CN109707378A - 一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，首先获取相关测井参数；然后计算目的层及已试油层位的综合含油指数和侵入因子；其次建立已试油层位综合含油指数和侵入因子交会图版，确定流体性质判识标准；最后利用已试油层位交会图版对目的层段流体性质进行判别。本发明主要基于交会图法来实现，参数易于获取、过程简便，对于测井专业性不强的普通的油田地质工作者也能较为容易上手，具备简易、快速，实用性强的特点。

Description

一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法

技术领域

本发明涉及低阻油层识别领域，具体涉及一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法。

背景技术

低阻油层也叫低对比度油层，主要指电阻率很低或者电阻率增大系数小于2的油层。它与常规油层的区别关键在于通过电阻率很难区分油层和水层，从而导致部分低阻油层无法识别出来。低阻油层可划分为两类：一类是电阻率绝对值极低，但是电阻率增大系数大于2，这类低阻油层较好识别；另一类则是电阻率增大系数小于2，油层电阻率与水层相当甚至低于水层，这类低阻油层是近年来识别的难点，应用常规的测井方法难以识别。

在我国陆相低渗透储层中，低阻油层的形成因素一般较为复杂。就其成因来看，可以分为内因和外因。内因主要有高地层水矿化度、束缚水饱和度高、粘土附加导电性、微孔隙发育、岩性细、骨架导电等储层内部因素；外因主要是钻井液的侵入及测井探测范围有限等外部因素。一些复杂的低阻油层不仅表现在纯油层的电阻率极低，同时有可能还存在部分高阻水层，因此其形成往往受控于多种因素。从识别的角度来看，成功识别低阻油层的主要关键在于寻找区分低阻油层与水层的特征参数。

由于低阻油层的勘探多是在老油田中进行，测井资料比较丰富，因此基于测井资料的低阻油层识别显得尤为重要，应用测井方法识别低阻油层的关键在于基于成因分析建立合适的油水判别图版和储层参数解释模型。目前最常用的是重叠法(深电阻率与声波时差重叠法、双孔隙度重叠法)、自然电位偏移法、“双水模型”法、人工神经网络法、分谱位移谱烃检测法(核磁共振测井法)等技术方法。此外，基于阳离子交换容量的含水饱和度解释模型(Waxman-Smith方程和Juhasz方程)、毛管压力法(J函数)及多矿物解释模型也能很好的对相应成因的低阻油层进行定量评价。

目前这些低阻油层判识方法均具有较强的地区性和经验性，一般局限于储层及流体特征变化小的区域，对于大规模的区域性的低阻油层判识，由于储层及流体特征平面变化较大，运用这些方法评价时，其统一判识效果往往不够理想，分区进行精细评价又较为复杂，投入的工作量和时间成本巨大。此外这些低阻油层判识方法大多数应用条件苛刻、操作过于复杂，对于非测井专业的普通油田地质工作者来说难以实现。

对于储层及流体特征平面变化较大的区域性的低阻油层判识，目前前人形成了几种简便的方法，如邻近水层对比法和侵入因子法。

邻近水层对比法：此方法要求邻近水层物性与目的层接近，选取最靠近这段油层的水层，分析自然伽马、自然电位、声波时差、微电极、深电阻率等曲线，如果该水层在物性上和油层段大致相当，当电阻率值为水层电阻率值的1.5倍以上时，可以解释为油水同层或者油层。

在实际应用中寻找物性相当的邻近水层较为困难，且为单一的定性识别方法，只能识别部分电阻增大率相对较高(大于1.5)的低阻油层。

侵入因子法：此方法主要基于不同类型流体类型下，泥浆侵入特征的差异而形成的一种较为普遍的流体识别技术。选择中、深感应之差与深感应比值称为侵入因子，构建侵入因子与其他测井参数(深感应电阻率、声波时差、自然伽马、自然电位等)的交会图，以此来识别低阻油层。此方法对于部分低阻油层有效，但是一些侵入特征不明显的低渗透低阻油层，该方法识别成功率不高。

在大规模的区域性低阻油层复查过程中，目前形成的流体判识技术，较为精细有效的方法往往过程繁琐，投入的工作量及时间成本巨大；适用于大规模区域性低阻油层复查的方法往往较为单一，导致流体性质判别结果并不理想。

