宽能域氯能谱测井在套后剩余油评价中的应用_李桂山.pdf
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1、测 井 技 术WELL LOGGING TECHNOLOGYVol.47 No.2 Apr 2023第47卷 第2期 2023年4月文章编号:1004-1338(2023)02-0210-07宽能域氯能谱测井在套后剩余油评价中的应用李桂山1,魏宝军1,张金海2,寇小攀3,刘东明1,张玉芝4(1.中国石油集团测井有限公司长庆分公司,陕西 西安 710201;2.中国石油集团测井有限公司地质研究院,陕西 西安 710077;3.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西 西安 710016;4.北京空港经济开发有限公司,北京 101300)摘要:针对低渗透油田的套后饱和度测井技术
2、较多,但是缺乏系统性、完整性研究,宽能域氯能谱测井克服和弥补了常规放射性测井方法在低孔隙度、低矿化度储层分辨率低的缺点,在长庆油田剩余油评价方面应用比较广泛。宽能域氯能谱利用自然伽马能谱曲线分析水淹情况,通过氯函数值与中子中子孔隙度进行交会,得到研究区当前的含油饱和度,可以评价油藏剩余油及水淹状况。通过研究套后储层的岩性特征、物性特征、黏土矿物特征、含油性特征,综合利用宽能域氯能谱测井资料进行测井解释。解释结果表明,该方法在套后剩余油评价和补充完井资料方面具有较强的优势,弥补了常规中子寿命等放射性测井的不足,可提高套后剩余油解释符合率,为长庆油田低渗透油藏的剩余油挖潜提供技术支持。关键词:测井
3、解释;宽能域;氯函数;自然伽马能谱;剩余油饱和度中图分类号:P631.84 文献标识码:ADoi:10.16489/j.issn.1004-1338.2023.02.013Application of Wide-Band Chlorine Spectrum Logging in Evaluation of Residual Oil in Cased HoleLI Guishan1,WEI Baojun1,ZHANG Jinhai2,KOU Xiaopan3,LIU Dongming1,ZHANG Yuzhi4(1.Changqing Branch,China National Logging
4、Corporation,Xian,Shaanxi 710201,China;2.Geological Research Institute,China National Logging Corporation,Xian,Shaanxi 710077,China;3.Research Institute of Exploration and Development,Changqing Oilfield Company,PetroChina,Xian,Shaanxi 710016,China;4.Beijing Airport Economic Development Co.Ltd.,Beijin
5、g 101300,China)Abstract:There are many cased hole saturation logging techniques for low permeability oilfields,but there is a lack of systematic and integrity research.The wide-band chlorine spectrum logging overcomes the shortcoming of low resolution of conventional radioactive logging in low poros
6、ity and low salinity reservoirs,and is widely used in the evaluation of remaining oil in Changqing oilfield.The wide-band chlorine spectrum logging uses the natural gamma energy spectrum curve to analyze the flooding situation,and obtains the current oil saturation of the reservoir by intersecting t
