剩余油饱和度监测技术
示踪剂研究剩余油资料
2、油藏高渗层(大孔道)的饱和度分布
•应用分配性示踪剂可以定量解释主渗通道上的 饱和度。同样，也是一个分布趋势。
• 单纯利用示踪剂解释不可能分析出高渗层以外 部分的饱和度分布。
示踪剂可解释 参数及与其它方法结合
示踪剂方法与其它油藏测试方法的结合
• 示踪剂方法需要借助于其它油藏工程方法来确定 合理的参数选择范围或者提供辅助参数。
1.压力计算的数学模型
压力计算采用黑油模型，油水两相的连续性方 程如下：
kkro
Boo
po
o gD
qo
osc
t
so
Bo
kkrw
Bww
pw
wgD
qw
wsc
t
sw
Bw
• 示踪剂分为非分配性示踪剂与分配性示踪剂。 非分配性示踪剂主要用来确定井间连通与渗 透率的变异情况，分配性示踪剂主要辅助解 决井间高渗层的剩余油饱和度问题。
利用示踪剂技术监测井间 剩余油饱和度
• • • • • • • • •
结实半半半数半可解
论例解解解学解解释
分析析析模析释技
析方方方型方参术
法法法
4、分流量方程
通过对分流量方程的合适改造，可以用来计算流道 上的饱和度分布。
利用示踪剂技术监测井间 剩余油饱和度
• • • • • • • • •
结 实 半半半 数半 可解
论 例 解解解 学解 解释
分 析析析 模析 释技
析 方方方 型方 参术
法法法
套后剩余油饱和度测井方法综述
0引言大庆油田经过四十多年的开发，特别是中区已进入特高含水期，为了提高油田采收率、挖掘油田剩余储量，对套后剩余油饱和度测井方法提出了新的要求：（1）确定油井的高含水层位，达到油井增产降水的目的。
（2）寻找潜在的油层，提高薄层剩余油饱和度评价水平。
为油田的稳产提供可靠的保证。
（3）监测剩余油的空间变化，为油田开发效果分析，方案的调整提供可靠的资料。
1套后剩余油饱和度测井方法原理1.1测—注—测中子寿命测井原理：中子寿命测井采用脉冲中子源脉冲式向地层发射快中子，并利用探测器记录地层吸收热中子的宏观俘获截面及中子的平均生存时间。
该方法在高矿化度地层水和较高的孔隙度地区，可直接确定地层含油饱和度,但当地层水矿化度较低时，由于油、水的宏观热中子俘获截面差别较小，则计算的含水饱和度误差较大，因此，中子寿命测井采用测—注—测工艺方法来确定地层的剩余油饱和度。
大庆油田测—注—测中子寿命测井技术使用硼酸试剂。
优点：在井地层条件及施工工艺适合的情况下，通过合理控制压井，优化硼酸用量、浓度，确定合理注硼压力，了解硼酸扩散渗吸规律，确定选择最佳测试时间等，可准确判断高含水层位和窜槽层位。
缺点：该方法施工工艺复杂，价格昂贵，对裂缝发育和非均质性强的地层不适用。
1.2碳氧比能谱测井原理：C/O 能谱测井是一种脉冲中子测井方法，所依据的理论是快中子的非弹性散射理论，测量的是特征非弹性散射伽马射线。
在测量过程中，主要关注的是碳和氧的非弹性散射特征伽马射线,其能量分别为4.43Mev 和6.13Mev，由于岩石孔隙中的石油含有大量碳元素，储层岩石骨架中含有大量的氧元素，因此，通过分析非弹性散射伽马射线能谱，便可以知道地层中的碳和氧元素的相对含量，从而由碳氧比值的高低可计算出储层的含油饱和度。
优点：是几乎不受地层水矿化度影响，能够在套管井中确定地层含油饱和度。
在油田注水开发过程中，可以用来在套后生产井划分水淹级别，在枯竭井中寻找新层位和判别油气界面等。
PNN剩余油饱和度测井技术在青海油田的应用
PNN剩余油饱和度测井技术在青海油田的应用【摘要】青海油田现在进入中高含水开发期，一方面，需要对单井进行层调、补孔、寻找潜力层、堵水作业；另一方面，许多老井受到当时条件的限制，录取的地质资料过少，不能满足油田后期再开发。
