1 水淹层储层性质变化特征
1.1 含油性变化
油层水淹后随着水淹程度增大, 含水饱和度逐渐增加;含油饱和度逐渐降低, 与水洗程度成比例。弱水淹层含油饱和度降低约10%;中等水淹含油饱和度降低约20%~30%;强水淹时含油饱和度降低约30%以上。
1.2 孔隙度和渗透率变化
由于注入水的冲洗, 岩石孔壁上贴附的粘土被剥落, 含油砂岩较大孔隙中的粘土被冲散;沟通孔隙的喉道半径加大, 孔隙变得干净、畅通, 孔隙半径普遍增大, 缩短了流体实际渗流途径;岩石孔隙结构系数变小, 物性好的岩石孔隙度, 可能有一定程度的增加, 而渗透率明显增大。 (图1) 为水淹层前后孔隙度和渗透率变化对比图。
1.3 油、气、水分布状态和流动特点的变化
水淹前的油层, 水呈束缚状附着在孔壁的粗糙表面上或微小的细孔中。注入水进入地层后, 水驱油的过程中, 水相和油相由开始的连续流动状态逐渐转变为不连续窜流或分散状态。在亲水性的岩层中, 孔道较小或孔道拐弯处, 沿孔壁窜流的水会在此处将油切断, 形成滞留的油块或油滴;在亲油性岩层中, 沿大孔道中心流动的水, 流经狭小孔道截面时, 也可能在此处形成水滴。因此, 油田在注水开发以及油层水淹后, 对于偏亲油的岩层, 注入水将不断驱替大孔道的油而占据大孔隙空间。对于偏亲水性岩层, 注入水会不断将油切断形成油水混合液, 两者都会使地层的含水饱和度升高, 剩余油饱和度降低, 使油的流动阻力增加、相对渗透率减小, 在测井曲线上的反应是地层电阻率发生变化。油水分布发生的具体变化, 与地层的非均质性、重力、注水井地层吸水状况等因素有关。
1.4 油层饱和度的横向分布
由于地层孔隙分布和大小不均, 孔隙结构复杂等原因, 注入地层的水在它所流经的孔隙过程中, 不可能将孔隙中的油全部驱替干净。对于一个投入注水采油的油层来说, 从注入端到采出端区域内, 在采油井中出现注入水之前, 地层中的含油饱和度或含水饱和度的分布是不连续的。在注水前缘地带, 饱和度会出现突变。从前缘到注水端之间, 含水饱和度逐渐升高, 含油饱和度逐渐降低, 在这区间内的地层段为油水两相共同流动地段。在前缘端到采油端方向上位于前缘端附近的小区域内, 含油饱和度可能要高一些, 但越过这一小区域含水 (含油) 饱和度会很快趋于原始含水 (含油) 饱和度, 或趋近于束缚水饱和度 (纯油层) 。当地层的含水饱和度等于束缚水饱和度的条件下, 地层段内的流体为单相 (油) 流动。随着注水时间的延长, 前缘位置会逐渐地由注水方向朝采油方向移动, 使双向流动的区域不断扩大, 单相流的区域不断缩小。到采油端见到注入水时, 地层内流体就全部成为双相流动区域。显然, 随着注水驱油的不断进行, 油层内每一处含水饱和度将随时间的推移而不断上升, 即使在同一时刻、油层内各部位的含水饱和度也会是不同的, 由此可见, 在注水开发期间, 产层内每一处、每一时刻的剩余油饱和度都是变化的。
1.5 压力与温度
注水开发过程中, 由于各层段产出量和注水量不同, 造成各层段地层压力明显不同于原始地层压力, 并产生不同的差异;长期从地面注入冷水, 可使地层温度降低注水井附近更为明显。
2 水淹层测井曲线特征
2.1 自然电位曲线特征