发明内容

针对老油田低阻油层的勘探识别，基于泥浆侵入特性及纵向对比，本发明提出一种新的、改进的区域性低阻油层快速识别的方法，以克服现有技术的缺陷，本发明主要基于交会图法来实现，参数易于获取、过程简便，对于测井专业性不强的普通的油田地质工作者也能较为容易上手，具备简易、快速，实用性强的特点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，包括以下步骤：

(1)获取相关测井参数

通过测井资料及常规的测井处理与解释方法，获取目的层的孔隙度Φ₁、深电阻率R_d1、中电阻率R_m1及浅电阻率R_s1和已试油层位的孔隙度Φ₂、深电阻率R_d2、中电阻率R_m2及浅电阻率R_s2；

(2)计算目的层及已试油层位的综合含油指数和侵入因子

统计已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m，若R_d/R_m平均值小于0.8或者大于1.2，目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁计算如下：

Z₁＝(R_d1×Φ₁)/(R_dw1×Φ_w1)

Q₁＝(R_m1-R_d1)/R_d1

其中，R_dw1—目的层的邻近水层的深电阻率；Φ_w1—目的层的邻近水层孔隙度；

已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂计算如下：

Z₂＝(R_d2×Φ₂)/(R_dw2×Φ_w2)

Q₂＝(R_m2-R_d2)/R_d2

其中，R_dw2—已试油层位的邻近水层的深电阻率；Φ_w2—已试油层位的邻近水层孔隙度；

若已试油层位中水层的深中电阻率比值平均值R_d/R_m大于等于0.8且小于等于1.2，则选择目的层的浅电阻率R_s1、已试油层位的浅电阻率R_s2分别代替目的层的中电阻率R_m1、已试油层位的中电阻率R_m2参与计算目的层及已试油层位的侵入因子；

(3)建立已试油层位Z₂-Q₂交会图版，确定流体性质判识标准；

(4)利用已试油层位交会图版对目的层段流体性质进行判别。

进一步地，步骤(1)中孔隙度通过在常规测井解释成果孔隙度曲线上读取；或者利用常规测井曲线声波时差、密度及中子测井曲线通过岩心刻度法或通用的孔隙度计算模型获取。

进一步地，步骤(1)中的深电阻率为深感应电阻率曲线值或者阵列感应60in探测深度下的电阻率曲线值。

进一步地，步骤(1)中的中电阻率为中感应电阻率曲线值或者阵列感应30in探测深度下的电阻率曲线值。

进一步地，步骤(1)中的浅电阻率为八侧向电阻率曲线值或阵列感应10in探测深度下的电阻率曲线值。

进一步地，目的层的邻近水层为目的层下部或者同一微构造内邻井中的水层；已试油层位的邻近水层为已试油层位下部或者同一微构造内邻井中的水层。

进一步地，步骤(3)具体为：将已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂放入直角坐标系进行交会分析，建立Z₂-Q₂交会图版，根据试油中油层、油水同层、水层在直角坐标系中的分布情况，划定出油区及出水区的分界线，并将得到综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂的界限值作为流体性质判识标准。

进一步地，将目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁投入已建立的Z₂-Q₂交会图版，落入出油区的解释为有效层，落入出水区的解释为水层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过侵入因子和综合含油指数交会图识别低阻油层油具备以下优点：

(1)在钻井过程中，总会出现泥浆侵入储集层的情况，无论泥浆高侵、低侵，深、中、浅电阻率均会受到一定影响。由于油层和水层之间泥浆侵入的特性不同，侵入因子可以很好的体现这一差异，从而一定程度上达到区分油层和水层的效果，本发明提出了不同侵入程度下，侵入因子的计算方法，使侵入因子法适用范围更广；

(2)本发明引入储层孔隙度，构建综合含油指数这一参数，弱化孔隙结构及物性对电阻率的影响，相对于邻近水层对比法，不需要去寻找物性相当的邻近水层。通过纵向对比，避开地层水电阻率及岩电参数等平面上变化较大不易确定的参数，有利于建立统一的、区域性的低阻油层识别标准；

