rhythm and composite rhythm ) and intraformational bed (including muddy intercalation and calcareous intercalation ) , we researched the impact of the reservoir heterogeneity on formation resistivity . In the end, we got some conclusions: the permeability rhythm and the intraformational bed influencing formation resistivity with gravity by controlling injected water ripple range. This conclusion can lay the foundation for improving valuative veracity about water-out reservior interpretation..

Key words:reservoir heterogeneity; permeability rhythm; interlayer; formation resistivity

中圖分類號(hào)：P631.8+4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-6197(2016)02-0060-04

作者簡(jiǎn)介：高齊明，男，254409795@qq.com; 通信作者： 王向公，男，wxg11@yangtzeu.edu.cn

收稿日期：2015-02-29