碳氧比能譜測(cè)井地質(zhì)解釋技術(shù)

碳氧比開(kāi)采在評(píng)價(jià)老井、評(píng)價(jià)洪水、尋找剩余油分布模式方面發(fā)揮著重要作用。碳氧比能譜測(cè)井儀器測(cè)量精度的提高,為獲得更好的地質(zhì)效果提供了基礎(chǔ)。導(dǎo)致地質(zhì)效果不明顯的主要原因是沒(méi)有消除因碳氧比能譜測(cè)量過(guò)程中的“零值漂移”所導(dǎo)致測(cè)量值不穩(wěn)的因素;碳氧比能譜測(cè)井的現(xiàn)狀是“精而不準(zhǔn)”,解釋符合率往往不高,實(shí)現(xiàn)碳氧比能譜測(cè)井“又精又準(zhǔn)”是當(dāng)務(wù)之急,在實(shí)際中應(yīng)當(dāng)同時(shí)使用盡可能多的信息,并結(jié)合動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),去偽存真,抓住實(shí)質(zhì)才能得到更為滿意的解釋結(jié)果,這也是本文研究的核心問(wèn)題。1碳氧比能譜的本質(zhì)1.1泥巖差值大,與所測(cè)泥巖反差在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)碳氧比曲線的泥巖值經(jīng)常發(fā)生變化,不同儀器所測(cè)泥巖相差較大;同樣儀器兩次測(cè)量(重復(fù))時(shí)泥巖經(jīng)常有差別。在刻度井上刻度時(shí)發(fā)現(xiàn)同支儀器不同次加電刻度時(shí)獲得不同的刻度值。1.2廣義碳氧比曲線動(dòng)態(tài)范圍碳氧比曲線動(dòng)態(tài)范圍的定義:孔隙度35%的純油層碳氧比COo35與純水層的碳氧比COw35差值與純水層碳氧比COw35之比的百分?jǐn)?shù)。R35=(COo35-COw35)/COw35(1)廣義碳氧比曲線動(dòng)態(tài)范圍定義:某孔隙度下的純油層碳氧比COo與純水層的碳氧比COw差值與純水層碳氧比COw之比的百分?jǐn)?shù)。R=(COo-COw)/COw=f(?φ)(2)廣義硅鈣比曲線動(dòng)態(tài)范圍定義:某孔隙度下的砂巖硅鈣比SiCa與純砂巖的硅鈣比SiCasd差值與純砂巖層硅鈣比SiCasd之比的百分?jǐn)?shù)。Rsica=(SiCa-SiCasd)/SiCasd(3)廣義動(dòng)態(tài)范圍反映了不同類型的碳氧比測(cè)井識(shí)別地層特性的能力。將碳氧比值限制在廣義動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi),可以解決“零值漂移”問(wèn)題。1.3模型1:sicac碳氧比曲線規(guī)范解釋模型:COc=(CO-COw)/COw(4)硅鈣比曲線規(guī)范化解釋模型:SiCac=(SiCa-SiCasd)/SiCasd(5)這里:CO、SiCa為實(shí)際測(cè)量的碳氧比值、硅鈣比值;COw為實(shí)測(cè)地層含純水碳氧比值;COc、SiCac為規(guī)范化后碳氧比值、硅鈣比值;SiCasd為與實(shí)測(cè)地層孔隙度相同的純砂巖地層硅鈣比。1.4標(biāo)準(zhǔn)化處理后的碳氧比能譜的解釋模型(1)經(jīng)驗(yàn)公式So=(CO-COw)/(COo-COw)(6)(2)碳原子數(shù)目/cm3式中:a為單位體積油中碳原子數(shù)目/cm3;b為單位體積巖石骨架中碳原子數(shù)目/cm3;c為單位體積水中氧原子數(shù)目/cm3;d為單位體積巖石骨架中氧原子數(shù)目/cm3;A為碳和氧與快中子反應(yīng)截面的比值;BC為井眼里碳密度的貢獻(xiàn);BO為井眼里氧密度的貢獻(xiàn)。(3)碳氧比值的計(jì)算選擇孔隙度35%純油層、純水層,假設(shè)井眼和骨架無(wú)碳,BGO探測(cè)器A取值0.55,利用理論參數(shù)計(jì)算的碳氧比值得出油、水層碳氧比值分別是0.20、0。NaI探測(cè)器A取值0.40,利用理論參數(shù)計(jì)算的碳氧比值得出油、水層碳氧比值分別是0.15、0。(4)孔隙內(nèi)的氧含量假設(shè)地層骨架和井眼無(wú)碳(b=0,BC=0),地層中的氧含量是一個(gè)常數(shù)(孔隙內(nèi)的氧含量相對(duì)整個(gè)地層的氧含量較小,可以認(rèn)為孔隙內(nèi)的氧含量變化對(duì)整個(gè)地層氧含量值影響不大)則兩者是相似的,經(jīng)驗(yàn)公式是通用公式的一種特殊形式。