(3)本发明方法中所采用的参数易于获取，所涉及到的参数均很容易从测井曲线中获取，无需其他实验来确定特定的参数，节省成本，本发明方法过程简便，快速，适合区域性的大规模的老井低阻油层复查工作，同时本发明方法易于理解实施，对于专业性的测井工作者以外的普通油田地质工作者也能较为容易上手。

附图说明

图1为本发明具体实施的主要流程图；

图2为综合含油指数与侵入因子的交汇图版；

图3为利用综合含油指数-侵入因子交会图版对目的层段流体性质进行判别示意图；

图4为X井的低阻油层流体性质识别应用结果图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细描述：

本发明主要基于测井曲线和常规测井解释参数构建新的参数，通过交会图的方法结合试油试采，实现对油藏流体性质的有效判识。

本发明主要原理为利用不同流体性质下，泥浆侵入引起的不同的电阻率变化特征，通过侵入因子这一参数来辅助判识流体性质。同时利用对比相邻水层电阻率，引入孔隙度这一参数，弱化孔隙结构及物性对电阻率曲线特征的影响，构建综合含油指数来对流体性质进行判识。通过对试油井的侵入因子和综合含油指数两个参数进行分析，建立侵入因子和综合含油指数交会图版，确定流体性质判别标准。最后将目的层的侵入因子和综合含油指数参数投入图版，从而确定目的层流体性质。具体流程如下：

(1)获取相关测井参数。

通过测井资料及常规的测井处理与解释方法，获取目的层的孔隙度Φ₁、深电阻率R_d1、中电阻率R_m1及浅电阻率R_s1和已试油层位的孔隙度Φ₂、深电阻率R_d2、中电阻率R_m2及浅电阻率R_s2。

对于孔隙度来说，由于低阻油层的勘探和复查一般都处于油田勘探开发中后期，孔隙度、渗透率等物性参数早已在前中期的一次测井解释中计算，如有，可以直接在常规测井解释成果孔隙度曲线上读取；若没有，可以利用常规测井曲线声波时差、密度及中子测井曲线通过岩心刻度法或通用的孔隙度计算模型获取。

深电阻率及中电阻率可以在感应测井曲线上读取，深电阻率可以取深感应电阻率(Rild)曲线值或者阵列感应60in探测深度下的电阻率(AT60)曲线值；中电阻率为中感应电阻率(Rilm)曲线值或者阵列感应30in探测深度下的电阻率(AT30)曲线值；浅电阻率可以为八侧向电阻率(Rll8)曲线值或阵列感应10in探测深度下的电阻率(AT10)曲线值。

(2)计算目的层及已试油层位的综合含油指数和侵入因子。

根据工区泥浆侵入情况选择不同的参数目的层及已试油层位的计算侵入因子。

统计已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m，若已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m平均值小于0.8或者大于1.2，则表明泥浆侵入相对较深，目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁计算如下：

Z₁＝(R_d1×Φ₁)/(R_dw1×Φ_w1)

Q₁＝(R_m1-R_d1)/R_d1

其中，R_dw1—目的层的邻近水层的深电阻率；Φ_w1—目的层的邻近水层孔隙度；

已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂计算如下：

Z₂＝(R_d2×Φ₂)/(R_dw2×Φ_w2)

Q₂＝(R_m2-R_d2)/R_d2

其中，R_dw2—已试油层位的邻近水层的深电阻率；Φ_w2—已试油层位的邻近水层孔隙度；

目的层的邻近水层为目的层下部或者同一微构造内邻井中的水层；已试油层位的邻近水层为已试油层位下部或者同一微构造内邻井中的水层。

若已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m平均值大于等于0.8且小于等于1.2，表明泥浆侵入相对较浅，目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁计算如下：

Z₁＝(R_d1×Φ₁)/(R_dw1×Φ_w1)

Q₁＝(R_s1-R_d1)/R_d1

其中，R_dw1—目的层的邻近水层的深电阻率；Φ_w1—目的层的邻近水层孔隙度；

已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂计算如下：

Z₂＝(R_d2×Φ₂)/(R_dw2×Φ_w2)

