论文部分内容阅读
[摘 要]胜利油田随着几十年的开发，地下储层的动态变化情况、水淹程度和油藏内油、气、水的分布状况等越来越复杂。无论是二次采油或者是三次采油，就需要有剩余油饱和度参数作为依据，以提高储层采收率。储层评价测井是确定剩余油分布、为老区挖潜提供科学依据的有力手段。加大储层评价测井的推广应用力度，充分发挥其在油田开发生产中的作用，为提高油田采收率做出贡献。
[关键词]剩余油饱和度 采收率 储层评价测井 应用
中图分类号：TE34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0398-02
0 引言
胜利油田已进入中、高含水开发时期，油水井的井況日趋复杂，剩余油分布日趋零散，更加突出了储层评价测井的重要性。储层评价测井可以了解开发井纵向上的储层水淹情况、剩余油的分布，为编制和调整开发方案、提高采收率提供依据。脉冲中子法测井是生产井储层评价测井最常用的方法，可分为碳氧比能谱测井、高精度碳氧比能谱测井、硼中子寿命示踪测井、脉冲中子衰减-能谱（PND-S）测井等。测井公司成功推广应用这些测井技术，有效解决了剩余油富集区、水淹级别划分、油水界面等老井挖潜问题。储层评价测井技术在胜利油田得到了广泛的应用。
1 碳氧比能谱测井
碳氧比能谱测井是利用14Mev的脉冲中子轰击地层，与地层发生非弹性散射反应，测井仪器有选择的记录伽马射线能谱（快中子与地层中不同核素发生非弹性散射放出不同特征能量的伽马射线：Si 1.78MeV；Ca 3.75MeV；C 4.43MeV；O 6.19MeV），通过分析所探测到这些能谱，确定地层中所含元素的种类和数量，从而确定储层剩余油饱和度[1]。
碳氧比测井通过测量地层中各种元素的峰度来计算水淹地层剩余油的多少。碳氧比仪器主要记录C/O、Si/Ca、Ca/Si三条曲线。其中C/O和Ca/Si为非弹性俘获曲线，Si/Ca为俘获曲线。高精度碳氧比测井仪测量原理及曲线记录大部分与原碳氧比测井仪相似，最大的区别是数值有变化。主要记录C/O、Si/Ca、NCNI、H SC曲线。其中HSC为H /（Si+Ca）孔隙度指数比，测量俘获伽马计数比，可用来指示地层的孔隙度。
碳氧比能谱测井资料，纵向上对同一沉积韵律，同一水系，采用同一参数进行处理；并根据标准水层，分析数据处理结果。横向上参考邻井的注、采动态情况，分析数据处理结果。根据碳氧比测井资料分析动态变化情况，结合裸眼井的资料，综合分析确定解释结论。从而实现水淹层级别划分、确定潜力层、识别气层等。
图1某井高精度碳氧比能谱测井图。测井施工前，生产37号层，日产液41.2m3，日产油0.41 m3，含水99%；进行高精度碳氧比测井后，解释结果显示，27号层具有一定的生产潜力。建议射开27号层（1790.4-1792.4m），补孔后日产液24.1m3，日产油20.75m3，含水13.9%。达到预期效果。
2 硼中子寿命测井
硼中子寿命测井是一种测量地层热中子寿命的测井方法，也是目前确定剩余油饱和度比较成熟的测井方法之一。井下中子发生器向地层发射脉冲高能快中子，与地层物质多次发生碰撞后成为热中子而被地层吸收，测量地层热中子宏观俘获截面Σ值的大小，可测量地层的有关参数，区分油水层。它不受套管和水泥环的影响，适用于套管井测井。
地层对热中子的俘获特性，是由组成地层的各种元素对热中子的俘获特性所决定的。由于硼元素是井下热中子的强俘获剂，易溶于水而不溶于油，因此利用硼酸作为示踪剂，采用“测井-注（渗）-测井”工艺进行测井[2]。在注（渗）硼前、后两次测量的热中子宏观俘获截面曲线会产生离差，根据此离差的大小即可有效地判断出水点，估算目前的剩余油饱和度，确定产层的水淹状况，直观地解释产层的油水比例关系，可以发现管外窜槽和漏失，监测储层开发动态。
硼中子寿命测井资料定性分析：俘获截面基线与曲线间的差异是由所注（渗）到地层中的硼元素引起的，在图上直观显示为“离差”。离差大小反映了自由水的多少。
特大离差—自由水特别多的井段（可能是大孔道所在）；
大离差—以出水为主；
一般离差—油水同出；
小离差—油层；
无离差—眠层或死油层。
硼中子寿命测井资料判断出水点、估算剩余油饱和度及发现管外窜槽。
图2某井硼中子寿命测井实例图。根据离差大小，表明58号层（2747-2748.5m）为未进硼层、（2748.5-2752m）为水淹层、（2752-2755m）为出水层；59号层为水淹层，硼酸液自射孔层下窜至2763.5m，射孔层与上部水层未有窜通显示。
3 PND-S测井
