第四篇 水淹层分析

在渗透率好的水淹层段，微电极视电阻率比未水洗油层值高 /低。 但大多数情况下，水淹部位，离差值加大。
大庆某井自然电位上台阶显示
大庆某井自然电位下台阶显示
东1-19和东1-N19井35层水淹前后电性变化对比图
层位 微电极 0 2
声波时差 400 300
感应测井 250 150
自然电位 50 _ 25mv +
n w m
①压滤电位校正 当钻井时，泥浆柱压力>地层压力时，在此压差下，泥浆滤液会向油层中渗透，并 会带动泥浆中的阳离子向压力低的一方移动，进入油层后，受岩石颗粒表面负离子的 吸附而滞留，从而在低压一侧形成正电富集，在高压一侧形成负电荷富集，从而产生 过滤电位。其电场方向与吸附扩散电场指向相反。抵消了一部分吸附扩散电动势。为 此必须从吸附一扩散电动势及压滤电动势（Eda）中减去这部分电动势。 压滤电位的计算，可由亥姆霍兹[Helmhotz]方程来表示：
对于淡水油藏，或注淡水水淹油藏，淡水与烃的Σ相同，无
法求出 Sor值，因而中子寿命测井仅适合于天然水驱油藏的高矿化 度地层水条件下求Sor。 为了解决这个问题，目前现场主要在注浆水油田采用测—注— 测（或多次测注）的方法来求取 Sor参数。其原理是，第一次向井
中注淡水后，中子寿命测井响应方程：
t1 ma(1 Vsh) Sw w1 (1 Sw) hc Vsh sh
一、水淹级别划分
油层在注水开发以后，油层孔隙结构会发生改变，物性变
好；含油下降、含水上升；油层水淹程度可根据Fw划分三级： 1 ．强水洗层：试油 fw>80% ； So 比原始So↓35% 以上，地层 水矿化度下降2～4倍； 2．中等水洗：fw = 40%～80%，So下降20～30%；地层水矿
化度下降1 ～ 2倍；
上述SP为未经泥质校正的SP′，如果地层中含有泥质时，采用下式求得校正以后 的SSP。
Vsh 1
则： SSP——静自然电位值； Rz——混合液电阻率；
SP SSP
SSP
1 Vsh SP
SSP K lg
Rmf (T ) Rz
Rmf(T)——地层温度下的泥浆泸液电阻率
从而可以求出Rz。
微观物理特性
参 数 变 化 图
图例：
低含水期 中高含水期 特高含水期
储 层
微观物理特性
频 频
0.40 频 1.00 0.40 频 0.35 0.35
0.35
0.40
平均值 平均值
初 期：33.3% 中高期：35.6% 特高期：38.7% 中高期：10.6% 初 期：1437 特高期： 3.97% 初 期： 0.121 中高期：2104 中高期：0.142 特高期：4120 特高期：0.165 初 期： 11.2% 平均值 平均值
然后用ε、 φ 、Sw图版计算Sw
介电测井求 Sw 方法仅适用于 “ 淡 水 泥 浆 ， φ ≥15% 的 地 层”。它对地层水矿化度不敏感， 可以用来研究水淹层。
（三）中子寿命测井 中子寿命测井可在套管井，裸眼井中使用，用于确定油层中的 残余油的饱和率Sor。 利用脉中中子源在油井中向地层发射快中子，经与原子核的多 次碰撞减速为热中子，最终被原子核吸收，而放出俘获r射线。 中子寿命是指从产生热中子到被俘获所经历的平均时间τ，单
第二次向井中注高矿化度水后再测中子寿命。
t 2 ma(1 Vsh ) Sw w2 (1 Swor，则：
t 2 t1 Sor 1 Sw 1 ( w2 w1 )
位μs（微秒）。中子寿命τ与地层对热中子的宏观俘获截面Σ
（单位cm-1）有关。Σ越大，则τ越小。 地层对热中子俘获能力，可由中子寿命测井响应方程式表示：
Σt=Σma(1-φ-Vsh)+ φ · Sw· Σw+(1-Sw) φ · Σhc+Vsh· Σsh
t－m a (m a hc) Vsh (m a sh) Sw (w hc)
(c / o) 0.8( si / Ca) 1.4 S0 0.6 1.11
1 1.11
②碳酸盐岩层So
(c / o) 1.8( si / Ca ) 1.58 S0 0.6 1.11
1 1.11
（二）利用介电常数测井计算So 岩石的电磁参数除了电导率之外，还有介电常 数ε，它是衡量介质极化能力的一个宏观物理量。 在介电测井中是利用发射探头发射3×107~1010HZ微 电磁波照射地层。然后用两个探头，接受波的相位 差，幅度比值，用图版计算ε。
E
Rm f Rm f P A 4
