中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法

技术领域

本发明涉及地球物理测井技术领域，特别是涉及到一种中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法。

背景技术

残余油饱和度的分布与动态变化对于目前开发方案的调整以及提高采收率尤为重要，而残余油饱和度的评价方法也一直受到油藏工程师的广泛关注。目前，残余油饱和度的常规评价主要有两种技术手段，分别为测井和测试。测井方面主要是利用测井资料进行阿尔奇公式计算的方法，该方法的难点在于地层水电阻率不容易确定。因为，随着油气藏注水开发的不断深入，大部分储层已经发生不同程度的水淹，储层的原始特性发生了改变，此时储层孔隙空间中所含有的水不完全是地层水，包含了开发过程中注入的水，此时，应用测井方法所测得的地层水电阻率不准确，导致了计算残余油饱和度的结果不准确。

此外，还可以利用过套管放射性测井方法评价残余油饱和度，比如碳氧比能谱测井，该方法的优点是能穿透套管、水泥环而直接测量地层中的元素，不受地层水矿化度的影响，尤其是在地层水与注入水矿化度差别较大时优点明显，但该方法需要借助有放射性的测井手段多次测量，探测深度较浅，不适用于低孔隙度的地层，测量速度低且经济代价高；中子寿命测井主要适用于具有高矿化度地层水的储层，在低孔隙度、低盐、低反差条件下，测量结果产生误差比较大；过套管电阻率测井可以透过套管直接测量地层电阻率，但在高电阻率地层测量的误差较大，且对于套管外壁涂有防腐层的油井无法测量；综上所述，均说明过套管测井方法在计算残余油饱和度时不具备普遍性。

在申请号：CN201510489926.6的中国专利申请中，涉及到一种计算油藏含油饱和度的方法。根据该发明的方法，在不同进汞饱和度下，通过拟合孔隙度、渗透率与孔喉半径的孔渗喉关系，得出不同位置孔喉半径特征值。根据该特征值将岩芯样品分类，并建立每类岩芯的孔渗关系。最终依据所获得的孔渗关系、孔渗喉关系和Thomeer模型得到油藏含油饱和度。根据本发明的方法能够得到油藏含油饱和度的更加准确的数值。

在申请号：CN202010827589.8的中国专利申请中，涉及到一种估算油层储量及预测剩余油饱和度的方法，包括：根据历次生产测井资料得到每次测井时间生产油井的累积油产量和累积水产量；建立生产油井产油量开始递减后的产量递减模型，根据产量递减模型的类型判断生产油井的油藏的递减规律；根据油藏的递减规律估算得到生产油井的油层储量，根据油层储量的估算过程预测未来任意时刻生产油层的当前产量和累积产量，计算有效孔隙体积；根据物质平衡基本模型公式预测未来任意时刻生产油层的剩余油饱和度；由生产测井资料确定油井中各生产油层产出的流体特性及其各相流体的产出量，进而联合物质平衡方程计算生产油层储量和剩余油饱和度动态预测，对开发油田剩余油分布监测与管理提供了新的技术支持。

在申请号：CN201310519889.X的中国专利申请中，涉及到一种碳氢比地层流体饱和度测井方法，其步骤如下：1)现场资料录取；2)资料分析：a.校深、划分岩性剖面；b.依据含油饱和度模型建立包含油层水淹程度标准解释图版的“碳氢比解释模型”、选择碳氢比解释参数CHRw及最大值CHRmax；c.建立碳氢比解释参数卡；d.求解含水饱和度或含油饱和度及含水率与驱油效率；e.评价储层的含油或剩余油饱和度、可动油饱和度及油层水淹程度；f.出成果图和解释分析报告。该发明采用探测地层流体中的碳、氢元素丰度，以二者的比值为基础经双重归一连接，全定量评价储层的含油饱和度、油层水淹程度及含水率，不仅提高了资料的准确性，应用效果也明显提升，且扩展了应用范围。

以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种种较为简便可行的，能快速高效计算出水驱残余油饱和度的中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法，该中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法包括：

步骤1，收集整理目标区块探井的资料；

步骤2，在目标区块探井中标定出油层和水层；

步骤3，计算初始纯油和纯水的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值；

步骤4，选取实验室测试残余油饱和度的井，识别出油层所在层段；

步骤5，计算出目标油层补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，得到相关的函数方程；

步骤6，选取同一区块的其他开发井，识别油层层段，计算出该油层补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，应用相关函数方程，推算出该井的残余油饱和度值。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，收集整理目标区块内探井与注水开发后井的常规测井资料，以及实验室测试的井的残余油饱和度数据。

在步骤1中，收集的常规测井资料包括补偿中子孔隙度测井、密度测井和电阻率测井。

该中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法还包括，在步骤1之后，在目标区块探井中，筛选出同时具备补偿中子孔隙度测井和密度测井以及电阻率测井的井，绘制这三条测井曲线。