Q₂＝(R_s2-R_d2)/R_d2

其中，R_dw2—已试油层位的邻近水层的深电阻率；Φ_w2—已试油层位的邻近水层孔隙度；

目的层的邻近水层为目的层下部或者同一微构造内邻井中的水层；已试油层位的邻近水层为已试油层位下部或者同一微构造内邻井中的水层。

(3)建立已试油层位Z₂-Q₂交会图版，确定流体性质判识标准

将已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂放入直角坐标系进行交会分析，建立Z₂-Q₂交会图版，根据试油中油层、油水同层、水层在直角坐标系中的分布情况，划定出油区及出水区的分界线，并将得到综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂的界限值作为流体性质判识标准。

(4)利用交会图版对目的层段流体性质进行判别

将目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁投入已建立的Z₂-Q₂交会图版，落入出油区的即可解释为有效层，落入出水区的解释为水层。

下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步详细描述：

从图1本发明具体实施的主要流程图可以看出本发明主要步骤如下：

(1)获取相关测井参数

通过测井资料及常规的测井处理与解释方法，获取目的层的孔隙度Φ₁、深电阻率R_d1、中电阻率R_m1及浅电阻率R_s1和已试油层位的孔隙度Φ₂、深电阻率R_d2、中电阻率R_m2及浅电阻率R_s2。

对于孔隙度来说，由于低阻油层的勘探和复查一般都处于油田勘探开发中后期，孔隙度、渗透率等物性参数早已在前中期的一次测井解释中计算，如有，可以直接在常规测井解释成果孔隙度曲线上读取；若没有，可以利用常规测井曲线声波时差、密度及中子测井曲线通过岩心刻度法或通用的孔隙度计算模型获取。

深电阻率及中电阻率可以在感应测井曲线上读取，深电阻率可以取深感应电阻率(Rild)曲线值或者阵列感应60in探测深度下的电阻率(AT60)曲线值；中电阻率为中感应电阻率(Rilm)曲线值或者阵列感应30in探测深度下的电阻率(AT30)曲线值；浅电阻率可以为八侧向电阻率(Rll8)曲线值或阵列感应10in探测深度下的电阻率(AT10)曲线值。

(2)计算目的层及已试油层位的综合含油指数和侵入因子

统计已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m，若已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m平均值小于0.8或者大于1.2，则表明泥浆侵入相对较深，目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁计算如下：

Z₁＝(R_d1×Φ₁)/(R_dw1×Φ_w1)

Q₁＝(R_m1-R_d1)/R_d1

其中，R_dw1—目的层的邻近水层的深电阻率；Φ_w1—目的层的邻近水层孔隙度；

已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂计算如下：

Z₂＝(R_d2×Φ₂)/(R_dw2×Φ_w2)

Q₂＝(R_m2-R_d2)/R_d2

其中，R_dw2—已试油层位的邻近水层的深电阻率；Φ_w2—已试油层位的邻近水层孔隙度；

目的层的邻近水层为目的层下部或者同一微构造内邻井中的水层；已试油层位的邻近水层为已试油层位下部或者同一微构造内邻井中的水层。

若已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m平均值大于等于0.8且小于等于1.2，表明泥浆侵入相对较浅，目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁计算如下：

Z₁＝(R_d1×Φ₁)/(R_dw1×Φ_w1)

Q₁＝(R_s1-R_d1)/R_d1

其中，R_dw1—目的层的邻近水层的深电阻率；Φ_w1—目的层的邻近水层孔隙度；

已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂计算如下：

Z₂＝(R_d2×Φ₂)/(R_dw2×Φ_w2)

Q₂＝(R_s2-R_d2)/R_d2

其中，R_dw2—已试油层位的邻近水层的深电阻率；Φ_w2—已试油层位的邻近水层孔隙度；

目的层的邻近水层为目的层下部或者同一微构造内邻井中的水层；已试油层位的邻近水层为已试油层位下部或者同一微构造内邻井中的水层。

(3)建立Z₂-Q₂交会图版(图2)，确定流体性质判识标准(表1)

将已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂以散点图的方式放入直角坐标系进行交会分析，建立Z₂-Q₂交会图版，根据试油中油层、油水同层、水层在直角坐标系中的分布情况，划定出油区及出水区的分界线，并得到综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂的界限值作为流体性质判识标准。

表1某区块低阻油层判识标准

(4)利用交会图版对目的层段流体性质进行判别(图3)

