海上某油田PNN測井泥質校正及解釋參數敏感性研究

張新雨，郭海敏　(長江大學地球物理與石油資源學院，湖北 武漢 430100)

穆永利　(中國石油集團西部鉆探工程有限公司測井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

侯振永，馬煥英　(中海油服油田技術事業部，北京 101149)

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海上某油田PNN測井泥質校正及解釋參數敏感性研究

張新雨，郭海敏(長江大學地球物理與石油資源學院，湖北 武漢 430100)

穆永利(中國石油集團西部鉆探工程有限公司測井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

侯振永，馬煥英(中海油服油田技術事業部，北京 101149)

[摘要]針對海上某油田PNN(pulse neutron neutron)測井泥質含量過高，計算參數選取不當對飽和度計算精度的影響，提出了F因子校正方法，用于消除泥質含量的影響。通過研究標準公式的6個參數的敏感性，準確確定解釋參數，提高了飽和度計算精度。該方法在海上某油田進行測試，應用效果良好。

[關鍵詞]PNN測井；泥質含量；F因子校正；飽和度

PNN(pulse neutron neutron)測井在一定程度上改進了傳統脈沖中子測井的局限性，在低礦化度地層取得了較好的應用效果[1，2]。但是，泥質含量對飽和度計算結果的影響是解釋過程中的難題。張鋒等[3]通過蒙特卡羅模擬指出泥質含量增加會影響含水飽和度計算，對區分油水層不利。王可朝等[4]針對青海油田高泥質含量地層，采用交會圖版實現了變骨架泥質校正求取剩余油飽和度的方法，但是該方法在海上某油田應用效果不好。為此，筆者通過分析泥質含量對PNN測井解釋的影響，提出F因子校正方法，分析了6個參數的敏感性，其中水俘獲截面和孔隙度線性增加時，含水飽和度非線性減小，且減小幅度越來越小，對解釋參數的準確確定具有指導意義。

1泥質影響因素分析及校正

1.1PNN測井原理

PNN測井通過向地層發射14MeV的高能快中子，記錄未被地層俘獲的剩余熱中子計數率，提取地層俘獲截面，從而計算剩余油飽和度[5]。與傳統的中子壽命測井相比，PNN測井有效避免了由本底伽馬和延遲伽馬所帶來的影響，提高了含水飽和度計算的準確性。

1.2泥質分析及F因子校正方法

海上PNN測井受到多種因素的影響，主要包括泥質含量、管柱結構、井眼、儀器位置、地層礦化度、孔隙度等[6]。上述因素都會對熱中子的衰減造成一定影響，給計算剩余油飽和度帶來困難。通過對海上某油田實際PNN測井資料調研，高泥質含量是主要影響因素，泥質體積分數在20%～30%及以上對飽和度計算產生影響較大。

海上某油田部分儲層存在泥質含量較高的情況，導致地層俘獲截面(Σlog)偏大，從而導致計算的含水飽和度偏大。以海上某油田X井為例(如圖1所示)，935～946m井段由于泥質體積分數(φ(sh))較高(20%～30%)，導致PNN測井計算的含水飽和度(Sw,PNN)與完井含水飽和度(Sw,c)相比過大。為此，引入F因子對計算模型的泥質含量進行校正(F因子校正法的適用條件為射孔層段的地層含水飽和度(Sw)變化不大，并且待校正層與未射孔層處于同一個層內)。

圖1　海上某油田X井測井顯示圖

根據體積模型公式：

(1)

式中：Σma、Σsh、Σw、Σh分別為巖石骨架、泥質、地層水及烴的俘獲截面，c.u.。

由式(1)可知，地層俘獲截面為：

Σlog=[(1-φ(sh)-φ)Σma+φ(sh)Σsh+φ(1-Sw)Σh+φSwΣw]

(2)

引入校正因子F：

ΣF=[(1-φ(sh)-φ)Σma+Fφ(sh)Σsh+φ(1-Sw)Σh+φSwΣw]

(3)

由此可得：

(4)

圖2為統計的海上某油田體積模型與增強圖版F的取值范圍。在低孔隙度、低礦化度條件下，建議選擇增強圖版校正值。

圖2　標準體積模型F值分布(a)及增強圖版F值分布(b)

2參數敏感性研究

根據式(1)可知，要準確計算Sw，需要準確確定Σlog、Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等7個變量。為此，筆者研究了上述變量參數對Sw計算的影響程度。

