浅议水淹层测井评价

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【摘 要】微电极测井是在普通电阻率测井的基础上发展起来的一种测井方法，它采用特制的微电极测量井壁附近地层的电阻率。自然伽马测井测量的是地层总的自然伽马放射性，是套管井测井的一种最基本的方法。本文就将两种测井技术作为水淹层测井评价技术的主要组成部分，对它们的原理和应用进行了阐述，对于实际具有一定的价值。

【关键词】水淹层；测井；评价

在注水开发的油田中，注人水会使油层物理性质、储集参数和测井参数发生显著的变化。孔隙度和渗透率的变化是油层水淹对其物性影响的主要表现。通常当注人水为淡水时，有可能造成粘土矿物表面吸附的阳离子出现不平衡而重新进行分配，其结果将造成以高岭石为主的粘土矿物被冲洗带走，造成孔隙空间增大，渗透率增加。而以蒙脱石为主的粘土矿物，其吸水膨胀会造成孔道进一步堵塞，导致孔隙度减小，渗透率降低。水淹对油层含油性的影响，直接表现为含油饱和度降低。这种由于注人水的侵人使含油饱和度以不同程度下降后的数值，称之为剩余油饱和度，它介于原始含油饱和度和残余油饱和度之间。油层水淹后，对自然电位P和电阻率Rt的影响比较明显。当注人水矿化度较高时，随着含水饱和度的增加，电阻率Rt呈下降趋势；但随着注人水矿化度的降低，增加到一定程度后，电阻率反而急剧上升，形成“U”形曲线。

1.微电极测井

1.1 微电极测井原理

微电极测井（ML）是一种浅探测电阻率的方法。由于探测深度的不同，微梯度受泥饼影响较大，微电位受泥饼影响较小而受冲洗带和过度带影响较大。因此，将两种电阻率测井曲线按同一横向比例重叠，在淡水泥浆井中，渗透性砂岩处出现明显正幅度差（微电位大于微梯度）；而在非渗透性泥岩处两者基本重合，故能有效地划分出渗透性砂岩。

1.2 微电极资料应用

选用微梯度和微电位两种电极系以及相应的电极距目的是要它们在渗透性地层上方出现明显的幅度差，因此，不但要求两者同时测量，而且要将两条视电阻率曲线画在一起，采用重叠法进行解释，根据现场实践微电极测井主要有以下两种应用：

1）确定岩层界面，划分薄层和薄的交互层

通常依据微电极测井曲线的半幅点曲线分离点确定地层界面，一般可划分20cm厚的薄层，薄的交互层也有较清楚的显示。

2）判断岩性和确定渗透性地层

在渗透性地层处，微电极测井曲线出现正幅度差，非分渗透性地层处没有幅度差，或出现正负不定的幅度差，根据微电极测井视电阻率值的大小和幅度差的大小，可以判断岩性和确定地层的渗透性。

3）确定冲洗带电阻率Rxo和泥饼厚度hmc

微电极测井探测深度浅，因此可用来确定冲洗带电阻率Rxo和hmc，但需要使用符合一定条件的图版

1.3水淹层微电极特点

我们知道有的井段是重合的，有的井段两条曲线是分离的，曲线分离叫有幅度差。当微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度时，称“正幅度差，小于时称负幅度差”。渗透层井段基本都有幅度差，淡水钻井液是正幅度差，幅度差的大小与微电位与微梯度的比值以及泥饼的厚度有关。幅度的高低与岩性有关。砂泥岩剖面中泥岩数值低，且无幅度差。

2.自然伽马测井

2.1 自然伽马测井原理

对于注水开发的油田,注入水中的微量放射性物质滤积在注水层位,造成注水层自然伽马测井曲线高幅度异常,与之连通好的生产层位,也表现为自然伽马曲线高幅度异常,成为指示水淹层、主力产液层的重要特征。

自然伽马测井是通过在井内测量岩层中自然存在的放射性元素核衰变过程中释放出来的伽马射线强度,来认识岩层的一种放射性测井方法。井下仪器沿井身自下而上移动测量,连续记录的沿井剖面上岩层的自然伽马强度曲线,称为自然伽马测井曲线。

2.2 自然伽马应用

1）划分岩性

根据岩石的自然放射性我们大体可以把岩石分成三类：

高放射性岩石：如花岗岩等火成岩、含放射性矿物的砂岩、钾盐等。

中等放射性岩石：如大多数泥岩、含泥质较多的砂岩、泥灰岩等。

低放射性岩石：如一般砂岩、石灰岩、硬石膏等。

具体的岩性划分则要根据剖面的岩性组成、其他测井曲线的显示及解释经验来判断。

2）划分储集层

在砂泥岩剖面，低自然伽马异常一般就是砂岩储集层，异常半幅点确定储集层界面。在碳酸盐岩剖面，低自然伽马异常只指出泥质含量较少的纯砂岩，而是否为储集层，还必须有相对高一点的孔隙度显示和明显低的电阻率显示，这些是纯岩石发育裂缝带的特征，如果砂泥岩剖面岩性复杂，也应按此判断。

3）计算泥质含量

沉积岩的自然放射性随岩石泥质含量的增加而增加,当地层不含泥质以外的放射性物质时，自然伽马曲线是指示地层泥质含量的最好方法。

4）评价油层水淹

油田注水后,在水驱油过程中，产层的流体性质、孔隙结构、岩石的物理化学特性，以及油气水分布规律，都会发生一定程度的变化。随着油田水的推进，原生水中所溶解的铀、钍、钾等放射性元素容易沉淀在岩石颗粒表面，所以，高渗透性的水淹层容易出现高铀显示，导致自然伽马曲线出现高的异常值，成为指示水淹层的重要特征。

在一般情况下，对于砂泥岩地层，完井测井曲线上的自然电位与自然伽马在变化趋势上基本是一致的，套管井所测自然伽马与完井时所测自然伽马具有可比性。所以可以通过比较、分析所测自然伽马曲线与完井时所测的自然电位曲线来解释油井的出水段及水淹层。

5）判定注水井的吸水情况

利用不同时间所测的自然伽马曲线可以判定注水井的吸水情况。由于多年的注水，注入水中的微量放射性物质滤积在注水层位，造成注水层自然伽马测井曲线高幅度异常。因此，自然伽马测井曲线可用来区分注水井的吸水层和非吸水层。

自然伽马测井在油田的勘探开发工作中起到了越来越重要的作用。它测量简单，安全，成本很低，而应用价值却很高。尽管在目前技术条件下，在诸如判断油层是否水淹、了解注水井的吸水剖面等方面只能做定性解释，还无法实现量化处理，但不可否认自然伽马测井在开发测井中的重要性。

总之，水淹层的成因，影响，外在变现的多种多样，确定了水淹层解释是一个系统工程，单一的测井定性和定量解释方法均存在局限性，必须依据以测井为核心，地质和开发为辅导，进行单井和多井分析、定性和定量相结合的综合解释，相互依托，相互验证，才能提高解释评价的精度。