将目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁投入已建立的Z₂-Q₂交会图版，落入出油区的即可解释为有效层，落入出水区的解释为水层。

将本发明方法应用在实际油田中，在X井的低阻油层流体性质识别应用中，参照图4，该法识别的X井成果图，该井2025-2034米井段，AT60电阻率为5.32Ω·m，AT30电阻率为6.03Ω·m,计算孔隙度为17.08％；单独从电阻率来看其电阻极低，一次测井解释为水层。利用本发明方法寻找其邻近水层位于其下部，其AT60电阻率为4.34，计算孔隙度为15.76％；计算目的层侵入因子为0.12，综合含油指数0.13，应用区块内建立的低阻判识标准(表1)和Z-Q交会图版(图2)，其落入出油区，解释为油层/油水层，该层试油初期日产油10.54t，日产水0m³。试油结论与识别结果一致。可以看出，本发明识别的流体性质与实际生产情况基本吻合，这进一步说明本发明方法的可行性，可以在老井复查中识别低阻油层，且该方法简单、实用，具有良好的推广应用价值。

Claims (8)

1.一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取相关测井参数

通过测井资料及常规的测井处理与解释方法，获取目的层的孔隙度Φ₁、深电阻率R_d1、中电阻率R_m1及浅电阻率R_s1和已试油层位的孔隙度Φ₂、深电阻率R_d2、中电阻率R_m2及浅电阻率R_s2；

(2)计算目的层及已试油层位的综合含油指数和侵入因子

统计已试油层位中水层的深中电阻率比值R_d/R_m，若R_d/R_m平均值小于0.8或者大于1.2，目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁计算如下：

Z₁＝(R_d1×Φ₁)/(R_dw1×Φ_w1)

Q₁＝(R_m1-R_d1)/R_d1

其中，R_dw1—目的层的邻近水层的深电阻率；Φ_w1—目的层的邻近水层孔隙度；

已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂计算如下：

Z₂＝(R_d2×Φ₂)/(R_dw2×Φ_w2)

Q₂＝(R_m2-R_d2)/R_d2

其中，R_dw2—已试油层位的邻近水层的深电阻率；Φ_w2—已试油层位的邻近水层孔隙度；

若已试油层位中水层的深中电阻率比值平均值R_d/R_m大于等于0.8且小于等于1.2，则选择目的层的浅电阻率R_s1、已试油层位的浅电阻率R_s2分别代替目的层的中电阻率R_m1、已试油层位的中电阻率R_m2参与计算目的层及已试油层位的侵入因子；

(3)建立已试油层位Z₂-Q₂交会图版，确定流体性质判识标准；

(4)利用已试油层位交会图版对目的层段流体性质进行判别。

2.根据权利要求1所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，步骤(1)中孔隙度通过在常规测井解释成果孔隙度曲线上读取；或者利用常规测井曲线声波时差、密度及中子测井曲线通过岩心刻度法或通用的孔隙度计算模型获取。

3.根据权利要求1所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，步骤(1)中的深电阻率为深感应电阻率曲线值或者阵列感应60in探测深度下的电阻率曲线值。

4.根据权利要求1所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，步骤(1)中的中电阻率为中感应电阻率曲线值或者阵列感应30in探测深度下的电阻率曲线值。

5.根据权利要求1所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，步骤(1)中的浅电阻率为八侧向电阻率曲线值或阵列感应10in探测深度下的电阻率曲线值。

6.根据权利要求1所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，目的层的邻近水层为目的层下部或者同一微构造内邻井中的水层；已试油层位的邻近水层为已试油层位下部或者同一微构造内邻井中的水层。

7.根据权利要求1所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，步骤(3)具体为：将已试油层位的综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂放入直角坐标系进行交会分析，建立Z₂-Q₂交会图版，根据试油中油层、油水同层、水层在直角坐标系中的分布情况，划定出油区及出水区的分界线，并将得到综合含油指数Z₂和侵入因子Q₂的界限值作为流体性质判识标准。

8.根据权利要求7所述的一种基于泥浆侵入特性及纵向对比的低阻油层识别方法，其特征在于，将目的层的综合含油指数Z₁和侵入因子Q₁投入已建立的Z₂-Q₂交会图版，落入出油区的解释为有效层，落入出水区的解释为水层。