在步骤2中，利用补偿中子孔隙度测井和密度测井曲线交会的方法，结合电阻率测井，在目标区块探井中标定出油层和水层。

在步骤3中，计算初始纯油和纯水的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值的计算模型如下：

Ф

Crossover＝Ф

或Crossover＝Ф

式中Ф

式中因为补偿中子孔隙度测井是以石灰岩为基准的，因此，在灰岩地层中，采用计算公式(2)，在砂岩地层中，则采用计算公式(3)进行校正。

在步骤4中，选取实验室测试残余油饱和度的井，筛选出同时具备补偿中子孔隙度测井和密度测井以及电阻率测井的井，绘制这三条测井曲线。

在步骤4中，识别这些井中油层存在的层段，利用补偿中子孔隙度与密度测井曲线交会的方法，结合电阻率曲线来判断油层。

在步骤5中，对目标油层的深度进行屏幕取值，记录对应油层深度的密度与中子孔隙度的值，计算出补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值的计算模型如下：

Ф

Crossover＝Ф

或Crossover＝Ф

式中Ф

式中因为补偿中子孔隙度测井是以石灰岩为基准的，因此，在灰岩地层中，采用计算公式(2)，在砂岩地层中，则采用计算公式(3)进行校正。

在步骤5中，将计算出来的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值与实验室测试得到的残余油饱和度进行交会处理，将步骤3得到的初始纯油和纯水的Crossover基准值与含油饱和度投影到上述交会图上，在此基础上，绘制Crossover与残余油饱和度的交会图，建立彼此的相关性，得到相关的函数方程。

在步骤6中，选取同一区块内其他开发注水的井，绘制该井的补偿中子孔隙度曲线、密度测井曲线和电阻率曲线。

在步骤6中，识别油层层段，计算出该油层补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值；应用相关函数方程，推算出该井的残余油饱和度值。

本发明中的中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法，利用补偿中子孔隙度测井资料和密度测井资料以及实验室测试资料等多种资料结合，从而对水驱后残余油饱和度进行快速高效量化评价的方法。本发明仅通过补偿中子孔隙度测井和密度测井叠加的方法对水驱残余油饱和度进行计算，设计参数较为简单，是一种快速准确计算水驱残余油饱和度的方法。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.用补偿中子孔隙度测井与密度测井叠合的方法，能快速且准确得识别出储层，较伽马测井和自然电位测井精度更高，结合电阻率测井，在未开发地区，能快速识别油气层，在已注水开发地区，能快速识别次生油水界面，找到残余油所在；

2.本发明提出的计算水驱残余油饱和度方法，避免了因为注水所导致地层水电阻率不准确，计算出来的残余油饱和度不准确的问题，且该发明仅使用常规测井曲线，设计参数较为简单，可以做到快速高效准确地计算水驱残余油饱和度。

附图说明

图1为本发明的中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明实施例中提供的补偿中子孔隙度测井与密度测井交叉幅度值Crossover与残余油饱和度的交会图版；

图3为本发明实例中提供的计算结果值与实验室测试数据对比图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

本发明的中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法，补偿中子孔隙度测井与密度测井的曲线组合，可以快速识别岩性和孔隙度，可以准确地计算泥质含量和判断油气的存在。在油气藏注水开发之前，当有气体存在的时候，气体的密度较之油和水要小，密度孔隙度值变大，而补偿中子孔隙度测井值会变小，因为氢含量值在气体中较油和水要小，从而导致补偿中子孔隙度的值变小。此时，会出现补偿中子孔隙度测井值小于密度测井值，两条曲线产生交叉，交叉的幅度值能反映储层中油气的存在，当幅度值较大时为气体，当幅度值较小时为油，当交叉幅度值为0时，表明该储层为水层。

当油气藏经过注水开发以后，储层中的油和气被水驱替，过了一段时间之后，油气再一次聚集，此时，储层中一般只有上部聚集了油气，而下部因为开发阶段水的驱替，只有一些残余油和水，在补偿中子孔隙度测井与密度测井曲线组合上，则表现为交叉幅度较开发前变小，但依然交叉，在电阻率测井曲线上则能见到次生油水界面的存在，次生油水界面之上电阻率测井曲线变化幅度大，界面之下，电阻率测井曲线变化幅度小，但较之水层电阻率值依然较高。

因此，可以认为在油气藏开发前后，储层中油气含量发生变化，在补偿中子孔隙度测井和密度测井曲线组合上，则表现为两者交叉幅度变小，交叉幅度与残余油饱和度之间是有相关性的，可以通过建立两者的相关性得出相关函数关系式，从而可通过补偿中子孔隙度测井和密度测井两者交叉幅度值，计算出残余油饱和度。