E— 压滤电位 (mv) ； Rmf— 泥浆滤液电阻率（Ω· m ）；ε— 泥浆滤液介电常数； ξ—双电层的扩散层的电位势（电动电位）；μ—泥浆滤液粘度 [MPa· s]；ΔP—泥浆 柱 与 地 层 压 力 差 ； atm ； A— 与 岩 石 的 物 理 化 学 性 质 有 关 的 过 滤 电 动 势 系 数 ， A=εξ/4π。 上述方程是理论方程，其中参数ξ很难确定。因此为了能实际计算出过滤电位的大 小，胜利油田提出以下经验方程： E=3.0811×Rmf0.4469×ΔP 因此，将实测自然电位减去过滤电位就得到了消除过滤电位影响的自然电位数 值：
43 + 44
44
4
4
东1-023井测井曲线 东1-23井测井曲线
测井日期 : 1991年3月23日 测井日期 : 197x年
东1-23、东1-N23井馆43～44层水淹前后电性变化图
水淹层水淹级别判别图
高水淹
低中水淹
未水淹
三、水淹层剩余饱和度的定量计算 （一）利用c/o测井方法计算So。 剩余油是指宏观上具有水力连贯性分布的油，它包含了随着在颗粒表面的残留 油，在生产压差下，未受吸附的油可以沿油层流向井底。 残余油指微观上无水力连贯性的油分布，在正常压差下，没有渗流能力；但在 大的压差下或采用其它驱油（热驱动、化学驱动）方式下可以带出部分油量。 用c/o测井求So时，在均匀砂岩储层： So=[(c/o)—(c/o)水层] / [（c/o）油层—（c/o）水层] 而对于非均质储层 ①砂岩储层So
3．弱水洗：fw<40%；So下降15%。
二、水淹层在不同测井曲线上的特征
1．SP测井 由于淡水注入会造成地层混合液的矿化度下降；使水淹部位的 SP 幅度下降。并引起曲线基线偏移。 2．电阻率测井 对于淡水水淹，早期随SW上升，Rt下降；中期Sw上升，Rt变化不 明显；晚期，Sw上升, Rt上升。 对于污水回注，则Sw上升， Rt下降。 3．Δt测井 强水淹，会使物性改善，Δt上升。 4．微电极曲线
率 率0.30 0.80 率 率 0.30 0.30
0.25 0.25 0.25 0.60 0.20 0.20 0.20
0.40 0.15 0.15 0.15
0.10 0.10 0.10 0.05 0.05 0.05
0.20
0.00 0.000 0.05 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.00 0.00 0 50025 5 1500 10 35 15 2040 00 1000 3000 3500 450025 5000 30 8 2000 322500 37 4000 43 粒 度( 中 ( 泥质含量 (%) 渗透率 ×值 103 μm m2) ) 孔隙度(%)
入水矿化度应尽可能接近原始地层水矿化度。用Rwp/Rw<2.5时的
注入水，就能基本满足这个要求。因此，用油田污水回注是发展 方向。
3．当Rwp<Rw时(污水回注）
在注入水矿化度高于地层水矿化度时，RT随Sw的上升而急剧 减少，而且随Rwp/Rw值的减少其减少的程度更加明显。
§9—2 水淹层测井解释
第四篇
水淹层分析
第十二章 水淹层测井及剩余油测井分析
§12－1 水淹层特征
一、水淹层的岩性、物性特征 1． So随水洗程度的↑而↓。在强水洗阶段， So下降 30% 以上；
中水洗程度So下降20～30%；弱水洗程度So下降10%左右。
2．地层水矿化度明显下降（淡水注入）。 据大庆资料，强水洗时地层水矿化度为 1000～2000mg/l（原始 为6500mg/l）。相应岩心中的氯化盐含量降为原来的1/4。 3．砂岩颗粒表面的粘土被冲掉或冲散，碳酸盐含量仅为水洗前 的1/3。 4．砂岩φ，K的明显增加。
0.9800
AC
400
0.9700
0.9600 75 80 85 90 95
300
年
70
80
90
年
100
二、水淹油层测井响应机理实验研究
1．当Rw＜Rwp（注入水电阻率）时，
即：淡水水淹 RT曲线随着Sw的增加呈U形曲线特征。 U形曲线可以分成三部分： ① 左翼，随Sw增加，RT下降到出水点；
② 从见水点到U形底部，RT随Sw增加而
Usp Eda E K log
Rmf 3.0811 Rmf Rw
0.4469
P
h/d
0.25
0.5
1
1.5
2
2.5
3.5
5
SP / SP′
0.2
0.4
0.7
0.8
0.85
0.9
1
1
②地层厚度特征 由于地层厚度影响SP的幅度。当地层减薄时，地层SP幅度会降低。 SP′— 为经厚度校正的SP。h—地层厚度（m），d—井名义井径(m)。 如果知道地层厚度h和d，则可以查图板，内插出SP/SP′值，则可以根据实测SP 经压滤电动势校正后，计算出SP′（经地层厚度校正）。 3．应用校正后的自然电位计算混合液电阻率Rz