所以青海油田测试公司在2007年从奥地利引进PNN饱和合度测井仪器，力争为油田二次开发做出贡献。
通过对青海油田主力油田进行PNN饱和度测井，结合裸眼井资料、井况以及该井的生产史资料，总结分析对PNN饱和度测井解释的主要影响因素：(1)岩性分析；(2)地层水矿化度；(3)孔隙度和泥质含量；(4)求取SIGMA曲线；(5)综合分析。
通过对这些因素的把握，提高了PNN饱和度资料解释的准确性。
【关键词】PNN;测井;剩余油饱和度1.测井原理PNN是脉冲中子中子（Pulse Neutron Neutron）仪器的简称，中子管发射出14.1Mev的快中子，通过和地层元素的非弹性碰撞、弹性碰撞，快中子衰减到能量为0.025Mev的热中子，热中子开始在地层以热分子运动向四周扩散。
PNN分为长短两个探测器，他们分别记录热中子从产生到被地层俘获的热中子数，而中子寿命记录的是俘获热中子释放的伽马射线。
热中子衰减的快慢受地层水矿化度影响很大，可以很好的判断油水性质。
从而可以计算地层含水饱和度，划分水淹层，寻找潜力层。
2.剩余油饱和度影响因素分析PNN资料就是求取岩石的热中子俘获截面，含泥质地层求取含水饱和度公式：Σlog－利用PNN测得的中子计数率计算的地层俘获截面Σma—骨架的俘获截面；Σsh－泥质的俘获截面Σh－烃的俘获截面Σw－水的俘获截面VSH－泥质含量Φ－孔隙度要准确的求取Sw值，首先对公式中的参数必须求取准确。
(1)测井环境：确保地层已经射孔不受压井液和洗井等条件的影响，其次对井筒的管柱组合熟悉，否则探测到的计数率不是地层的真实反应。
(2)对需要测取PNN剩余油饱和度的井，首先要知道该井沉积环境、沉积序列、岩石骨架组分、泥岩组分。
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 ；
用试井方法研究剩余油饱和度技术3
用试井方法研究剩余油饱和度分布王慧英张文昌罗沛摘要本文阐述了用多相流数值试井方法研究水驱油藏井组内剩余油饱和度分布的技术原理和基本步骤，并介绍了该方法在中原油田的应用实例和效果。
关键词试井数值试井剩余油饱和度一、引言目前，研究剩余油饱和度的方法主要有：基于中子衰减能谱原理的C/O、PND、RMT测井法、岩心分析法、井间示踪剂法、试井法和油藏数值模拟法等。
这些方法在研究剩余油饱和度方面，各具优势，但存在局限性或诸多不适应性。
测井方法的探测范围很小，局限于井筒周围区域；岩心分析方法只局限于取心井；井间示踪剂法主要反映流道上的剩余油状况，而不适合于不完善井网和非均质储层；油藏数值模拟法依赖于对油藏的认识，并受各种动、静态资料的真实性和可靠性的制约。
在剩余油饱和度的测井方面，近两年出现了瞬变电磁法和三维电阻率（电位）测井法，但尚处于研究探索阶段。
用试井方法研究剩余油饱和度技术开始于60年代，但由于受解析分析方法的限制，发展缓慢。
过去主要是通过不稳定试井获取的有效渗透率，并结合相对渗透率曲线来确定井控范围内的平均剩余油饱和度，难以适应开发后期、特别是油藏水淹后的剩余油饱研究。
到了80年代中后期，Abbaszadeh和Kamal等人以Buckley-Leverret 理论为基础，建立了水驱饱和度剖面模型，给出了注水井压降试井分析的水驱变饱和度模型，这一方法被用来研究水驱前缘以内的饱和度。
但对严重水淹油藏和注水时间很长的井难以适应。
近年来，随着数值试井解释技术的飞速发展，困扰常规的解析试井分析方法的多相流、复杂边界、复杂井网和储层的平面非均质性等问题得到了很好地解决，为试井方法研究剩余油饱和度开辟了广阔的前景。
二、基本原理数值试井方法确定储层平面的剩余油分布是通过对组分模型的简化，建立符合油藏实际渗流特点的扩散方程，并选择合适的网格离散技术，定量描述油藏空间各点上的流体性质及渗流特征。