7、he chlorine function value with the neutron-neutron porosity,which can evaluate the remaining oil and flooding status of the reservoir.By studying the lithologic characteristics,physical characteristics,clay mineral characteristics and oil bearing characteristics of the reservoir behind the casing,t
8、he logging interpretation is carried out by comprehensive use of wide-band chlorine spectrum logging data.The interpretation results show that this method has a strong advantage in evaluating the remaining oil in cased hole and supplementing the completion data.It makes up for the shortcomings of co
9、nventional neutron lifetime and other radioactive logging,improves the interpretation consistency rate of the remaining oil in cased hole,and provides technical support for the potential exploration of remaining oil in low permeability reservoirs in Changqing oilfield.Keywords:log interpretation;wid
10、e energy domain;chlorine function;natural gamma ray spectrum;remaining oil saturation基金项目:中国石油勘探与生产分公司项目“复杂碎屑岩油气藏测井评价方法与技术研究”(2022KT1606)第一作者:李桂山,男,1982 年生,高级工程师,硕士,从事动态监测资料综合分析应用工作。E-mail:李桂山,等:宽能域氯能谱测井在套后剩余油评价中的应用第47卷 第2期211 0 引 言放射性测井技术是在套管中评价储层剩余油的一项重要技术,在油井下入套管之后,无法进行常规电法测井,在此基础上开发的过套管电阻率测井由于精度
11、不高,故应用较少。传统的中子寿命、PNN、全谱等测井方法,主要通过测量俘获截面和碳氧比评价含油饱和度。宽能域氯能谱测井引入氯函数的概念,通过测量中子伽马、中子中子评价生产井含油饱和度,在低孔隙、低矿化度油藏适用性较好。李剑等1对常规电阻率评价低渗透水淹层含水饱和度符合率低的问题进行了论述,研究了利用电阻率相对值计算含水饱和度的方法。李娟等2介绍了仪器的测井原理、解释方法及应用等方面。黎明等3论述了利用俘获截面计算储层剩余油饱和度的方法。长庆油田的开发已进入由大规模的建产转变为新建区块和老区块挖潜并举、并逐渐向老区块稳产转移的阶段,迫切需要生产测井技术为油田开发方案的制定和老井剩余油挖潜提供准确
12、的参数。由于长庆油田区块分布范围广,油藏类型复杂且多为低孔隙度低渗透率油藏,地层水纵横向分布且矿化度差异大,导致过套管测井、碳氧比测井、中子寿命测井等方法不能较好地适应油田复杂的地质状况,剩余油评价和油层水淹程度判断困难。为了满足剩余油评价需求,长庆油田调研了先进的放射性测井技术,2009年引进宽能域氯能谱测井仪器,每年在长庆油田测试70余井次。对不同的放射性测井资料解释结果分析显示,该方法克服了全谱测井、中子寿命等传统测井方法对地层孔隙度、矿化度等要求较高的问题 4,在低矿化度时可以有效地区分油水层。利用氯能谱和孔隙度交会可以评价储层水淹之后的含油饱和度,利用宽能域解谱得到地层黏土矿物水淹后
13、的变化,分析了岩性、物性等储层特征,充分挖掘了宽能域氯能谱测井曲线各种信息,建立了低渗透储层的剩余油评价方法,为长庆油田的剩余油勘探开发提供了技术支持。1 宽能域氯能谱测井技术1.1 仪器原理宽能域氯能谱测井仪器分为宽能域和氯能谱2根仪器,分别安装2个化学源(见图1)。宽能域氯能谱仪器通过化学源中子源发射快中子,快中子进入地层后经过散射等减速成热中子,地层元素俘获热中子后产生的俘获伽马射线,被伽马探头探测,其可以反映地层孔隙度、含水饱和度等信息。宽能域测井仪通过集成的双探头获得中子中子、中子伽马及伽马伽马密度等数据,可以计算地层密度、地层元素和黏土矿物组分等物理参数。氯能谱测井仪,利用镅铍中子