由于注入水与原始地层水矿化度存在差异, 导致自然电位曲线基线发生偏移, 甚至自然电位曲线异常方向发生翻转。基线偏移部位和方向取决于水淹部位和注入水矿化度的高低, 基线偏移的幅度随原始地层水矿化度与水淹层中的混合液矿化度的差别增大而增大, 且岩性越细偏移幅度越小。
淡水水淹, 局部水淹部位上常发生幅度变化和基线偏移;全部水淹或中部水淹时, 基线不发生偏移, 但幅度与未水淹层明显不同;污水水淹, 由于注入水与地层水矿化度相差不大, 自然电位的基线偏移不明显或无偏移。 (图2) 为X井水淹层自然电位发生偏移实例图。
2.2 电阻率曲线特征
油层水淹后由于地层含水饱和度的增大和地层水矿化度的变化导致电阻率的变化, 图3油田某断块一口取心井做的岩电相驱实验图。从图上可以看出:当地层注入淡水后, 地层电阻率随着含水饱和度的增加呈“U”形特征变化, 即:水淹初期, 随着含水饱和度增加, 电阻率有明显下降趋势;但到水淹中后期, 电阻率随着含水饱和度的进一步增加不但不减少, 反而呈增加趋势, 有时甚至超过油层电阻率值。当地层注入水与地层水相近时, 地层电阻率的变化比较单一, 基本呈线性单调下降趋势。当地层注入污水后, 电阻率随含水饱和度的增加而降低。
2.3 声波时差曲线特征
一般认为下, 油气层水淹后压力变化时产生的孔隙空间结构的变化必然会对测井响应造成一定程度的影响, 尤其当邻井注水导致评价井压力升高, 直接造成弹性波幅度有很强的衰减, 致使声波时差增加。但本油田反映孔隙度的声波时差曲线在水淹前后并无明显的变化。油气层水淹初期, 由于孔隙度变化不大, 声波时差曲线的变化并不明显;油气层水淹中后期, 尤其是强水淹层, 声波时差曲线有明显增大的现象, 但并不尽然。声波时差变化与储层岩性、物性、非均质性以及砂体的连通性、注水情况等因素有关。
2.4 自然伽马曲线特征
油层注水后, 在水驱油过程中, 对自然伽马值的影响有两部分, 水淹层受水洗影响, 地层中的粘土矿物和泥质成分被注入水溶解和冲走, 使粘土和泥质含量降低, 因而使自然伽马测井值降低;同时注入水溶解油层中一些放射性盐类, 并在油水过度带随着矿化度升高增强, 从围岩中淋漓出的镭的同位素额外富集使自然伽马值增大。对中、强水淹层, 自然伽马值测井值降低, 层内非均质响应减弱;渗透性差的弱水淹层, 自然伽马值测井值增大。
2.5 微电极与微梯度曲线特征
微电极与微梯度曲线主要测量井壁附近冲洗带的电阻率, 一般的水淹状况对此影响较小。其幅度值主要依赖于岩性骨架电阻率的贡献, 孔隙内流体的贡献较小。开发初期, 油层微电极与微梯度曲线呈锯齿状, 曲线幅度差异小, 水淹后期曲线变得光滑, 幅度差异增大
3 结语
注水开发中后期水淹层在油田普遍存在, 能否准确识别水淹层直接影响射孔投产、作业生产。因此利用现有的测井资料准确识别水淹层非常重要。本文利用常规测井资料归纳出识别水淹层方法, 希望能给水淹层解释提供可以借鉴的作用, 以在有限的资料情况下提高水淹层认识水平。
摘要：油层水驱开采是提高采收率的一种方法, 水淹层测井解释是注水开发油藏监测的关键技术, 其解释精度直接影响油田开发效果。在水驱过程中油层的性质会发生一系列变化, 这些变化在储层及测井曲线上有所显示。通过分析研究这些特征, 对水淹层解释具有重要的指导意义。
关键词：水淹层,渗透率,孔隙度,测井,曲线特征
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