1、数学模型地层中油、气、水三相流动，如忽略重力和毛管力的影响，流体组分物质平衡方程为：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂=⎪⎪⎭⎫⎝⎛Φ∇∇=p P pprp B S t B K kφμp式中：K rp ——p 相的相对渗透率B p ——p 相的体积系数 S p ——p 相的饱和度 S p ——p 相的饱和度pΦ∇—p 相的势2、网格剖分为了更好的模拟油藏实际，数值试井模型在生成网格时采用目前最先进的非结构网格（V oronoi ）。
15.剩余油饱和度测井新技术在江汉油区的应用
φ=14～20% φ=11 24% 11～ φ=14～20%，Ex下 φ=11～24%) 14
潜江组20 30万ppm，新沟组12 23万 20～ 12～ 3、地层水矿化度变化大(潜江组20～30万ppm，新沟组12～23万ppm)
中国石化江汉石油管理局测录井工程公司
Well Logging Engineering Company Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
中国石化江汉石油管理局测录井工程公司
Well Logging Engineering Company Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
PNN测井仪器主要技术指标 PNN测井仪器主要技术指标
PNN参数 PNN参数 长度 外径 重量 耐压 耐温 探测方式 探测半径 中子探测器效能 中子探测器统计误差 中子产额 测井速度 适用范围 仪器现场刻度 技术指标 5.7m 43mm 41.5kg 105MPa 在175℃（外部环境温度）时，可以工作1小时 175℃（外部环境温度） 可以工作1 热中子 纵向分辨率： 纵向分辨率：45cm 横向分辨率：短源距为42cm 长源距为72cm 42cm， 横向分辨率：短源距为42cm，长源距为72cm 97% ±2% 2×108个/秒 2~3m/min 直井、 直井、大斜度井和水平井 无需刻度
中国石化江汉石油管理局测录井工程公司
Well Logging Engineering Company Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
江汉油田油藏地质特点
含膏、含灰质) 1、岩性复杂、单层厚度小(含膏、含灰质) 岩性复杂、
§6-1 剩余油概念及检测方法
基本概念
• 由于地下油层与油层中的孔隙以及其中的 油气，其状况与分布均极复杂，其准确数 量很难弄清，因此，所说的油气地质储量， 只是人们在一定勘探开发阶段上(一定的资 料丰度上)对油藏及其油气数量的认识水平。 随着油田开发过程的逐步深入，这种认识 水平将逐渐接近地下油藏的客观实际。
基本概念
• 2．可采储量 • 所谓可采储量，是指在现代经济技术条 所谓可采储量， 件下可以开采出的油气数量。 件下可以开采出的油气数量。在油藏开发 尚未结束之前，可采储量都是通过各种方 法预测估计的，多数情况下是在编制开发 方案、调整方案或在做储量研究报告时所 预测估计的。它与油藏开采结束时的累积 采油量(或称实际最终采油量)是两个概念， 并且在数值上常常有很大差距。
基本概念
• 已开发油藏 或油层)中尚未采出的油气。它 已开发油藏(或油层 中尚未采出的油气 或油层 中尚未采出的油气。 既包括此前认为的剩余可采储量，也包括 此前认为的不可采出的油气储量(这部分储 量中的相当部分将成为提高采收率阶段剩 余油研究的主要目标)。事实上，在我国油 田开发界，大多数同志长时期以来都在采 用剩余油的这一定义。
