微电极测井曲线质量的影响因素及处理措施

2022-09-10

在含有水层的石油或天然气的矿区之生产层中于生产之后, 会使原来天然气或石油所占的孔隙体积渐渐被水入侵, 造成原始的水层界面向上移动, 若水层接近穿孔位置时, 将会产生水锥或出水, 因此造成生产井发生高水切或大量出水而停产, 为避免发生出水, 所以必须正确的找出油-水的界面位置。在钻探油气矿区新井以及地下储气窖使用时, 判断水层界面的位置是一项重要的工作, 因为该项资料可以提供穿孔区间设计的参考或是估算储藏层的初始蕴藏量, 因此确定油-水或气-水的界面位置是油层工程的重要工作之一[1]。

1. 微电极测井曲线概述

通常采用重叠法将微电位和微梯度两条视电阻率测井曲线绘制在测井成果图上, 在曲线上可以见到两种微电极系视电阻率测井曲线之间的幅度差。当微电位电极系视电阻率测井曲线幅度大于微梯度电极系视电极系电阻率测井曲线幅度时, 称为“正幅度差”;当微梯度视电阻率测井曲线幅度大于微电位电极系视电阻率测井曲线幅度时, 称为“负幅度差”。

2. 微电极测井曲线质量的影响因素

井下电测之所以被广泛的应用在钻探油井或气井上, 是因为电测资料是属于连续性的曲线可以看到地层的连续变化。由电测所测量出来的曲线, 可以判断井孔的大小、地层的电阻值、原生水的导电性及液体的界面区间。在传统的电测资料中, 电阻电测也可以利用来判断液体界面的区间。在电阻电测中, 可以利用深电阻电测及浅电阻电测在油气层及水层的反应来判断液体的界面。

油水交界面通常是水平的, 但并不表示永远是水平的。油水交界面的倾斜情形对储油量而言是很重要的, 因此正确地辨识出油水交界面可以使油田作最有效率的生产。影响微电极测井曲线质量主要有几个原因:

第一种情形是底层水的水力作用使得油气产生位移, 位移的大小会造成不同程度的倾斜。而从底水驱的角度来看, 有可能是因为底层水的水力作用使得油气产生位移而从顶部移栖到侧边, 造成油水界面不同程度的倾斜[2]。

第二种情形造成油水交界面倾斜的原因可能为地层沈积岩相的变化, 当储油层岩石颗粒因为地层沉积关系, 使得粒径逐渐变小时, 会使毛细压力递增并让油水交界面上升。而且, 在岩相改变的情况下, 由于储油层底部可能为低渗透率的页岩或基盘, 因此会使油水交界面形成倾斜, 但是此倾斜所造成的交界面并不是真正的油水交界面。提出利用渗透率及SCAL分析法找出含水饱和度及油水渐变带高度, 并将求出的油水渐变带高度配合Johnson (1987) 所提出之方程式, 则可计算出毛细压力。

3. 处理措施

根据容积体积水 (Bulk Volume Water) 的关系式来求出油水渐变带高度, 在方程式当中容积体积水可以利用孔隙率及含水饱和度的乘积所计算出来的。计算容积体积水的孔隙率值是利用电测所得到的, 当孔隙率值有误差或是反应较大时, 则会影响容积体积水的计算结果, 因此在利用Cuddy et al. (1993) 所提出的方程式时, 需注意孔隙的电测的结果是否合理, 才可正确的判断出油水渐变带高度。SCAL的分析主要可以分为三项:储藏层特性, 其中包括分析渗透率、孔隙率及毛细压力[3]。电子特性, 其中包括分析微薄地层因子及电阻指数。岩性分类, 其中包括岩石薄片分析 (Thin-section analysis) 及元素化学分子分析 (Element chemical analysis) [4]。经由Johnson的所提出的案例计算结果可以知道, 当地层的孔隙率范围是在12%-50%、渗透率范围是在10m D-1000m D及原生水含水饱和度是在范围20%-50%之间则计算出的含水饱和度会比岩心试验所做出含水饱和度还低, 而且计算出的含水饱和度值是经由取对数之后所得到的结果, 因此由于上述的两个理由, 使得Johnson所提出的方程式并不普遍[5]。