選取海上某油田Y井地層參數變化較小的儲集層段(圖3中的8420～8450ft井段)，分別對Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等6個參數進行敏感性研究。選擇層位的原則是裸眼井測井環境與PNN測井環境變化不大(最大限度地保證地層環境一致性是該研究的基礎)，生產年限較短，最好是未動用儲集層(研究目標是儲集層)，既能保證在研究Σma、Σsh等敏感性時裸眼井測井數據的可用性，又能保證在研究φ、φ(sh)等裸眼井參數敏感性時PNN測井數據的可用性。在上述原則下，改變任意一個計算參數，觀察Sw的變化幅度，即能得到各參數在計算Sw時的敏感性。

圖3　海上某油田Y井研究層段

為了突出各計算參數分別對Sw計算的影響，采取了控制變量法，保證其他參數不變，研究參數的均勻變化。在研究Σma、Σsh、Σw、Σh等參數敏感性時，為保證研究結果更符合實際情況，φ、φ(sh)以及Σlog均選擇測量值。各參數的選取如表1所示。

表1　研究層段的參數取值

圖4　不同Σma敏感性研究圖

以Σma敏感性分析為例，從圖4中可以看出，隨著Σma線性增加，Sw隨之線性減小；不同深度點的Sw隨Σma的均勻增加而線性減少，Σma每增加1c.u.，8424～8427ft井段的Sw平均減少24.99%，8432～8436ft井段的Sw平均減少18.87%。

Σma、Σsh、Σw、Σh、φ及φ(sh)等6個參數敏感性分析結果如表2所示，可以看出，隨6個參數值增加，Sw減小，其中隨Σma、Σsh、Σh和φ(sh)均勻增加，Sw均勻減小；隨Σw和φ增加，Sw非線性減小，且減小幅度越來越小。

表2　研究層段參數敏感性分析結果

3實例分析

X井為海上某油田受泥質影響較明顯的井，且研究井段為未射孔層段。通過交會圖版以及區塊經驗值，932～957m井段Σma、Σsh、Σw和Σh分別為18.4、30、46、17c.u.，φ及φ(sh)為裸眼井測量值，Σlog為PNN儀器測量值。采用C#語言實現了體積模型和增強圖版法2種剩余油飽和度計算解釋模塊，由于該井礦化度為20000mg/L，選擇增強圖版計算Sw。對935～946m井段采用增強圖版F因子校正方法進行泥質校正(F根據圖2(b)統計值選擇1.1)，校正后的Sw,PNN如圖5所示，其值與Sw,c相差不大，基本符合海上某油田的認識規律。

圖5　海上某油田X井F因子校正效果圖

4結論

1)采用F因子校正方法分別對體積模型和增強圖版進行泥質校正，對比校正前、后的Sw,PNN與Sw,c，校正效果較好，符合海上某油田認識規律。

2)通過參數敏感性分析，隨Σma、Σsh、Σh和φ(sh)均勻增加，Sw均勻減小；隨Σw和φ增加，Sw非線性減小，且減小幅度越來越小。

[參考文獻]

[1]郭海敏.生產測井導論[M].北京：石油工業出版社，2003.

[2]黃志浩.PNN測井解釋方法改進及應用[J].中國海上油氣，2009，21(2)：94～95.

[3]張峰，王新光.脈沖中子-中子測井影響因素的數值模擬[J].中國石油大學學報(自然科學版)，2009，33(6)：49～50.

[4]王可朝，張函，慕生福，等.高泥質地層PNN測井的變骨架校正解釋方法研究[J].科技促進發展，2012，(6):135～137.

[5]黃隆基.核測井原理[M].北京：石油工業出版社，1985.

[6]郭海敏，陳猛，黎明.南翼山油田低孔低滲儲層PNN測井識別技術研究[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2012，34(6):81～82.

[編輯]龔丹

Shale Correction and Sensitivity of Interpretation Parameters of PNN Logging in An Offshore Oilfield

Zhang Xinyu，Guo Haimin，Mu Yongli，Hou Zhengyong，Ma Huanying

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofGeophysicsandOilResources，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

Abstract:In view of over high shale content and the influence of improper calculation parameters on calculation accuracy of saturation in PNN logging in an offshore oilfield, the method of F-factor correcting was proposed to eliminate the influence of the shale content. By studying the sensitivity of the 6 parameters of the standard formula, the interpreting parameters can be accurately determined to improve the accuracy of the saturation calculation.The method is tested in an offshore oilfield and the application effect is good.

Key words:PNN logging；shale content；F-factor correction；saturation

[中圖分類號]P631.84

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)8-0031-05

[作者簡介]張新雨(1992-)，女，碩士生，現主要從事油藏動態監測方面的研究工作，765991573@qq.com。

[基金項目]國家科技重大專項(2011ZX05020-006)。

[收稿日期]2015-12-04

[引著格式]張新雨，郭海敏，穆永利，等.海上某油田PNN測井泥質校正及解釋參數敏感性研究[J].長江大學學報(自科版),2016,13(8):31～35.