PND-S测井是一种以核物理理论为基础的脉冲中子测井方法，是过油管（套管）储层评价测井方法之一[3]。它是由脉冲式的中子发生器作发射源，使中子与介质作用后，经过非弹性散射和热中子俘获反应而产生次生伽马射线。采用能谱测量技术，分别探测快中子与地层作用产生的非弹性散射伽马射线、热中子被俘获产生的伽马射线、近远探头的比值等，可以得到俘获截面∑、CATO值等，进而计算储层含水饱和度、中子和密度孔隙度等地层参数，来解决油田开发问题。
脉冲中子衰减能谱（PND）测井仪既具备中子寿命测井和C/O测井的性能，还具有许多自身的特点，比如仪器直径只有42.8毫米，可以过油管测量，适用于孔隙度大于10%的地层等。它还采用双脉冲发射方式，利用脉冲中子仪测量地层密度，提高了探测深度。
PND-S测井资料通过解释程序处理，首先可以根据具体井剖面的实际岩性，选择岩性类型计算岩性剖面；其次提供两种方式计算含水饱和度，即来自非弹性散射的CATO和俘获截面∑。再就是可同时获得中子孔隙度和密度孔隙度，将中子孔隙度、密度孔隙度的重叠，对老井中识别浅部气层有很大帮助，该方法可弥补裸眼井孔隙度测井资料不全的缺陷。
3.1 确定储层的动用状况，了解剩余油分布，寻找潜力层。
图3某井PND-S测井成果图。测井前日产液仅仅1.2吨，日产油0.1吨，含水95%。根据PND测井解释结果补孔56、57两层，补孔合采后，日产液23吨，日产油5.7吨，含水75.8%。
3.2 识别浅部气层
图4某井PND-S测井成果图。该井经多年的开采，由于产水率高而关井。为进一步挖潜，对该井的浅部地层进行PND-S测井找气，从图中看到，指示气层信息的俘获截面、近远探头计数率等曲线，在水层与气层上有明显的不同。综合解释772.5-776.3m为气层，其下储层解释为气水同层。射开气层，获得较好产能。
4 结论及建议
①硼中子寿命测井在寻找出水点方面具有独到之处，可为实施增油控水措施提供依据。
②PND-S测井用俘获截面和非弹性CATO两种方式得到含水饱和度，在套管井储层评价中具有更加广泛的应用。
③碳氧比技术、PND-S测井技术可以对浅部地层中由于勘探、开发初期忽略的气层等进行重新辨别、确认。
参考文献
[1] 朱达智等，碳氧比能谱测井[M].北京：石油工业出版社，1984.
[2] 孙建孟主编.油田开发测井[M].东营：中国石油大学出版社，2004.
[3] 郭海敏，戴家才著.套管井地层参数测井[M].北京：石油工业出版社，2007.
[关键词]剩余油饱和度 采收率 储层评价测井 应用
中图分类号：TE34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0398-02
0 引言
胜利油田已进入中、高含水开发时期，油水井的井況日趋复杂，剩余油分布日趋零散，更加突出了储层评价测井的重要性。储层评价测井可以了解开发井纵向上的储层水淹情况、剩余油的分布，为编制和调整开发方案、提高采收率提供依据。脉冲中子法测井是生产井储层评价测井最常用的方法，可分为碳氧比能谱测井、高精度碳氧比能谱测井、硼中子寿命示踪测井、脉冲中子衰减-能谱（PND-S）测井等。测井公司成功推广应用这些测井技术，有效解决了剩余油富集区、水淹级别划分、油水界面等老井挖潜问题。储层评价测井技术在胜利油田得到了广泛的应用。
1 碳氧比能谱测井
碳氧比能谱测井是利用14Mev的脉冲中子轰击地层，与地层发生非弹性散射反应，测井仪器有选择的记录伽马射线能谱（快中子与地层中不同核素发生非弹性散射放出不同特征能量的伽马射线：Si 1.78MeV；Ca 3.75MeV；C 4.43MeV；O 6.19MeV），通过分析所探测到这些能谱，确定地层中所含元素的种类和数量，从而确定储层剩余油饱和度[1]。
碳氧比测井通过测量地层中各种元素的峰度来计算水淹地层剩余油的多少。碳氧比仪器主要记录C/O、Si/Ca、Ca/Si三条曲线。其中C/O和Ca/Si为非弹性俘获曲线，Si/Ca为俘获曲线。高精度碳氧比测井仪测量原理及曲线记录大部分与原碳氧比测井仪相似，最大的区别是数值有变化。主要记录C/O、Si/Ca、NCNI、H SC曲线。其中HSC为H /（Si+Ca）孔隙度指数比，测量俘获伽马计数比，可用来指示地层的孔隙度。
碳氧比能谱测井资料，纵向上对同一沉积韵律，同一水系，采用同一参数进行处理；并根据标准水层，分析数据处理结果。横向上参考邻井的注、采动态情况，分析数据处理结果。根据碳氧比测井资料分析动态变化情况，结合裸眼井的资料，综合分析确定解释结论。从而实现水淹层级别划分、确定潜力层、识别气层等。