其特殊點(diǎn)在于地層骨架無(wú)碳、井眼無(wú)碳和地層含氧量變化被忽略。1.5詳細(xì)解釋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)解釋模型(1)swir-soirrSwm=Sw-Swir,Som=So-Soirr,Sw+So=1,S=Swm+Som=1-Swir-Soir,Gw=Swm/S,Go=Som/S。(2)相滲透解釋模型PERW=PERM×GWλ,PERO=GO2×(1-GWλ)×PERM。(3)產(chǎn)水率模型RV=μw/μo,RF=RV×PERO/PERW,Fw=1/(1+RF)。(4)驅(qū)油效率模型Somax=1-Swir,So=1-Sw,DOE=(Somax-So)/Somax。1.6有孔隙度測(cè)井法(1)利用硅鈣比(Si/Ca)確定泥質(zhì)含量,公式如下:(2)孔隙度采用聲波測(cè)井、密度測(cè)井、中子測(cè)井取極小后為總孔隙度,再由體積模型計(jì)算有效孔隙度;沒(méi)有孔隙度測(cè)井時(shí),就先對(duì)純凈層(即不含泥巖的層)假設(shè)一個(gè)最大的孔隙度值(?φmax),然后由下述公式算出地層中每一深度上經(jīng)泥巖含量校正的孔隙度值?φ:?φ=?φmax(1-Vc1)式中:?φ為地層的孔隙度;?φmax為純凈層的孔隙度;Vc1為由測(cè)井資料算出的泥質(zhì)含量指示因子,其數(shù)值等于泥巖體積與純凈層的最大孔隙體積之比。(3)鈣質(zhì)含量采用聲波測(cè)井和硅鈣比曲線確定。(4)利用粒度中值和孔隙度確定地層空氣滲透率,并轉(zhuǎn)化為液體滲透率(相當(dāng)于有效滲透率)。1.7同類巖性分層劃分法測(cè)井曲線中極值、拐點(diǎn)、臺(tái)級(jí)或平臺(tái)為特征值,其他部分為過(guò)渡值。儲(chǔ)集層分類:每個(gè)特征值點(diǎn)所反映的是該點(diǎn)附近相同巖性內(nèi)地層的指標(biāo),地層中的巖性、物性、含油性和可采量集中反映在特征值上,即使它僅僅是一個(gè)點(diǎn)也是如此。同類巖性分層方法可以合理劃分儲(chǔ)集層內(nèi)非均質(zhì)產(chǎn)生的局部間分水嶺,實(shí)現(xiàn)由量變到質(zhì)變的定量化。把主力產(chǎn)層定為合試或合采多個(gè)儲(chǔ)集層時(shí),一個(gè)或幾個(gè)相對(duì)滲透率較高的層,主產(chǎn)部位定為在某一產(chǎn)層中,一處或幾處相對(duì)滲透率較高的部位。2實(shí)驗(yàn)證實(shí)2.1系統(tǒng)偏差及分層能力驗(yàn)證碳氧比能譜測(cè)井零值漂移與產(chǎn)額有關(guān);驗(yàn)證每次加電后碳氧比曲線存在系統(tǒng)偏差;了解產(chǎn)額對(duì)誤差的影響;了解碳氧比曲線的分層能力;了解采樣間距對(duì)碳氧比的影響。2.2誤差利用12000、10000產(chǎn)額比較看出,碳氧比值為0.5208、0.5139:誤差0.0069。重新加電后碳氧比值在10000產(chǎn)額時(shí),碳氧比值為0.5109,其差為0.0099,從計(jì)算數(shù)據(jù)看出,碳氧比曲線零值確實(shí)與產(chǎn)額有關(guān),但不是唯一相關(guān)量。2.3在飽和度計(jì)算時(shí),可能產(chǎn)生兩個(gè)隨機(jī)誤差表1是大慶測(cè)井公司測(cè)量的碳氧比數(shù)據(jù),可以看出,兩次加電所測(cè)的碳氧比油水差值均產(chǎn)生誤差。兩者差別是不一致的,變化方向也不同。這表明,該值可能是一個(gè)隨機(jī)誤差。該值在飽和度計(jì)算時(shí),至少可能產(chǎn)生0~5%的誤差。從整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程看,這個(gè)誤差是有較大的偶然性;從儀器上看,查不出有什么異常;由于存在這個(gè)誤差,目前消除它的唯一方法是規(guī)范化處理。規(guī)范化處理要求測(cè)目的層時(shí),必須測(cè)足夠多的、臨近的泥巖值。