14、源照射地层,发射的中子平均能量为4.5 MeV,这些中子慢化到热中子后,被井眼和附近地层的元素原子核俘获,释放出射线。不同的元素发射的射线能量不一样,氯元素放出的射线能量明显高于其他元素,氯元素在吸收热中子及俘获热中子伽马射线时,具有异常性质,可以依据地层中氯含量的差异确定含水或含油层。对大多数油气井来说,氯只能存在于地层水中,而不是存在岩石骨架中。该仪器可以直接测量中子孔隙度曲线、低能段氯函数、高能段氯函数等,利用中子孔隙度和氯函数交会能够确定地层的含油饱和度5-6。温度计氯能谱中子伽马探头伽马能谱探头中子伽马能谱远距探头中子伽马能谱近距探头PuBe(Po Be)源中子中子伽马探头60 cm
15、20 cm60 cm50 cm20 cm中子中子伽马探头Pu Be(Po Be)源图1 宽能域氯能谱测井仪器 1.2 适应性分析套后剩余油饱和度测井无法测量常规电阻率,主要以放射性测井为主,通过计算剩余油饱和度评价储层水淹情况。通过宽能域氯能谱、全谱、中子寿命、过套管电阻率等多种单井测试技术,从优缺点、适用性等方面进行对比、分析,并将测井解释结果与生产数据对比,得到以下结论。宽能域氯能谱测井在低渗透油藏具有较好的适应性;PNN测井、过套管电阻率测井在低矿化度具有一定的适应性,但对储层和井筒要求较高;中子寿命、RMT测井适合中高孔隙度和渗透率储层。单井测井方法只能计算某个小层的剩余油饱和度平均值
16、或剩余油分布井筒附近区域,而不能确切反映剩余油饱和度平面分布的差异性,因而在应用上存在局限性。利用放射性方法评价储层剩余油主要受到孔隙2023年测 井 技 术212 度和矿化度的影响,可以通过孔隙度与矿化度的乘积H来判断是否适合进行放射性测井。当H500时,不能进行放射性测井;当500 1 000时,则一定能进行放射性测井,但是孔隙度的下限不能低于10%。不同仪器的下限值会有所差异,实际解释中,部分H低于500的井,仍然可以用宽能域氯能谱测井资料评价水淹程度。2 套后剩余油分布的储层特征在钻井开采过程中,剩余油分布开始主要受地层非均质性的影响,随着注水开发,还受水驱油过程的影响。因此,分析地层
17、的剩余油分布存在多解性,必须结合多种方法,才能提高剩余油饱和度解释的符合率。确定剩余油饱和度的方法有过套管电阻率、井间示踪剂、地面微地震和测井分析等方法,其中测井分析是获取单井剩余油饱和度最广泛、有效的方法7-8。受套管的影响,测量套后电阻率的方法受限,要获取地层孔隙度、含油饱和度等参数,放射性测井成为首选的测量方法。宽能域氯能谱仪器在套管中主要测量地层密度、孔隙度、泥质含量、组成地层的主要元素、岩性、饱和度等地层参数。通过对套后地层的岩性、物性、黏土矿物、含油性等方面的评价,研究套后剩余油在纵向上的分布变化。2.1 储层的岩性特征常规的岩性评价曲线有自然伽马曲线、自然电位曲线、井径曲线等。由
18、于套后的自然电位曲线无法获得,可以通过加密井的自然电位曲线与本井自然电位曲线进行分析,间接获得地层自然电位曲线变化。目前,长庆油田开始大规模加密井调整,加密井在未投产之前均显示水淹现象,一般以低含水为主,投产之后随时间推移显示中高含水。通过研究长庆油田主力油层长6储层,加密井与邻近老井自然电位曲线叠加后,可看出水淹之后自然电位曲线在渗透层负异常程度减小。如图2所示L1老井与邻近加密井LJ1井、LJ2井的自然电位曲线叠加后,在渗透层加密井的负异常程度明显减小。宽能域氯能谱仪器直接测量自然伽马曲线,并且进行自然伽马能谱分析,通过套前套后自然伽马曲线对比分析,可以定性判断地层水淹程度的强弱。用自然伽
19、马曲线定性判断储层水淹的程度:由于放射性物质主要溶于地层水中,在注水开发过程中,侵入水中带有的放射性物质就会在产层附近富集,出现水淹后自然伽马值增大的现象,出水越多,自然伽马值异常越大。随着注水开发时间的推移,地层中的放射性物质会被注入水溶解并富集在产层附近,这样越来越多的放射性物质被采出,造成储层附近的自然伽马曲线值比原状地层的自然伽马曲线值小9-10。697071717272726970八侧向/(m)L1 井自然电位/mV声波时差/(sm-1)声波时差/(sm-1)钾/%深度/m100110011001中感应/(m)深感应/(m)100010002.22.9125-25125-25125-
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