以下为应用本发明的几个具体实施例

实施例1

在应用本发明的一具体实施例1中，如图1所示，图1为本发明的中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法的流程图。该中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法包括：

步骤101，收集整理目标区块内探井与注水开发后井的常规测井资料，以及实验室测试的井的残余油饱和度数据；

步骤102，利用补偿中子孔隙度测井和密度测井曲线交会的方法，结合电阻率测井，在目标区块探井中标定出油层和水层；

步骤103，计算初始纯油和纯水的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值；

步骤104，选取实验室测试残余油饱和度的井，识别出油层所在层段；

步骤105，计算出目标油层补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值与实验室测试得到的残余油饱和度进行交会处理，将初始纯油和纯水的Crossover值与含油饱和度投影到上述交会图上，建立彼此的相关性，得到相关的函数方程；

步骤106，选取同一区块的其他开发井，识别油层层段，计算出该油层补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值；应用相关函数方程，推算出该井的残余油饱和度值。

实施例2

在应用本发明的一具体实施例2中，该中子密度叠合法计算水驱残余油饱和度的方法包括了以下步骤：

步骤1，收集整理目标区块内探井与注水开发后井的常规测井资料，主要为补偿中子孔隙度测井、密度测井和电阻率测井；收集目标区块内实验室测试的井的残余油饱和度；

步骤2，在目标区块探井中，筛选出同时具备补偿中子孔隙度测井和密度测井以及电阻率测井的井，在测井解释软件中，绘制这三条测井曲线；

步骤3，利用补偿中子孔隙度与密度测井曲线交会的方法，结合电阻率曲线，标定出原始油层和水层；

步骤4，计算原始油层和水层的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值，作为初始纯油和纯水的Crossover基准值；

步骤5，选取实验室测试残余油饱和度的井，筛选出同时具备补偿中子孔隙度测井和密度测井以及电阻率测井的井，在测井解释软件中，绘制这三条测井曲线；

步骤6，识别这些井中油层存在的层段，利用补偿中子孔隙度与密度测井曲线交会的方法，结合电阻率曲线来判断油层；

步骤7，对目标油层的深度进行屏幕取值，记录对应油层深度的密度与中子孔隙度的值，计算出补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值；

步骤8，将步骤7计算出来的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值与实验室测试得到的残余油饱和度进行交会处理，将步骤4得到的初始纯油和纯水的Crossover基准值与含油饱和度投影到上述交会图上，在此基础上，绘制Crossover与残余油饱和度的交会图，建立彼此的相关性，得到相关的函数方程；

步骤9，选取同一区块内其他开发注水的井，绘制该井的补偿中子孔隙度曲线、密度测井曲线和电阻率曲线；

步骤10，重复上述的步骤6和步骤7，得到开发注水井的补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值；

步骤11，利用步骤8得到的相关函数方程，以Crossover值推算出该井的残余油饱和度值。

进一步的，步骤4和步骤7中计算补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值的计算模型如下：

Ф

Crossover＝Ф

或Crossover＝Ф

式中Ф

式中因为补偿中子孔隙度测井是以石灰岩为基准的，因此，在灰岩地层中，采用计算公式(2)，在砂岩地层中，则采用计算公式(3)进行校正。

实施例3

在应用本发明的一具体实施例3中，为本发明在国内某一区块内断块油藏中的应用实例，如图2所示，该研究区块内初始纯油的Crossover值为0.08，对应含油饱和度为0.8，初始纯水的Crossover值为0，对应含油饱和度为0。该区块内实验室测试得到的残余油饱和度与补偿中子孔隙度测井和密度测井的曲线交叉幅度值(即Crossover值)进行交会处理，叠加上初始纯油和纯水的基准值，就得到了图2，得出符合该区块的相关函数方程，计算公式为：

Y＝-99.746x

式中Y为残余油饱和度，x为补偿中子孔隙度测井和密度测井的曲线交叉幅度值，即Crossover值，单位为v/v；

选取了该区块内不参与运算的其他两口开发井，识别这些井中油层存在的层段，利用补偿中子孔隙度与密度测井曲线交会的方法，结合电阻率曲线来判断油层；并对目标油层的深度进行屏幕取值，记录对应油层深度的密度与中子孔隙度的值，计算出补偿中子孔隙度测井与密度测井的交叉幅度值，即Crossover值；得出这两口开发井目标油层段的补偿中子孔隙度测井和密度测井曲线的交叉幅度值(即Crossover值)，代入公式(4)中，推算出目标油层段的残余油饱和度值，将其与实验室测试得到的残余油饱和度进行对比，如图3所示，其误差均在0.01范围内，可见本发明使用的基于中子密度叠加法计算水驱残余油饱和度的方法，方便快捷且准确度高，总体效果好。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。