图1某井高精度碳氧比能谱测井图。测井施工前，生产37号层，日产液41.2m3，日产油0.41 m3，含水99%；进行高精度碳氧比测井后，解释结果显示，27号层具有一定的生产潜力。建议射开27号层（1790.4-1792.4m），补孔后日产液24.1m3，日产油20.75m3，含水13.9%。达到预期效果。
2 硼中子寿命测井
硼中子寿命测井是一种测量地层热中子寿命的测井方法，也是目前确定剩余油饱和度比较成熟的测井方法之一。井下中子发生器向地层发射脉冲高能快中子，与地层物质多次发生碰撞后成为热中子而被地层吸收，测量地层热中子宏观俘获截面Σ值的大小，可测量地层的有关参数，区分油水层。它不受套管和水泥环的影响，适用于套管井测井。
地层对热中子的俘获特性，是由组成地层的各种元素对热中子的俘获特性所决定的。由于硼元素是井下热中子的强俘获剂，易溶于水而不溶于油，因此利用硼酸作为示踪剂，采用“测井-注（渗）-测井”工艺进行测井[2]。在注（渗）硼前、后两次测量的热中子宏观俘获截面曲线会产生离差，根据此离差的大小即可有效地判断出水点，估算目前的剩余油饱和度，确定产层的水淹状况，直观地解释产层的油水比例关系，可以发现管外窜槽和漏失，监测储层开发动态。
硼中子寿命测井资料定性分析：俘获截面基线与曲线间的差异是由所注（渗）到地层中的硼元素引起的，在图上直观显示为“离差”。离差大小反映了自由水的多少。
特大离差—自由水特别多的井段（可能是大孔道所在）；
大离差—以出水为主；
一般离差—油水同出；
小离差—油层；
无离差—眠层或死油层。
硼中子寿命测井资料判断出水点、估算剩余油饱和度及发现管外窜槽。
图2某井硼中子寿命测井实例图。根据离差大小，表明58号层（2747-2748.5m）为未进硼层、（2748.5-2752m）为水淹层、（2752-2755m）为出水层；59号层为水淹层，硼酸液自射孔层下窜至2763.5m，射孔层与上部水层未有窜通显示。
3 PND-S测井
PND-S测井是一种以核物理理论为基础的脉冲中子测井方法，是过油管（套管）储层评价测井方法之一[3]。它是由脉冲式的中子发生器作发射源，使中子与介质作用后，经过非弹性散射和热中子俘获反应而产生次生伽马射线。采用能谱测量技术，分别探测快中子与地层作用产生的非弹性散射伽马射线、热中子被俘获产生的伽马射线、近远探头的比值等，可以得到俘获截面∑、CATO值等，进而计算储层含水饱和度、中子和密度孔隙度等地层参数，来解决油田开发问题。
脉冲中子衰减能谱（PND）测井仪既具备中子寿命测井和C/O测井的性能，还具有许多自身的特点，比如仪器直径只有42.8毫米，可以过油管测量，适用于孔隙度大于10%的地层等。它还采用双脉冲发射方式，利用脉冲中子仪测量地层密度，提高了探测深度。
PND-S测井资料通过解释程序处理，首先可以根据具体井剖面的实际岩性，选择岩性类型计算岩性剖面；其次提供两种方式计算含水饱和度，即来自非弹性散射的CATO和俘获截面∑。再就是可同时获得中子孔隙度和密度孔隙度，将中子孔隙度、密度孔隙度的重叠，对老井中识别浅部气层有很大帮助，该方法可弥补裸眼井孔隙度测井资料不全的缺陷。
3.1 确定储层的动用状况，了解剩余油分布，寻找潜力层。
图3某井PND-S测井成果图。测井前日产液仅仅1.2吨，日产油0.1吨，含水95%。根据PND测井解释结果补孔56、57两层，补孔合采后，日产液23吨，日产油5.7吨，含水75.8%。
3.2 识别浅部气层
图4某井PND-S测井成果图。该井经多年的开采，由于产水率高而关井。为进一步挖潜，对该井的浅部地层进行PND-S测井找气，从图中看到，指示气层信息的俘获截面、近远探头计数率等曲线，在水层与气层上有明显的不同。综合解释772.5-776.3m为气层，其下储层解释为气水同层。射开气层，获得较好产能。
4 结论及建议
①硼中子寿命测井在寻找出水点方面具有独到之处，可为实施增油控水措施提供依据。
②PND-S测井用俘获截面和非弹性CATO两种方式得到含水饱和度，在套管井储层评价中具有更加广泛的应用。
③碳氧比技术、PND-S测井技术可以对浅部地层中由于勘探、开发初期忽略的气层等进行重新辨别、确认。
参考文献
[1] 朱达智等，碳氧比能谱测井[M].北京：石油工业出版社，1984.
[2] 孙建孟主编.油田开发测井[M].东营：中国石油大学出版社，2004.
[3] 郭海敏，戴家才著.套管井地层参数测井[M].北京：石油工业出版社，2007.