基本概念
• 实际上，前一残余油概念比较接近束缚油 之含义，但它又不等于束缚油，因为室内 水驱油结束时，岩心中尚有少许可动油， 可以通过改变岩心水洗方向来驱出。显然， 后一残余油概念与前一残余油概念相去甚 远。遗憾的是，在油田开发界，这两种残 余油概念都在随意使用，甚少有人进行严 格区别。
基本概念
基本概念
• 4．残余油 • 现行残余油概念有两种含义。其一，指室内岩 心水驱油试验时，尽注水之所能(长时间高孔隙体 积倍数水洗)而未能驱出的石油；其二，指油田开 发结束时残留地下的石油。由于岩心比之实际油 层小得太多，也由于实际油藏不可能以十倍、数 十倍于油藏孔隙体积的注水量进行水洗，因此； 实际油藏开采结束时，无论在平面上或是在剖面 上，都存在一定数量未水洗及水洗不充分的油层。 所以，后一残余油概念的数量或比率，将大大高 于前一残余油概念所包括的数量。
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。
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在稠油井中监测油层开采程度
辽
河
周围邻井相应层
油 田 X
段已蒸汽吞吐开 采了多年。
观
察
井
水淹层 油层
双源距碳氧比测井
——应用实例
锦XX井因高含水关井。 进行RMT测井后，解释结果 表明，未动用的8、9、11层 仍有较多剩余油。据此，采 油厂打开8、9、11层，结果 日产油11t,水8m3,含水降到 了42.1%,平均日增油10吨。
剩余油饱和度测井技术及其应用
测井公司三分公司
编 写：李 哲
2007年3月1日
剩余油饱和度监测技术
双源距碳氧比测井 硼中子寿命测井 钆中子寿命测井 过套管电阻率测井
双源距碳氧比测井
——测井原理
利用能穿透仪器外壳、井内流体、钢套管和水 泥环等介质的14Mev的中子脉冲轰击地层，当中子 与地层元素发生作用后，释放出伽马射线，地层元 素不同，放出来的伽马射线的能谱也不一样，分析 所探测到的伽马射线能谱，就可以确定地层所含元 素的种类和数量。
主要技术指标 尺寸：φ45 mm×2620 mm 耐温：150 oC 耐压：60 Mpa
1 －电缆 2 －电缆头
3 －伽马探测仪 4 －屏蔽体 5 －Am-Be中子源 6 －快速接头
钆中子寿命测井
——应用实例
本井为锦7块 的一口稠油井，吞 吐后期含水100%， 测井结果表明：15 层上部剩余油饱和 度较高，动用程度 差，是主要挖潜层, 而17、18层剩余油 饱和度很低,无开 采价值。
2、确定浅气层
辽河油田对浅气层的勘探非常重视，利用过 套管电阻率资料结合中子伽马和声波及密度测井 资料可以很好地识别气层。
钆中子寿命测井
——适用条件
已射孔的套管井。 孔隙度φ>10%的地层。
钆中子寿命测井
—— 特点
具有仪器性能稳定、资料直观的特点。 适用范围较广，不受测井时间的影响，根据需要可
以进行多次时间推移测井。 在低矿化度地区，较比硼中子能更准确地确定漏失
层、水层、水淹程度、串槽等。 对未射孔层的剩余油监测无能为力。
主要技术指标
尺寸：φ54 mm×5480 mm 耐压：103 Mpa 耐温：163 oC
新井加测RMT技术,精确判断水淹程度：
RCAP
IRIN
SGFF
LIRI2
COIR1 LIRI1
COIR2
裸眼井 SO
RMT /SO
X9-33C
生产层号 12
电测解释油 层 RMT解释 中水淹层
油(吨/天） 8.4 水(方/天） 23.0 含 水 率 73.0%
元素 俘获截面
硼（B) 759
钆(Gd) 47000
过套管电阻率测井