2.4信號(hào)堆積誤差從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看出,產(chǎn)額在1000個(gè)/秒與1200個(gè)/秒時(shí),誤差變化在0.01~0.015。沒(méi)有看到產(chǎn)額增加誤差呈極規(guī)律性變化的現(xiàn)象。產(chǎn)額在1000個(gè)/秒時(shí),誤差也接近0.01。從原理上看,產(chǎn)額太高使信號(hào)堆積嚴(yán)重是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。目前認(rèn)為產(chǎn)額為1000個(gè)/秒是一個(gè)較合理的產(chǎn)額。2.5統(tǒng)計(jì)漲落與濾波對(duì)比兩組測(cè)量的碳氧比數(shù)據(jù),結(jié)果表明,采樣間距由0.1m縮小0.05m,使曲線統(tǒng)計(jì)漲落增加。但濾波后兩者的均值相等,而且看出分層能力增強(qiáng)。其原因是統(tǒng)計(jì)漲落中的可抵償性更加明顯,濾波效果增強(qiáng)導(dǎo)致的結(jié)果。這證明采樣間距太大有假濾波現(xiàn)象存在,所以采樣間距應(yīng)取0.05m或更小。3碳氧比能譜的詳細(xì)解釋本研究根據(jù)地層的滲透率和產(chǎn)水率確定地層解釋標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。4射孔井段內(nèi)的水偏氣水重分析用本方法對(duì)大慶油田10口井次、遼河油田10余口井次推廣應(yīng)用,取得了較好地質(zhì)效果,解釋符合率高于80%。該方法可以應(yīng)用于砂泥巖剖面各種儲(chǔ)集層的剩余油分析,也可以對(duì)高含鈣砂礫巖剖面和鮞狀灰?guī)r微裂縫剖面剩余油分析。從歧429井解釋成果圖(圖1)看,射孔井段內(nèi)除22號(hào)層3級(jí)水淹外,其他層均1~2級(jí)水淹。這與周清莊油田沙一段生物灰?guī)r油層已生產(chǎn)近30年的實(shí)際是符合的。錦州采油廠錦2-7-228井解釋成果圖(圖2),該井地質(zhì)認(rèn)為含油的可能性較小難于補(bǔ)孔,解釋后發(fā)現(xiàn)19、20號(hào)層是油層并建議射孔,結(jié)果證明是正確的。東加10-014井解釋成果圖(圖3),該井剩余油飽和度較低,水淹級(jí)別較高,實(shí)際生產(chǎn)該井產(chǎn)水率95%,產(chǎn)液8m3/日。其解釋結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)資料是一致的。葡97-48井解釋成果圖(圖4)表明該井碳氧比能譜資料解釋結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)不符,我們用碳氧比能譜精細(xì)解釋對(duì)該井重新復(fù)查。結(jié)果表明在射開(kāi)的1~5號(hào)層中,主力產(chǎn)水層是5號(hào)層、1~4號(hào)層是低水淹差產(chǎn)層的正確結(jié)論。但是由于第一次解釋將4號(hào)層定為高水淹,并且采油廠按照該結(jié)論堵水。不但沒(méi)有堵著水,反而將原來(lái)的2t油堵掉。5碳氧比能譜測(cè)井解釋(1)碳氧比能譜分層能力有限,薄差層解釋符合率較低,應(yīng)開(kāi)展提高碳氧比能譜分辨率的薄層解釋方法研究。碳氧比能譜的譜預(yù)處理方法有待提高,例如峰漂校正、減本底、譜濾波、譜取值、譜編輯等。碳氧比能譜測(cè)井應(yīng)配套其他的測(cè)井方法,例如,脈沖中子測(cè)泥質(zhì)含量、高分辨自然伽瑪、井溫等。(2)該研究實(shí)現(xiàn)了碳氧比能譜測(cè)井通用解釋方法目的。可用于各種類型碳氧比能譜測(cè)井資料的解釋,不論是何種探測(cè)器、何種中子發(fā)生器,只要是連續(xù)碳氧比能譜測(cè)井即可使用該方法。(3)可以對(duì)厚度0.8m以上、孔隙度15%以上的地層定量解釋,解釋符合率90%以上。對(duì)厚度0.5m至0.8m的地層或孔隙度10%~15%的差產(chǎn)層半定量解釋,解釋符合率70%以上。綜合解釋符合率高于80%。(4)本研究取得了如下突破:①利用本方法解釋時(shí)碳氧比能譜測(cè)井不需要洗