主要技术指标 尺寸：φ95 mm×8000 mm 耐温：-10－110℃ 耐压：100 MPa
过套管电阻率测井
——测井原理
ห้องสมุดไป่ตู้
计算机
通过液压推靠装置，将电
流电极A1、A2，测量电极M1、N、
M2紧贴套管壁；通过A1、A2向 套管上、下两方向顺序送频率
硼中子寿命测井
——测井原理
对于高矿化度地层水油田，中子寿命测井可有效区 别油水层，但对于淡水油田，油和水的俘获截面相近， 无法用其判断油水层。因此，在低矿化度地层水油田， 把易溶于水不易溶于油的硼化合物（如硼酸H3BO3）， 在测井施工中注入井筒，在注硼前后分别测一条俘获截 面曲线，水层由于渗入了硼酸液，则水层的俘获截面明 显增大，而纯油层俘获截面不变化，把两条俘获截面重 叠在一起，纯油层或未射孔层基本重合，而在产水层则 存在差异，而且产水越多，两条曲线差异越大。
——测井原理
用脉冲中子源发射高能快中子照射地层，然后 用伽马射线探测器测量热中子被俘获时放出的伽马 射线，计算地层的热中子寿命和地层对热中子的宏 观俘获截面，而地层的岩石骨架成分，胶结物成分 及孔隙中所含流体的成分和体积百分数都影响着地 层对热中子的宏观俘获截面值，这样利用岩石骨架 和地层流体间热中子宏观俘获截面大小的差异可以 划分油、气、水层。
硼中子寿命测井
——应用实例
测井前含水率为99% 8层为强出水层 封掉第8层后 日增油7吨 含水降为74％
孔隙度 指数
自然伽马
注硼后 俘获 截面
注硼前 俘获 截面
近、远俘 获计数率
海19-23井硼中子寿命测井解释成果图
硼中子寿命测井
——适用条件
已射孔的套管井。 地层孔隙度φ>10%。
硼中子寿命测井
В 邻井井口
1-7Hz、5安培电流；测量U相对
于Nуд的电位U；测量M1、M2
之间的电位差△U；测量M1、N、
M2量度基准的第二电位差△2U。
地面装置 电源
А1 U М1 N М2
А2
Nуд.
I U ΔU1 ΔU2
过套管电阻率测井
——主要地质应用
1、对老井进行复查
寻找过去因技术落后而漏掉的油层或错判的 油层、以及区块经过多年注采造成油气重新运移 后在平面上的分布状况，寻找油气富集区。
—— 特点
具有仪器性能稳定、资料直观的特点。 在低矿化度地区，能准确地确定漏失层、水层、水淹
层、串槽，为堵水增油提供可靠依据。 对未射孔层的剩余油监测无能为力。
钆中子寿命测井
——测井原理
Am-Be中子源向周围放出快中子, 快中子与地层原子核发生多次碰撞减速, 变成热中子，热中子被地层的原子核俘 获，释放出伽马光子，用伽马仪记录单 位时间内的伽马光子数量，也就是记录 热中子俘获伽马计数率，采用钆测-渗测方法，根据两次测井资料计算出剩余 油饱和度。
井数据的准确性。 环境校正---用近探测器测得的曲线及生产测井提供的持率曲线，
可对井眼环境进行定性、定量的校正。
硼中子寿命测井
主要技术指标
尺寸：φ45 mm×7500 mm 耐压：100 Mpa 耐温：135 oC
自然伽马
遥感器
远、近计数率(俘获截面)
中子发生器
硼中子寿命测井仪器示意图
硼中子寿命测井
双源距碳氧比测井
——适用条件
•井筒内有井液。 •地层孔隙度φ>10%。 •测井前必须用通井规进行通井并洗井。 •新井固井七天后方可进行测井。
双源距碳氧比测井
—— 特点
省时---测速为同类仪器的两倍。 用途广---可以对所有水矿化度地层进行评价。 节省成本---过油管测井而不影响测井质量和精度。 精度高---两个探测器均用BGO晶体,提高了探测精度。 独立饱和度分析---在无裸眼井资料情况下可独立进行饱和度分析。 功能强---可同时进行碳氧比和俘获截面测井。 准确性高---测井记录的是能谱，处理之前可以进行稳谱，以提高测